Бурове долото

Реферат: Спосіб створення канавки у шпурі і обертове бурове долото, для здійснення способу яке містить подовжений корпус долота, що має передній кінець і задній кінець і подовжню вісь, перший нерухомо закріплений різець, який розміщений на передньому кінці і має першу бічну різальну кромку, яка створює першу периферію і, перший поворотний різець, що має першу поворотну різальну кромку, яка при обертанні корпуса навколо подовжньої осі в напрямку буріння знаходиться в першому положенні, при якому перша обертальна різальна кромка не висунута в радіальному напрямку за межі першої периферії таким чином, що перший нерухомо закріплений різець утворює шпур, свердловини, що має номінальний діаметр, і при обертанні корпуса навколо поздовжньої осі в напрямку, протилежному бурінню, перша поворотна різальна кромка знаходиться у другому положенні, при якому перша поворотна різальна кромка висунута в радіальному напрямку за межі першої периферії для створення канавки, яка має глибину, що проходить радіально за номінальний діаметр шпуру. UA 97983 C2 (12) UA 97983 C2 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується різального долота для створення спірального нарізу на стінці за один прохід. Різальне долото може застосовуватися для буріння в різних геологічних пластах і може бути використане для буріння шпурів у підземній шахті. При видобуванні корисних копалин, таких, як вугілля, покрівлю можуть підтримувати анкерні болти, розміщувані в рознесені шпури, пробурені в покрівлі гірничої виробки. В буровому долоті звичайного зразка використовують різальну пластину, припаяну або інакше прикріплену в пазу в передньому по осі кінці корпусу бурового долота для анкерного кріплення. Бурове долото для анкерного кріплення притискують до покрівлі і буровий станок бурить шпур в покрівлі. Шпур може проходити в покрівлю на 2-20 футів (0,6-6,1 м) і більше. Потім шпур заповнюють смолою або іншим цементуючим матеріалом, і скріпляють анкерний болт з шпуром. Кріплення покрівлі, таке як пластина або панель покрівлі, можна прикріпляти до анкерного болта. Повністю зацементований болт закріпляється фрикційним зчепленням між смолою і породою. Таким чином, виробники бурових долот можуть використовувати широкі межі допустимих відхилень або відходів різальних пластин долот для створення биття, під час якого, при об'єднанні з вільним установленням долота на штанзі, виробляються гребені на стінках шпура. Гребені створюють нерівність стінки, яка може збільшувати несучу здатність анкера. Іншим способом створення нерівностей стінки є використання бурового долота з різальними елементами, розташованими по спіралі на периферійній поверхні центральної втулки для утворення гвинтової канавки або різі. Дане бурове долото, разом з тим, повинно задовольняти стандартам різального долота, що вимагає додаткового етапу в технологічному процесі. Даний додатковий етап в технологічному процесі є, загалом, небажаним, оскільки збільшує час установлення анкерного болта. Одним запропонованим рішенням є використання гвинтових анкерних болтів, які повинні нарізати гвинтову канавку в шпурі, що є частиною технологічного процесу установлення анкерного болта (що відбувається після створення шпура). Проблемою даного підходу є те, що висвердлена порода, що утворюється під час установлювання анкерного болта, може забруднювати смолу і зменшувати існуючу площу поперечного перерізу для зв'язування смолою. Даним винаходом створене різальне бурове долото, яке може створювати гвинтовий або спіральний наріз на стінці шпура за один прохід. Переважно, практичне застосування винаходу може включати в себе використання смоли або може обійтися без неї. Крім того, принципи даного винаходу переважно використовуються як з буровими долотами з вакуумним очищенням, так і з буровими долотами з промиванням. Даним винаходом створене бурове долото, що містить нерухомий різець і щонайменше один рухомий різець. Нерухомий різець утворює зовнішню периферійну поверхню. Коли бурове долото обертається в першому напрямку, рухомий різець знаходиться в першому положенні, і коли бурове долото обертається у другому