Расширитель скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80146 4 Е 21 В 7/28, Е 21 Э ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ СВ(57) Изму делу. 9/2387 9. Бюл. Р Г. Мухи жевнико Марков 8. 8) льство 7/28, 1 В, В. ЛяльГ. Н, Вол(56) АвтоР 1051206Ав торсР 1167295 СССР982,СР983. во28,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ольское рудоуправлениезводственного объединения Власов, Ж,ко, Е. М, Коенко и П. Н33,051.77(08ское свидетекл. Е 21 Вое свидетелькл, Е 2 В СШИРИТЕЛЬ СКВАЖИНобретение относится к горноЦель - повышение надежно сти работы расширителя, Корпус (К) 1 расширителя скважин соединен с полой штангой 37. В верхней части Кразмещен воздухораспределительный клапанный механизм (ВРКМ) 2, а в нижней части К 1 - букса 3. В отверстиях буксы 3 установлены державки 4 буровых коронок 5 с наковальнями б, взаимодействуюшими с ударником 7, выполненным в виде отдельных секторов и установленным в Кс зазором.1463900 О 2,/ 30 В Кн 1 зоздухоотнодящем стержне 19 ежду ударником 7 и ВРКМ 2.и ударником 7 и буксой 3 установлены соответственно эластичные уплотняющие шайбы 25 и 17 с возможностью осевого перемещения и сообщения с силовыми камерами прямого 30 и обратного 11 хода, Каждый сектор ударника 7 выполнен с проушинами (П) 20, установленными а стержне 19, и связан с П 20 друих секторон посредстном упругих элеентон 21, установленных на стержне 19 между П 20, В буксе 3 размещен ополнительный ВРКМ 10, сообщенный с айбой 17, Иайбы 17 и 25 соединеныклапанами 12 и 32 посредством пруинных толкателей 13 и 33 соотнетстенно, Воздух через штангу 37 посту 1Изобретение относится к горномуделу и может быть использовано длярасширения скважин, предназначенныхдля отбойки руды при подземной разработке мощных месторождений, а также для вентиляции, перепуска материалов и закладки.Цель изобретения - повьппение надежности работы путем использованиябольших масс нзаимосвяэанньй ударников,На Фиг, 1 показана принципиальнаясхема расширителя скважин, вертикальный разрез," на Лиг. 2 - сечение А-Ана фиг. 1; на Аиг. 3 - сечение Б-Бна Лиг, 1,Расширитель скважин состоит изкорпуса 1, выполненного в виде трубыс воздухораспределительным клапанныммеханизмом 2 и с буксой 3, н которой .установлены державки 4 для креплениякоронок 5. Держанка 4 имеет наковальню 6, через которую передаются ударыот ударника 7, имеющего бойковый выступ 8. Лержавка 4 установлена нгнезде 9 с воэможностью вертикального перемещения и вращения вокругсвоей оси. Букса 3 снабжена дополнительным клапанным механизмом 1 О дляснабжения сжатым воздухом силовой камеры 11 обратного хода ударников 7,В полости механизма 10 установлен пает в расширитель, полость 10 и камеру 11, и ударник 7 начинает двигаться вверх Деформируя шайбу 17 назаданную величину, воздух из камеры11 будет поступать на забои 16. Давление в камере 11 упадет, клапан 12перекроет камеру 11 и ударник 7, набрав скорость, будет двигаться вверхпо инерции. Иайба 25, взаимодействуяс ВРИ 2, будет способствовать герметизации камеры 30, Давление в камере30 повысится и произойдет торможениеударника 7, который под действиемсобственного веса будет двигатьсявниз, Движущийся вниз ударник 7 через наковальню 6 взаимодействует скоронкой 5, производя разрушение забоя 16, 3 ил. клапан 12 с пружинным толкателем(пружиной) 13. Причем жесткость пружины 13 толкателя должна обеспечиватьзакрытие клапана 12 при разомкнутойсиловой камере 11, Клапан 12 имеетограничитель 14 хода, обеспечивающийход клапана 12 на дна-три миллиметра.