расширитель для бурения скважин большого диаметра

Формула изобретения

РАСШИРИТЕЛЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающий корпус и закрепленные на нем ярусообразно лапы с консольно установленными на них между корпусом и лапами шарошками, отличающийся тем, что минимальное расстояние между шарошкой и корпусом равно или превышает высоту зубчатого вооружения шарошки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению шахтных стволов и скважин большого диаметра, а конкретно к устройству роторных породоразрушающих органов, оснащаемых шарошечным инструментом.

Известны буровые органы плоской формы (лобового действия), оснащаемые шарошечным инструментом и разрушающие породный массив по всему сечению горной выработки за один проход [1]. Органам лобового действия свойственна низкая эффективность бурения.

По технической сути и достигаемому техническому результату наиболее близким к предлагаемому устройству является расширитель уступного действия, включающий корпус и ярусообразно закрепленные на нем лапы с шарошками, установленными между лапами и корпусом [2]. Такой расширитель дает высокие технико-экономические показатели при бурении хрупких пород за счет крупного скола. Недостатком изобретения является низкая эффективность при бурении в вязких и тугопластичных склонных к сальникообразованию породах, когда на шарошках и корпусе образуется плотный глинистый сальник, препятствующий внедрению вооружения шарошек в породный массив. Во избежание сальникообразования приходится снижать подачу бурового органа, то есть снижать производительность бурения.

Изобретение направлено на исключение сальникообразования на шарошках и корпусе бурового органа при бурении в вязких и тугопластичных породах. При осуществлении изобретения будет повышена производительность бурового органа и иcключены потери времени и трудозатраты на очистку шарошек и корпуса бурового органа от сальника.

Известными существенными признаками изобретения являются ярусообразная установка шарошек на корпусе бурового органа и консольное закрепление шарошек на корпусе бурового органа с расположением шарошки между корпусом бурового органа и лапой шарошки.

Отличительным существенным признаком изобретения является определение ширины промежутков между корпусом бурового органа и шарошкой, которая (ширина) на всем протяжении промежутков равна или превышает высоту вооружения шарошки.

Указанный отличительный признак изобретения позволит избежать сальникообразования на шарошках и корпусе бурового органа с ярусообразно установленными шарошками при их консольном закреплении и установке шарошки между корпусом и лапой шарошки.

Предлагаемый расширитель может применяться как самостоятельно для расширения ранее пробуренной выработки, так и в составе лобовоуступного породоразрушающего органа, для бурения выработки полным сечением за один проход.

Технический результат осуществления изобретения может быть достигнут при использовании шарошек как с клиновиднодисковым вооружением, так и с зубчатым.

На фиг. 1 - дан общий вид расширителя, как части породоразрушающего органа для собственно расширения ранее пробуренной выработки или для бурения выработки полным сечением; расширитель изображен при взаимодействии с горным маcсивом и в варианте применения шарошек с дисковым вооружением.

Фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Расширитель состоит из корпуса 1 и ярусообразно расположенного на нем шарошечного инструмента, состоящего из лапы 2 и шарошки 3 с вооружением 4 (клиновидно-дисковым или зубчатым). Шарошечный инструмент закреплен на корпусе 1 консольно, причем шарошка 3 расположена между корпусом 1 и лапой 2 шарашки так, что между корпусом и шарошкой имеет место промежуток (шириной В в одной из точек промежутка).

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. При бурении по сальникообразующим породам тонкодисперсный шлам, образующийся на контакте вооружения 4 шарошки с породным массивом 5 и склонным к адгезии на металле, постепенно вытесняется в сторону, противоположную породному массиву, то есть в сторону корпуса 1, скользя вдоль невооруженной конической поверхности шарошки 3. Таким путем из тонодисперсного шлама, как из теста постепенно формируется сальниковый бублик 6, толщина которого приблизительно равна высоте Н вооружения 4 шарошки. В связи с тем, что невооруженная часть шарошки 3 имеет коническую форму, по мере удаления бублика 6 от вооружения 4 он теряет связь с венцом 3, скользит вдоль него и сваливается в промежуток между шарошкой 3 и корпусом 1 расширителя при условии, что ширина промежутка между шарошкой и корпусом на всем протяжении промежутка равна или превышает высоту вооружения Н. При несоблюдении этого последнего условия бублик не имеет возможности схода с шарошки, в результате чего происходит засаливание всей шарошки, включая вооружение, и всего промежутка между шарошкой и корпусом. Подобная картина образования сальникового бублика и его сбега с шарошки имеет место и при зубчатом вооружении шарошки уступного действия (на чертеже не показано).