напрямку, він знаходиться у другому положенні. Крім того, коли рухомий різець знаходиться в першому положенні, його дальня ділянка не висунута за межі зовнішньої периферійної поверхні. Коли рухомий різець знаходиться у другому положенні, його дальня ділянка висунута за межі зовнішньої периферійної поверхні. Відповідно, коли бурове долото обертається впершому напрямку і переміщується в першому осьовому напрямку, тобто, давить на пласт, в пласті створюється шпур, що має номінальний діаметр. Коли бурове долото обертається у другому напрямку, в шпурі утворюється канавка. Загалом, бурове долото обертається у другому напрямку і переміщується у другому осьовому напрямку, протилежному першому осьовому напрямку, для створення канавки, що має вибраний крок. На фіг. 1 показаний вигляд зверху в ізометрії бурового долота даного винаходу з поворотним різцем у другому або висуненому положенні. На фіг. 2 показаний вигляд зверху бурового долота фіг. 1 з поворотним різцем в першому положенні. На фіг. 3 показаний вигляд зверху бурового долота фіг. 1. На фіг. 4 показаний вигляд збоку бурового долота фіг. 1. На фіг. 5 показаний вигляд перерізу бурового долота фіг. 1 вздовж подовжньої осі. На фіг. 5а показаний вигляд деталі іншого варіанта здійснення поворотного різця, застосовного в буровому долоті даного винаходу. На фіг. 6 показаний вигляд зверху ділянки перерізу бурового долота згідно з одним варіантом здійснення даного винаходу, що має відхиляючий елемент, з одним поворотним різцем, показаним у висуненому положенні й іншим поворотним різцем, показаним в прибраному положенні. На фіг. 6а показаний вигляд деталі іншого пристрою відхиляючого елемента для поворотного різця. 1 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 7 показаний вигляд деталі іншого варіанта здійснення поворотного різця. На фіг. 8 показаний вигляд деталі іншого варіанта здійснення поворотного різця. На фіг. 8а показаний вигляд деталі іншого варіанта здійснення поворотного різця. На фіг. 9 показаний вигляд зверху перерізу частини виконавчого механізму для поворотних різців, на якому нерухомо закріплені різці не показані для більш ясного ілюстрування виконавчого механізму, з поворотним різцем в першому положенні. На фіг. 10 показаний вигляд зверху перерізу частини виконавчого механізму для поворотних різців, на якому нерухомо закріплені різці не показані для більш ясного ілюстрування виконавчого механізму, з поворотним різцем у другому положенні. На фіг. 11 показаний вигляд випробувального шпура з канавками, створеними буровим долотом фіг. 1. Бурове долото 10, згідно з даним винаходом, містить подовжений корпус 12 долота, що має передній кінець 14 і задній кінець 16 на подовжній осі 30. Долото 10 містить перший нерухомо закріплений різець 40 з першою різальною кромкою 60, що створює першу периферію 70. Долото 10 також містить в собі перший поворотний різець 80 з різальною кромкою 100, який в першому положенні не висунутий в радіальному напрямку за межі першої периферії 70, а у другому положенні висунутий в радіальному напрямку за межі периферії 70, утворюючи периферію 110 поворотного різця. В результаті, нерухомо закріплений різець 40 прорізає шпур номінального діаметра D в пласті, а поворотний різець 80 прорізає канавку з діаметром, що перевищує діаметр D. На кресленнях показаний один варіант здійснення обертового різального долота 10 (і, конкретно, бурового долота для буріння під анкерне кріплення). Різальне або бурове долото 10 містить в собі подовжений корпус 12 долота, який може бути виконаний зі сталі. Бурове долото 10 має передній по осі кінець 14 і протилежний задній по осі кінець 16. Корпус 12 долота має центральну подовжню вісь 30 і, в роботі, має напрямок 36 обертання, вказаний стрілкою і що називається напрямком 36 обертання при бурінні. Передній кінець 14 має, загалом, форму усіченого конуса. Задній кінець 16 є відкритим для утворення внутрішнього каналу 18. Канал 18 має форму, призначену для розміщення відповідного хвостовика бурильної штанги (не показано). Як показано на фіг. 1, відкритий кінець має шестигранну конфігурацію 20 для утворення гнізда, в якому