В буксе 3 выполнены каналы 15 длявыхода отработанного сжатого воздухаиз корпуса 1 на кольцевой забой 16,Силовая камера 11 периодически образуется посредством уплотняющей шайбы в виде манжеты-клапана 17, выполненной из эластичного упругого материала, например кордовой рЕзины, и способной изменять свою Аорму в процессе работы. Манжета-клапан 17 имеет уплотнительный поясок 18, с помощью которого герметизируется силовая камера 11 плотным прилеганием к верхней поверхности буксы 3. Ударники 7 выполнены в виде секторов. В данном примере три ударника. Каждый ударник 7 взаимодействует со своей коронкой 5 через державку 4, наковальню 6 и бойкбвый выступ 8. Ударники 7 подвижно смонтированы на воздухоподводящем стержне 19 посредством направляющих проушин 20. Каждый ударник имеет не менее двух проушин 20, разнесенных на некоторое расстояниедруг от друга. Между проушинами 20от других ударников 7 установлены упругие элементы 21, выполненные, например, иэ металлической резины. Жесткость упругого элемента 21 подбирается так, что при неровности забоя16 система ударник - коронка имеетвозможность вертикального смещениядо десяти миллиметров, т.е. ударники ТО в процессе работы могут смещатьсямежду собой по вертикали на высотудо десяти миллиметров. Воздухоподводящий стержень 19 нме 15 20 ет канал 22 для подвода сжатого воздуха в полость клапанного механизма 10. Ударники 7 в корпусе 1 смонтированы с кольцевым зазором 23 для пропускания отработанного воздуха через канал 15 на забой 16. Воздухоподводящий стержень 9 снабжен направляющим фонарем 24 для обеспечения движения расширителя строго по первоначальной скважине. Ударники 7 снабжены фиксатором, предотвращающим вращение (не показан), т.е. при работе ударники 7 не вращаются относитель 25 но корпуса 1. На верхних торцах ударников 7 установлена манжета-клапан25, изготовленная из упругого мате 30 35 40 риала, например реэинокордовой ткани,и при работе может упруго деформироваться на конструктивно заданную. величину. Манжета-клапан 25 имеет уплотнительный поясок 26, герметичноконтактирующий с торцовой поверхностью клапанного механизма 2. Для при 45 50 55 нудительного возврата уплотнительного пояска в исходное состояние могутбыть использованы упругие элементы(пружины) 27. Манжета-клапан 25 совместно с ударником 7 может возвратно"поступательно перемещаться по воздухоподводящему стержню 9, для чегоснабжена подвижным герметизирующимкольцом 28. В клапанном механизме 2выполнена полость 29 для подводасжатого воздуха в камеру 30 прямогохода через клапанное отверстие 31,где установлен клапан 32. Последнийснабжен пружиной 33, которая обеспечивает открытое положение клапанногоотверстия 31 при герметически замкнутой силовой камере 30. В механизме 2 установлен ограничитель 34 ходаклапана 32. Ограничитель 34 хода ограничивает перемещение клапана в пределах двух-трех миллиметров. Воздухораспределительный механизм 2 может иметь несколько клапанных отверстий31 с установленными клапанами 32Подвод сжатого воздуха в полость 29осуществляется по каналам 35 и 36через штангу 37, с помощью которойосуществляется вращение расширителяот станка (не показан).Расширитель скважин работает следующим образом.При помощи бурового станка расширитель устанавливается над скважиной дпя раэбуривания ее до большего диаметра. Включают станок и начинают вращать расширитель вокруг своей оси посредством штанги 37. Через штангу подают сжатый воздух в расширитель.Сжатый воздух по каналам 35 и 36 поступает в полость 29, так как в это время манжета-клапан 25 находится в крайнем нижнем положении посредством пружин 27, уплотнительный поясок 26 находится в нижнем положении, а силовая камера 30 разомкнута. За счет поступающего воздуха и создания давления клапан 32 перекрывает клапанное отверстие 31, Пружина 33 имеет меньшее усилие, чем усилие, создаваемое сжатым воздухом, находящимся в полости 29, на клапан 32. Окатый воздух одновременно поступает и через канал 22 в полость механизма О. Так как в это время манжета-клапан 17 сжата весом ударника 7, герметизирующий поясок 18 прижат к торцовой поверхности буксы 3, пружиной 13 клапан 12 отжат до ограничителя 14. Сжатый воздух иэ полости механизма 1 О поступает в силовую камеру 11 обратного хо" да, давление в которой увеличивается.