Аппарат для бурения скважин в угольных пластах

,% 91921 СССР л Нч- е,СИЯЯЕВР; ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А. И. ДонцовАРАТ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАЗаявлено 27 чая 1950 г. за М 51780/418866 в 1 осгехннну ССГР Известны аппараты для бурения скважин в угольных пластах, имеющие две направляющие опоры, через которые проходит жесткий вал, несущий шарнирно соединенное с ним долото с шаровой режущей головкой. Недостатком таких аппаратов являет:я то что они не обеспечивают автоматическое отклонение оси пробуриваемой скважины в сторону угольного слоя при встрече долота с от;шчной от этого слоя по крепости почвой или кровлей.В описываемом аппарате этот недостаток устранен тем, что долото его снабжено второй ступенью резания, выполненной в виде расположенной в задней части долота, за точкой его шарнирного крепления и валу, конусообразной коронки, имеюгцей больший диаметр, чем его передняя шаровая режущая головка.При встрече этого долота с почвой или кровлей, имеющей отличную от утольного слоя крепость, он отклоняется и, образуя рычажную режущую систему автоматически отклоняет ось пробуриваемой скважины в сторону угольного слоя.С целью предупреждения боковых отклонений долота и обеспечения возможности его отклонений только в вертикальной плоскости, в передней опоре аппарата установлен свободно подвешенный груз, связанный через зубчатую передачу с установочной направляющей рамкой.На чертеже изображен описываемый аппарат в продольном разрезе.Самонаправляемый буровой аппарат состоит из следующих основных узлов; передней направляющей опоры, заднеи направляющей опоры и соединяющего обе опоры жесткого вала.Передняя опора 1 представляет собой цилиндрический корпус 4, несущий закрепленные по его концам пластинчатые пружины 5. Внутри цилиндрического корпуса 4 помещен отвес-груз б, служащий для установки в ориентированном положении установочной рамки 7. Установочная рамка 7 вставлена в корпус 8, соединенный на резьбе с втулкой 0, проходящей через переднее отверстие цилиндрического корпуса 4 исвоей канавкой на торце соединяющейся с зубчатой муфтой 10 отвеса- груза б. В корпусе 4 закреплено кольцо 11, входящее в зацепление с зубчатой муфтой 10 и, тацм образом, обеспечивающее возможность устанавливать переднюю опору 1, а вместе с ней и установочную рамку 7 в ориентированном положении Для предотвращения возможного проворота передней опоры по отношению к скважине на пластинчатых пружинах б имеются продольные лезвия высотой 1,5 - 2,0 м,я, внедряющиеся в стенки скважины, Задняя опора (фонарь) 2 состоит из ряда пластинчатых пластин 12, приваренных к двум втулкам 18, Передняя и задняя опоры надеваются на жесткий вал 3, снабженный на своем заднем конце муфтой 14 для соединения аппарата с инструментом На муфту 14 может надеваться диск с резцами для выбуривания во время прихватос аппарата на забое. Передний конец жесткого вала 3 оканчивается шаровой головкой 15, на которой крепится долото. Жесткий вал 8 состоит из двух частей - передней и задней, соединенных между собой муфтой 1 б, на которой при необходимости крепится расширительный диск 17.Долото имеет переднюю шаровую режущую головку 18, соединенную на резьбе с корпусом 19 долота, снабженным второй ступенью резания, выполненной в виде конусообразной режущей коронки 20. Режущая коронка 20 имеет больший диаметр, чем шаровая режущая головка 18. Хвостовик 21 корпуса 19 долота входит в установочную рамку 7.Для работы по угольному пласту, более крепкому, чем почва или кровля должно быть приенео дооо с удлиненной передней частью (долото типа А). В случае, если почва и кровля крепче угольного пласта, используется долото с укороченной передней частью (долото типа Б).Принцип работы описываемого самонаправляемого бурового аппарата состоит в том, что аппарат при бурении скважины в угольном пласте может отклоняться от почвы или кровли пласта при его подходе к контакту, благодаря применению описанного выше шарнирно закрепленного на конце жесткого вала долота, образующего рычаг и стремящегося отклониться в сторону наименьшего сопротивления,При бурении скважины по угольному пласту малой мощности (в пределах 30 - 60 сл), более крепкому, чем почва и кровля, применяется, как указывалось выше, долото типа А с удлиненной передней частью, у которого точка закрепления на валу находится от переднего конца долота на расстоянии примерно около 2/3 всей его длины, При бурении совпадает разность моментов, под действием которой передний конец долота, являющийся в данном случае ведущим, поворачивается в сторону более ".