розмішується, відповідно шестигранний кінець бурильної штанги (не показано). Охоплюване приймальне гніздо 22 може проходити в периферійній ділянці корпусу 12, що прилягає до заднього кінця 16 для розміщення фіксатора або вставного тримача, обладнаного на бурильній штанзі (не показано). Корпус 12 може містити один або декілька проходів 24 для викидання відходів. Прохід 24 створює сполучення між внутрішнім каналом 18 або порожниною, створеною біля заднього кінця 16, і ділянкою корпусу 12 долота, вперед по осі від заднього кінця 16. Хоча бурове долото 10 можна використовувати для буріння без промивання (тобто, буріння геологічного пласта без використання будь-якого охолоджувального агента або т.п.), передбачається, що дане долото можна використовувати в операції буріння з промиванням. У бурінні з промиванням, прохід 24 може забезпечувати проходження шляху потоку текучого середовища (наприклад, води) до переднього кінця 14 корпусу 12 долота, тобто, потік текучого середовища повинен йти через проходи. Також передбачається, що для буріння з промиванням, зовнішня поверхня корпусу 12 долота може містити плоскі грані або інший рельєф на поверхні для створення проходу для виходу текучого середовища і відходів з околиць різальних пластин. Подовжений корпус 12 долота також містить щонайменше одне гніздо 26 для розміщення відповідної різальної пластини, що утворює нерухомо закріплений різець 40. Хоча варіант здійснення на фіг. 1 показує одне гніздо, що проходить по діаметру корпусу 12 долота, це не призначено для обмеження винаходу використанням однієї різальної пластини і гнізда. При цьому, передбачається, що винахід може функціонувати з двома або більше різальними пластинами і гніздами. Розмір корпусу різального долота і різальних пластин, а також конкретний варіант застосування різання, є чинниками, які можуть впливати на кількість різальних пластин і гнізд в обертовому різальному долоті. Якщо використано декілька різальних пластин, то вони можуть мати ідентичну форму або можуть відрізнятися за формою одна від одної. Різальна пластина або нерухомо закріплений різець 40 має верхню поверхню 42 з передньою кромкою 44 і задньою кромкою 46. Передня кромка 44 може бути відхилена від горизонтальної площини 52 по осі назад до задньої кромки 46. Різальна пластина 40 додатково містить в собі внутрішню бічну поверхню 56 і зовнішню бічну поверхню 58. У випадку, якщо створена тільки одна різальна пластина 40, внутрішні бічні поверхні 56 кожної різальної 2 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пластини (у випадку, якщо їх обладнано дві) повинні з'єднуватися так, щоб не було чітко вираженої внутрішньої бічної поверхні, яка видна на фіг. 1. Зовнішня бічна поверхня 58 містить в собі різальну кромку 60. Різальна кромка 60 може мати будь-яку конфігурацію, прийнятну для різання необхідного шпура. Наприклад, і як показано на фігурах, різальна кромка 60 може містити в собі кінець 61 і бічну скошену кромку 64. Скошена кромка може бути створена також вгорі. При роботі, бурове долото 10 обертається в напрямку 36 буріння шпура, так що верхня передня кромка 44 першою контактує з геологічним пластом, тоді як бічна різальна кромка 60 ріже стінку шпура. Зовнішня сторона різальної кромки 60 знаходиться радіально зовні зовнішнього периметра або периферії бурового долота 10 і утворює периферію 70, що утворює номінальний діаметр D шпура. Різальна пластина 40 може бути закріплена паянням або зварюванням в гнізді 26 корпусу різального долота. Як повинно бути зрозуміло з наступного опису і креслень, площа нижньої поверхні 54 різальної пластини перевищує площу верхньої поверхні 42. Нижня поверхня 54 створює головну площу зв'язування різальної пластини 40 з корпусом 12 різального долота. За допомогою використання більшої нижньої поверхні 54 для з'єднання паянням різальну пластину 40 можна скріпляти з корпусом 12 різального долота з використанням порівняно малого гнізда, що не вимагає великого уступу. Використання такого малого гнізда може знизити витрати, пов'язані з виготовленням корпусу 12 різального долота. Різальна пластина 40 може бути виконана з цементованого карбіду