Шарошковий інструмент щодо уступного буріння свердловин

Реферат: UA 85833 U UA 85833 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до бурової техніки, а саме належить до технічних засобів для буріння свердловин великого діаметра. Особливо стосується до розширювачів повстаючих свердловин при поверховій розробці руд. Також до буріння допоміжних стовбурів вугільних шахт. Відомі розширювачі щодо буріння повстаючих свердловин за технологією поверхової розробки рудних місцеродовищ [див., наприклад, каталог компанії Sandvik Coromant, Швеція]. Буріння цими розширювачами здійснюється за технологією фронтального (інакше - лобового) руйнування гірського масиву шарошковим інструментом із штировим або зубчастим озброєнням. Такій технології властиві невисока швидкість буріння, висока енергоємність та витрата шарошок, потрібність у великогабаритних бурових станках. До недоліків вказаного шарошкового інструмента належить висока працеємність та вартість його виготовлення. Відома також технологія уступного (інакше - тангенціального) зрушення гірських порід при бурінні свердловин великого діаметра у застосуванні як шарошкового інструмента уступної дії секцій доліт, призначених до буріння нафтових та подібних свердловин [див. статтю: Купчинский И.А. и др. Бур БРЛТ-1-4000Д в применении к буровой установке L-35. - Уголь Украины, 1994, № 7]. Експлуатація вказаного у цій статті бура підтвердила високу ефективність уступної технології та, сумісно із цим, дозволила виявити певні недоліки вказаного шарошкового інструмента у його адаптації до конструкції бура уступної дії: необхідність розвиття висоти бура задля досягнення кінцевого діаметра розширення, складність кріплення вказаного шарошкового інструмента до корпуса розширювача, відповідна складність самого корпуса, та не досить ефективне задля уступного буріння зубчасте озброєння. Шарошковий інструмент уступної дії, що застосований в останньому аналогу, прийнято за прототип пропонованої корисної моделі. Відомий також пристрій підшипникової опори шарошки, що забезпечує найбільш виску навантажувальну здатність шарошкового інструмента завдяки замкненню шарошки на її осі за допомогою підшипникової та замкової втулок [див., наприклад, міжнародну публікацію WO 2010/093340 А2 від 19.08.2010], що забезпечує високу навантажувальну здатність опори. Цей аналог використовується як відома ознака пропонованої корисної моделі. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого шарошкового бурового інструмента уступної дії, тобто дискового, котрий забезпечить виконання компактних за висотою відповідних бурових органів, тобто розширювачів. Також в основу корисної моделі поставлено задачі розширення галузі застосування уступної технології буріння свердловин великого діаметра різного призначення, розширення галузі застосування буріння таких свердловин у різних гірничих технологіях, а також подальшого підвищення ефективності шарошкового інструмента уступної дії. Інші задачі та переваги пропонованої корисної моделі будуть розкриті у подальшому описанні та кресленні. Поставлена задача вирішується тим, що по-перше, розташуванням осей шарошкового інструмента уступної дії радіально та перпендикулярно відносно вертикальної осі бурового органа, по-друге, виконанням на внутрішньому кінці осі цього інструмента фланця для прикріплення інструмента до корпусу бурового органу та, по-третє, виконанням озброєння шарошки у вигляді ряду дисків, причому радіус кожного диска у міру його віддалення від фланця зменшується згідно з висотою уступу руйнування гірського масиву, а величина осьової відстані поміж сусідніми дисками дорівнює ширині вказаного уступу. Сукупність вказаних ознак, що забезпечує як ефективне руйнування гірського масиву, так і компактність бурового органу, ставить головну суттєву ознаку пропонованої корисної моделі. Суть корисної моделі пояснює креслення. На кресленні зображений приклад конструктивного виконання пропонованого інструмента уступної дії у його приєднанні (фрагментарно) до бурового органу - розширювача згідно з технологією поверхового видобутку копалини. Креслення являє собою фрагмент розрізу пропонованого інструмента по площині, що проходить через його вісь та вертикальну вісь бурового органу. Згідно із істотними ознаками