лабых слоев угля. При этом задняя короночная часть долота, следуя за его передней частью, отклоняется в противоположную сторону, т. е. в сторону более крепких слоев угля, и расширяет скважину, искривляя при этом ее основной ствол Подходя к этому месту, передняя направляющая опора 1 аппарата уходит по кривой вслед за режущей коронкой 20 долота, вследствие чего продольная ось аппарата отклоняется от ее первоначального напряжения.Расположенный в передней опоре 1 отвес-груз б, связанный через зубчатую муфту 10 и втулку 9 с установочной рамкой 7, ограничивающей перемещения долота в стороны, дает ему возможность отклонять"я только вверх и вниз, благодаря чему направление долота по азимуту остается постоянным.При такой конструкции долота аппарат может бурить скважину, не выходя из пласта, так как стоит передней режущей головке 18 долота несколько отклониться в сторону мягкого угла, как задняя его коронка 20 автоматически начинает врезаться в противоположную сторону, т е. в сторону твердого слоя угля.91921Дойдя до противоположной твердой стороны, передняя головка долота вновь отклонится в сторону мягкого угля, а задняя корончатая сторона долота - в противоположную ей сторону более твердых слоев угля. Таким образом, аппарат в худшем случае будет двигаться с незна. читсльным отклонением от почвы к кровле, делая скважину слегка извилистой Аа значительных интервалах переходов от почвы к кровле и обратно. В лучшем же случае, в угольном пласте, не имеющем включений твердых пород, он будет бурить прямолинейную скважину. В случае наличия в угольном пласте включений пород более твердых, чем уголь, необходимо на вал аппарата за передней опорой 1 установить расширительный диск 17 для выравнивания стенок скважины, так как последние могут быть неровными, вследствие разнопеременных направлений передней головки долота, вызываемых частыми встречами долота с включениями кусков твердых пород в угольном пласте (например колчедан).При бурении скважины по угольному пласту с более крепкой почвой и кровлей, чем угольный пласт, используется долото типа Б, у которого передняя режущая шаровая головка 18 укорочена и больший момент по отношению к точке его крепления находится на стороне задней режущей коронки 20 долота. Вследствие этого управляющей частью долота типа Б является задняя его коронка 20, которая, встретив на своем пути более твердый слой угля или породы, сразу же от него отклоняется в сторону более мягкого слоя, Противоположная сторона коронки 20 начинает резать в сторону более мягкого угля, одновременно отводя весь аппарат в эту сторону.Предмет изобретения1. Аппарат для бурения скважин в угольных пластах, имеющий две направляющие опоры, через которые проходит жесткий вал, несущий шарнирно соединенное с ним долото с шаровой режущей головкой, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью автоматического отклонения оси пробуриваемой скважины в сторону угольного слоя при встрече долота с отличной от этого слоя по крепости почвой или кровлей, указанное долото снабжено второй ступенью резания, выполненной в виде расположенной в задней части долота за точкой его шарнирного крепления и валу конусообразной коронки, имеющей больший диаметр, чем его передняя шаровая режущая головка.2, Аппарат по п, 1, отличающийся тем, что в его передней опоре установлен свободно подвешенный груз, связанный через зубчатую муфту и втулку с установочной рамкой, ограничивающей боковые отклонения долота и обеспечивающей возможность его отклонений лишь в вертикальной плоскостиМ 91921 Информационно-издательский отдел. Подп к печ 11.Ч 111-59 г.Объем 0,34 п. л. Зак. 5565 1 ираки 360 Цена 50 коп. Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССМосква, Петровка, 14. Комитет по деламРедактор Л. П, Ситнико бретений и открытий при Совете Министров СС