такого, наприклад, як цементований кобальтом карбід вольфраму. Наприклад, кобальт може становити між близько 2 і близько 20 вагових процентів по відношенню до карбіду вольфраму. Фахівець в даній галузі техніки повинен розуміти, разом з тим, що інші матеріали, прийнятні для використання як різальні пластини, можуть також бути прийнятними для використання в різальних пластинах. Дані матеріали містять в собі кераміку (наприклад, кераміку на основі нітриду кремнію і кераміку на основі оксиду алюмінію), карбід вольфраму без цементуючої добавки, полікристалічні алмазні композити з металевою цементуючою добавкою, полікристалічні алмазні композити з керамічною цементуючою добавкою, сплави карбіду вольфраму з кобальтом, що мають твердість більшу або яка дорівнює близько 90,5 за шкалою А Роквела, цементовані карбіди з твердим покриттям. Як відмічено вище, бурове долото 10 містить в собі щонайменше один поворотний різець 80. Як показано на фіг. 1, бурове долото 10 містить в собі два поворотних різці. Передбачається, що винахід не обмежений кількістю поворотних різців, але, загалом, бурове долото 10 повинно мати два поворотних різці. Для спрощення розгляду, тільки один поворотний різець може бути розглянутий, оскільки робота кожного поворотного різця передбачається аналогічною, хоч кожний різець може мати відмінні структурні компоненти або може мати різну конфігурацію. На фіг. 1, 4 і 5 показаний поворотний різець 80. Поворотний різець 80 має верхню поверхню 82, нижню поверхню 94, внутрішню сторону 96 і зовнішню сторону 98. У варіанті здійснення, показаному на фіг. 1, верхня поверхня 82 є, загалом, горизонтальною або має площину, що є, загалом, перпендикулярною подовжній осьовій лінії. Верхня поверхня 82 має передню кромку 84 на перерізі передньої грані 86 і верхньої поверхні 82 і задню кромку 88 на перерізі задньої грані 90 і верхньої поверхні 82. Хоча передні кромки 84 можуть знаходитися в одній площині із задньою кромкою 88, в деяких варіантах може бути необхідно конфігурувати передні кромки 84 так, щоб вони були відхилені від горизонтальної площини 92 вперед по осі або назад до задньої кромки 88. Поворотний різець додатково містить в собі внутрішню сторону 96 і зовнішню сторону 98. Зовнішня сторона 98 містить в собі різальну кромку 100. Різальна кромка 100 може мати будь-яку конфігурацію, прийнятну для прорізання необхідної канавки. Наприклад, і як показано на фігурах, різальна кромка 100 може містити в собі верхню скошену кромку 102, нижню скошену кромку 103 і бічну скошену кромку 104. Альтернативно, може бути створена тільки одна, верхня, нижня або бічна скошена кромка. Внутрішня сторона 96 з'єднана з можливістю обертання з ділянкою корпусу 12 бурового долота, що описано більш детально нижче. При використанні, коли бурове долото 10 обертається в напрямку 36 буріння шпура, поворотний різець 80 знаходиться в першому положенні, найкраще показаному на фіг. 2. У даному першому положенні різальна кромка 100 поворотного різця 80 не висунена за межі периферії 70, утвореної нерухомо закріпленим різцем. В одному варіанті здійснення, як показано, наприклад, на фіг. 2, передня грань 86 контактує з ділянкою бурового долота 10. Коли бурове долото 10 обертається в напрямку 36 буріння шпура, воно переміщується в осьовому напрямку 32 вперед. Коли бурове долото 10 досягає просуванням самого висуненого вперед 3 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 положення, тобто, коли необхідна довжина шпура досягнута, бурове долото 10 обертається в протилежному напрямку 38 і переміщується в осьовому напрямку 34 назад, протилежно осьовому напрямку 32 вперед. Коли бурове долото 10 обертається в даному напрямку 38, поворотний різець 80 займає друге положення. У даному другому положенні, різальна кромка 100 поворотного різця 80 висунена радіально назовні, утворюючи периферію 110 поворотного різця, розташовану радіально зовні периферії 70, утвореній нерухомо закріпленим різцем 40. В результаті, різальна кромка 100 поворотного різця 80 створює канавку всередині шпура і, коли бурове долото 10 переміщується по осі, створюється радіальна або гвинтова канавка. Переважно, шпур