пропонованої корисної моделі, шарошковий інструмент містить вісь 1 із фланцем 2 та шарошку 3 з озброєнням у вигляді загострених до периферії дисків, у даному прикладі двох - внутрішнього 4 та зовнішнього 5. На вісь 1 надіта замкова втулка 6 з вставленим у неї манжетним, наприклад, ущільненням 7 та нагвинчена до упора підшипникова втулка 8, на котру за допомогою підшипників ковзання радіального 9 та упорного 10 посаджена шарошка, що нагвинчена на вказану замкову втулку до виникнення ходової посадки поміж відповідними торцями втулок 6 та 9. Підшипникова камера, що створилася таким чином, заздалегідь заповнюється консистентним мастилом. 1 UA 85833 U 5 10 15 20 25 30 Різниця значень радіусів сусідніх дисків Rвн-Rн та осьова відстань між ними Н дорівнюють, відповідно, висоті та ширині уступу руйнування породного масиву. Загострення робочих кромок вказаних дисків виконано у формі зрізаного конуса вишиною h, діаметр постави котрого дорівнює діаметру диска, а верхівка розташована на осі шарошки. В конструкціях інструмента, що призначені до буріння особливо міцних, абразивних порід, загострені кромки дисків можуть бути армовані твердосплавною наплавкою, наприклад релітом. За рахунок розміщення на кожній осі кількох дисків (2 та більше) забезпечується зменшення вишини бура уступної дії, тобто забезпечується потрібна компактність бура. Фланцем 2 за допомогою гвинтів 11 та з використанням технологічного отвору 12 у внутрішньому диску 4 інструмент може бути змонтовано на корпусі 13 бурового органу (відображено фрагмент). Виготовлення запропонованого інструмента не потребує спеціального станкового обладнання, зводиться головним чином до токарної обробки та може бути реалізовано на будь якому машинобудівному підприємстві. В разі необхідності застосування бурового органу дуже великого діаметра такий може бети виготовлений у вигляді відокремлених секцій, які послідовно збираються на місці застосування бура. Таким чином забезпечується також вільне транспортування секцій по підземних комунікаціях рудника. Буровий орган, наприклад розширювач щодо буріння повстаючої свердловин рудника, заздалегідь оснащений пропонованим інструментом, у збірці або окремими секціями доставляється у рудник, підвішується, як водиться, до бурового поставу, після чого за посередництвом бурового станка, що розміщений на ближньому верхньому горизонті рудника, буровому органі передаються оберти та натяг угору. Підчас експлуатації бокова поверхня робочої кромки дисків постійно треться об породу, але загострення дисків при цьому не втрачається, завдяки вказаній вище формі загострення у вигляді зрізаного конуса (має місце самозаточування) отже ефективність руйнування масиву не втрачається. Диски пропонованого інструмента руйнують гірський масив, автоматично та постійно формуючи у ньому уступи, що забезпечує ефективне постійне руйнування порід крупним відколом, що забезпечує високу швидкість буріння, низьку енергоємність та інші загальновідомі високі показники уступної технології. Реалізація пропонованої корисної моделі дозволяє докорінно підвищити технічні показники буріння свердловин великого діаметру в гірничодобувній промисловості: підвищити швидкість буріння свердловин, зменшити витрати електроенергії і таке інше. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Шарошковий інструмент щодо уступного буріння свердловин, що містить вісь, підшипники, шарошку з озброєнням та замок шарошки на вказаній осі за допомогою підшипникової та замкової втулок, який відрізняється тим, що вказане озброєння виконано у вигляді ряду загострених дисків, причому вказана вісь перпендикулярна до осі напрямку буріння свердловини та закінчується фланцем для прикріплення до відповідного бурового органу, а діаметр кожного сусіднього диска у вказаному ряду зменшується в напрямку віддалення від вказаного фланця. 2. Шарошковий інструмент за п. 1, який відрізняється тим, що різниці радіусів сусідніх дисків та осьових відстаней між ними дорівнюють, відповідно, висоті та ширині уступу руйнування гірського масиву. 3. Шарошковий інструмент за п. 1, який відрізняється тим, що загострення кожного диска з його зовнішньої сторони виконано з уклоном у сторону вказаного фланця. 2 UA 85833 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 3