і канавка можуть бути створені за один прохід бурового долота, що забезпечує економію часу, особливо в порівнянні з системою з двома проходами. Ступінь висунення різальної кромки 100 поворотного різця в радіальному напрямку за межі периферії 70, утвореної нерухомо закріпленим різцем, утворює глибину d різі або канавки. Відстань між верхньою поверхнею і нижньою поверхнею задає ширину w різі або канавки. Відстань між суміжними по осі канавками, створювана, коли бурове долото переміщується в напрямку по осі назад, утворює крок Р. Спеціалісту в даній галузі техніки зрозуміло, декілька робочих параметрів можна модифікувати, що впливає на діаметр D шпура, крок Р, глибину d канавки і ширину w канавки. Як показано на фіг. 5, в одному конкретному варіанті здійснення поворотного різця 80, внутрішня сторона 96 скріплена з можливістю повороту з корпусом 20 віссю 120, розташованою на відстані від подовжньої осі 30, але є паралельною подовжній осі. Вісь 120 може бути скріплена з корпусом 12 так, що вісь 120 утримується на місці, при цьому, забезпечуючи обертання поворотного різця 80. Наприклад, вісь 120 може бути скріплена з корпусом 12 паянням, зварюванням або іншим підручним засобом. Як показано на фіг. 5, вісь 120 має перший кінець 122, що втримується в гнізді 21 в корпусі, і другий кінець 124, що втримується в головці 126, скріпленій з корпусом 20. В одному варіанті здійснення нижня поверхня 94 поворотного різця 80 є, загалом, суміщеною з площиною 92, що є горизонтальною (або перпендикулярною подовжній осьовій лінії 30). Альтернативно, як показано на фіг. 5а, внутрішня сторона 96 має циліндричну форму з віссю 120а, висуненою з нижньої сторони для з'єднання з гніздом 21 в корпусі. Головка 126 має вісь 127, з'єднану з отвором 128, виконаним зверху на внутрішній стороні 96 різця 80. В інших варіантах здійснення даного винаходу передбачається, що нижня поверхня 94 поворотного різця 80 повинна знаходитися під кутом до горизонтальної площини 92 (тобто, площини, перпендикулярної подовжній осі 30. і, загалом, паралельної задньому кінцю). При цьому, передбачається, що вісь 120 розташована в корпусі так, що не є паралельною подовжній осі 30 і відхилена від подовжньої осі 30. При цьому, поворотний різець повинен мати форму, показану на фіг. 1-5. Альтернативно, як показано на фіг. 7, передбачається, що поворотний різець 80 має таку форму, щоб верхня поверхня 82 знаходилася під кутом до горизонтальної площини 92 (тобто, площини перпендикулярної подовжній осі 30 і, загалом, паралельної задньому кінцю). Іншими словами, верхня зовнішня сторона знаходиться спереду по осі від верхньої внутрішньої сторони. Кожний з даних варіантів здійснення повинен, очевидно, створювати відмінний профіль і крок різі в порівнянні з поворотним різцем фіг. 1. Хоч на фіг. 5 показана вісь 120, передбачається, що можна використовувати будь-яке прийнятне обертове з'єднання. Відповідно, на фіг. 8 показаний пристрій з кулею 130 і гніздом 132. У даному варіанті здійснення, внутрішня сторона 96 поворотного різця 80 має структуру з кулею 130, а корпус 12 має структуру з гніздом 132, нерухомо закріплену в буровому долоті, однак що забезпечує обертання поворотного різця відносно бурового долота. Передбачається, що пристрій з кулею і гніздом може бути реверсивним. Альтернативно, як показано на фіг. 8а, поворотний різець може мати форму суцільної структури з внутрішньої сторони 96 у вигляді кулі, аналогічній кулі на морозиві. У кожному з варіантів здійснення поворотного різця 80, він здатний знаходитися в першому положенні (не висунутий або не розвернутий), коли долото 10 обертається в напрямку 36 буріння, і у другому положенні (висунутий або розвернутий), коли долото 10 обертається в протилежному напрямку 38. Фрикційний контакт з геологічним пластом і/або відцентрова сила, діючі на поворотний різець 80, примушують його займати перше або друге положення, в якому протилежні сторони поворотного різця 80 входять в контакт з ділянкою корпусу 12, що обмежує додаткове обертання поворотного різця 80. Хоча, загалом, сила тертя і/або відцентрова сила повинні бути достатніми для знаходження поворотного різця 80 в належному першому або другому положенні, в залежності від напрямків обертання бурового долота 10, передбачається створення відхиляючого елемента 140, 4 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 сприяючого підтримці поворотного різця 80 у другому положенні. При цьому, на фіг. 6 показаний вигляд зверху деталі одного варіанта здійснення бурового долота 10, де використаний відхиляючий елемент 140. У даному варіанті здійснення, відхиляючий елемент 140 може бути утворений спіральною пружиною з одним кінцем 142, скріпленим з корпусом 12 і іншим протилежним кінцем 144, скріпленим з поворотним різцем 80. Відхиляючий елемент 140 в даному варіанті здійснення проходить по кривій внутрішньої сторони 96 поворотного різця. Альтернативно, як показано на фіг. 6а, відхиляючий елемент 140 може підтримувати, по суті, лінійний профіль. Хоча показана спіральна пружина, передбачається, що можна використовувати інші відхиляючі елементи 140. На фіг. 9 і 10, показаний інший варіант здійснення механізм висунення поворотного різця без нерухомо закріплених різців. У даному варіанті здійснення використаний елемент 150 виконавчого механізму для приведення в дію або переміщування поворотного різця 80 у друге положення. Елемент виконавчого механізму може бути розташований вздовж осі від заднього кінця 16 до переднього кінця 14 з керуванням його роботою дистанційно, на відстані від поворотного різця 80. Як показано на фіг. 9, елемент 150 виконавчого механізму несе поворотний різець так, щоб забезпечувати обертання елемента виконавчого механізму відносно корпусу 12 бурового долота. У даному положенні, нерухомо закріплені різці прорізають пласт, як описано вище, і поворотні різці не висуваються радіально назовні за межі кола, окресленого нерухомими різцями. Коли бурове долото 10 обертається в протилежному напрямку 38, елемент виконавчого механізму може повертатися відносно корпусу 12 бурового долота так, що поворотний різець 80 висувається радіально назовні з отвору 152, виконаного в корпусі бурового долота для нарізання канавки, як описано вище. Відповідно, даним винаходом створене бурове долото 10, прийнятне для створення шпура під анкерні болти для практичного застосування в шахтах. При цьому, шпур, створюваний буровим долотом даного винаходу, забезпечує необхідну площу поверхні для поліпшення зв'язувального зчеплення анкерного болта, що цементується смолою або іншими матеріалами. Даний винахід, таким чином, створює спосіб створення шпура в пласті. Спосіб включає в себе використання бурового долота 10 згідно з будь-яким з вищеописаних варіантів здійснення, обертання бурового долота 10 в першому напрямку 36 і переміщування бурового долота 10 в першому осьовому напрямку 32 і, подальше обертання різального долота у другому напрямку 38, протилежному першому напрямку, і переміщування різального долота у другому осьовому напрямку 34, протилежному першому напрямку. В результаті створюється шпур, що має номінальний діаметр D з гвинтовою канавкою, створеною в периферійному колі номінального діаметра D шпура. Наступні приклади призначені для опису винаходу без обмеження обсягу винаходу. Приклад 1 Шпури довжиною 4, 5 і 6 футів (1,2 1,5 і 1,8 м) пробурені в пласті на шахті San Juan Mine, Waterflow, New Mexico однаковим буровим долотом. Анкерні болти встановлені зі смолою звичайним способом і потім проведені випробування на відривання з коротким заливанням. Заанкерувальні зусилля, що знаходяться в діапазоні 12-24 тонн на фут (0,4-0,8 тонн/см), заливання смолою прийняті промисловістю, як прийнятні або як «хороші» заанкерувальні зусилля. Раніше, було виявлено, що вугленосні сланці і аргіліти демонструють заанкерувальні зусилля в діапазоні 4-7 тонн на фут (0,1-0,2 тонн/см). По контрасту, звичайні вугільні горизонти демонструють заанкерувальні зусилля в діапазоні 10-15 тонн на фут (0,3-0,5 тонн/см) заливання смолою. Звичайний шпур був створений обертанням бурового долота в першому напрямку (напрямку буріння шпура) і осьовою подачею і витяганням бурового долота з обертанням бурового долота в першому напрямку. Шпур з нарізом був створений обертанням бурового долота в першому напрямку і осьовою подачею бурового долота. Після цього, бурове долото оберталося у другому реверсивному протилежному напрямку і витягувалося по осі створеного шпура. У наступній таблиці показані результати: довжина анкерного болта (фут) середнє навантаження відриву для звичайних шпурів (тонн) середнє навантаження відриву для шпурів з нарізом (тонн) Поліпшення (%) 55 4 (1,2 м) 5 (1,5 м) 6 (1,8 м) 6,8 6,0 5,0 20,4 17,8 14,3 302 297 286 Переважно, шпур, створений буровим долотом даного винаходу, повинен забезпечувати використання меншої кількості, більш коротких, більш тонких і, тому, більш легких болтів для 5 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 досягнення однакового або поліпшеного рівня підтримки покрівлі в порівнянні із звичайними анкерними болтами в однаковому пласті. Бурове долото даного винаходу може також забезпечувати використання більш коротких анкерів з продукцією підтримування покрівлі пласта з точковим анкеруванням. Крім того, використання бурового долота згідно з даним винаходом повинне зберігати час установлення практично незмінним, оскільки потрібний тільки один прохід. Також, оскільки підтримується вакуум під час витягання бурового долота, висвердлена порода, вироблена буровим долотом, видаляється зі шпура. Це повинно виключати забруднення смоли і подальше зменшення площі поперечного перерізу стебла, що замикається смолою в канавках. Це очевидно вносить внесок в більш високу несучу здатність анкерування. Використання вакууму також обмежує вплив пилу на оператора. Приклад 2 Бурове долото, згідно з даним винаходом, було використане для створення шпура в типовому блоці, виконаному з коміркового цементного матеріалу і потім використано для створення гвинтових канавок, як описано вище. Блок з коміркового цементу був розрізаний вздовж подовжньої осі для демонстрації геометрії нарізів, створених з використанням бурового долота даного винаходу способом, описаним вище. Продемонстровану геометрію можна бачити на фіг. 11. Показано, що буровим долотом створений шпур, що має діаметр «D» близько 1 дюйма (25 мм), гвинтовий крок «Р» близько 1 дюйма (25 мм), різь або канавка глибиною «d» близько 0,5 дюйма (13 мм), і різь або канавка шириною «w» близько 0,25 дюйма (6 мм). Повинно бути зрозуміло, що кожний з параметрів можна регулювати прийнятним способом для створення необхідного профілю. Також передбачається, що бурове долото даного винаходу можна використовувати при установленні анкерних болтів без використання смоли. При цьому поворотні різці 80 виконують відповідними кроку різі анкерного болта, щоб анкерний болт можна було загвинчувати на вихідному кінці шпура. Відповідно, в даному способі, шпур створюють з використанням бурового долота 10 згідно з будь-якими варіантами здійснення даного винаходу, де поворотним різцям 80 надана така конфігурація, щоб крок різі, створеної в шпурах, співпадав з кроком різі анкерних болтів, які повинні використовуватися. Переважно, анкерні болти, використовувані в даному варіанті застосування повинні бути тільки загвинчені на вихідному кінці (тобто, на ділянці болта близько до виходу шпура). В результаті, номінальний розмір шпура не повинен бути більше анкерного болта, що типово для розміщення смоли. В результаті, можна використовувати бурове долото, що має будь-який прийнятний розмір, такий як 0,750 дюймів (19 мм), 0,875 дюймів (22 мм), 1,000 дюймів (25 мм), 1,125 дюймів (29 мм), 1,250 дюймів (32 мм), 1,375 дюймів (35 мм). Хоча бурове долото 10 даного винаходу описане для бурового долота для анкерного кріплення, повинно бути очевидно, що винахід передбачає й інші варіанти використання. При цьому, інші варіанти здійснення даного винаходу повинні бути ясними фахівцеві в даній галузі техніки, який розглянув докладний опис. Тому опис необхідно розглядати, тільки як ілюстративний, і вважати даний винахід не обмеженим конкретними варіантами здійснення, описаними вище. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Обертове бурове долото, яке містить подовжений корпус долота, що має передній кінець і задній кінець і подовжню вісь, перший нерухомо закріплений різець, який розміщений на передньому кінці і має першу бічну різальну кромку, яка створює першу периферію, і перший поворотний різець, що має першу поворотну різальну кромку, яка при обертанні корпусу навколо подовжньої осі в напрямку буріння знаходиться в першому положенні, при якому перша поворотна різальна кромка не висунута в радіальному напрямку за межі першої периферії таким чином, що перший нерухомо закріплений різець утворює шпур, свердловини, який має номінальний діаметр, і при обертанні корпуса навколо поздовжньої осі в напрямку, протилежному бурінню, перша поворотна різальна кромка знаходиться у другому положенні, при якому перша поворотна різальна кромка висунута в радіальному напрямку за межі першої периферії для створення канавки, яка має глибину, що проходить радіально за номінальний діаметр шпуру. 2. Бурове долото за п. 1, в якому перший нерухомо закріплений різець додатково містить верхню різальну кромку, висунуту вперед від переднього кінця корпусу долота. 3. Бурове долото за п. 1, в якому перший нерухомо закріплений різець додатково містить другу бічну різальну кромку. 6 UA 97983 C2 5 10 15 20 25 30 35 4. Бурове долото за п. 3, в якому друга бічна різальна кромка протилежна першій бічній різальній кромці. 5. Бурове долото за п. 3, в якому друга бічна різальна кромка утворює другу периферію, що по суті дорівнює першій периферії. 6. Бурове долото за п. 1, в якому перша бічна різальна кромка виконана на передній поверхні нерухомо закріпленого різця, і перша поворотна різальна кромка виконана на передній поверхні поворотного різця так, що передня поверхня поворотного різця розташована в площині, не паралельній площині передньої поверхні нерухомо закріпленого різця. 7. Бурове долото за п. 1, в якому перший поворотний різець здатний повертатися навколо осі, паралельної подовжній осі. 8. Бурове долото за п. 7, в якому перший поворотний різець здатний повертатися навколо осі, розташованої на відстані від подовжньої осі. 9. Бурове долото за п. 1, в якому перший поворотний різець здатний повертатися навколо осі, відхиленої від подовжньої осі. 10. Бурове долото за п. 1, в якому перший поворотний різець розташований на відстані по осі від першого нерухомо закріпленого різця. 11. Бурове долото за п. 10, в якому перший поворотний різець розташований ззаду по осі від першого нерухомо закріпленого різця. 12. Бурове долото за п. 1, яке додатково містить отвір для проходження вибуреного матеріалу. 13. Бурове долото за п. 12, в якому отвір розміщений ззаду від поворотного різця. 14. Бурове долото за п. 1, що додатково містить отвір на задньому кінці для утворення охоплюючого приймального гнізда, призначеного для розміщення охоплюваної частини бурильної штанги. 15. Спосіб створення канавки в шпурі, утвореному в пласті, що містить наступні стадії: використання бурового долота, що має подовжений корпус долота, який має передній кінець і задній кінець, перший нерухомо закріплений різець, який розміщений на передньому кінці і має першу бічну різальну кромку, яка утворює першу периферію, перший поворотний різець, що має першу поворотну різальну кромку, яка в першому положенні не висунута радіально за межі периферії і у другому положенні висунута в радіальному напрямку за межі периферії, обертання різального долота в першому напрямку обертання і переміщення різального долота у першому осьовому напрямку для утворення шпуру, що має номінальний діаметр, подальше обертання бурового долота у другому напрямку обертання, протилежному першому напрямку, і переміщення різального долота у другому осьовому напрямку, протилежному першому осьовому напрямку, при цьому при обертанні бурового долота в першому напрямку поворотна різальна кромка першого поворотного різця знаходиться в першому положенні і при обертанні бурового долота у другому напрямку перша поворотна різальна кромка першого поворотного різця знаходиться у другому положенні для утворення канавки, яка має глибину, що проходить радіально за номінальний діаметр шпуру. 7 UA 97983 C2 8 UA 97983 C2 9 UA 97983 C2 10 UA 97983 C2 11 UA 97983 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12