Под действием развивающегося усилия ударник 7 начинает равноускоренно двигаться вверх. Манжета-клапан17 начинает, вытягиваясь, деформироваться, в то же время уплотнительный поясок 18 прижат к буксе 3. После того, как манжета-клапан 17 деформирована на конструктивно заданную величину, происходит отрыв. уплотнительного пояска 18 от буксы, отработанный воздух из силовой камеры 11 обратного хода выходит в корпусную полость и через канал 15 поступает на забой 16. Как только давление воздуха в силовой камере 11 падает, клапан 12 перекрывает поступление сжатого воздуха из полости механизма 10. Ударник 7, набрав скорость, двигает 1463900 6,"я по инерции вверх, Вместе с ударником 7 двигается вверх и закрепленная Ма нем манжета-клапан 25, Сжимается пружина 33, но ее усилия недостаточно для того, чтобы открыть клапан 32,При движении происходит встреча уплотнительного пояска 26 с торцовой клапанной поверхностью механизма 2. иловая камера 30 прямого хода загеретизируется и в ней начинает повыаться давление. После того, как сумарное усилие от давления в силовой амере 30 и пружины 33 будет больше, чем давление на клапан 32 со стороны полости 29, происходит перекидка клапана 32. Последний уцирается в ограничитель 34 хода. Полость 29 через отверстие .31 связана с силовой камерой 30. Происходит интенсивное торможеие ударника 7 повышающимся давлением в силовой камере 30, После того, как полностью погашена скорость .ударника 7, он прекращает свое движение вверх. Под действием сжатого воздуха в силовой камере 30 прямого хода и собственного веса ударник 7 начинает равномерно двигаться вниз. Манжета- клапан 25 начинает, вытягиваясь, деформироваться. После того, как она деформирована на крнструктивно за,данную величину, происходит отрыв уплотнительного пояска 26 от торцовой поверхности клапанного механизма 2.Силовая камера 30 прямого хода разгерметизируется и иэ нее выходит отработанный воздух, который по кольцевому зазору 23 и каналам 15 начинает поступать на забой 16 для уда,ления шлама. После того, как давление в силовой камере 30 снижается, клапан 32 прекращает доступ сжатого воздуха из полости 29, Ударник, набрав скорость, двигается вниз по инерции и за счет собственного веса. Необходимо отметить, что. ударник 7, состоящий из трех одинаковых по весу деталей и связанных между собой через упругие элементы 21, движется как единое целое. При своем движении бойковые части выступа 8 ударников 7 встречают наковальню 6, происходит передача энергии через державку 4 на коронку 5, эа счет чего происходит разрушение кольцевого забоя 16. Если забой 16 неровный, коронки 5 благодаря наличию в гнезде 9 свободного пространства находятся на разных уровнях. Отдельнь 1 е сектора ударника 7производят удары по своим коронкам 5неодновременно. Может быть такое положение, что только один из секторовударника 7 наносит удар, а остальныеза счет упругих элементов 21 создаютна эту коронку усилие нажатия, Этопроисходит тогда, когда забой имеетнеровности около десяти миллиметров.Одновременно с нанесением удара происходит загерметизация силовой камерь. 11 обратного хода, открываетсяклапан 12 и из полости механизма 10и в нее начинает поступать сжатыйвоздух и цикл повторяется.Формула изо бретения1 Расширитель скважин, включающий корпус, соединенный с полой штангой, размещенный в верхней части корпуса воздухораспределительный клапанный механизм и буксу, размещенную в нижней части,в отверстиях которой расположены державки буровых коронок с наковальнями, взаимодействующими с ударником, выполненным в виде отдельных секторов, эластичные уплотняющие шайбы, установленные в корпусе на воздухоподводящем стержне между ударником и воздухораспределительным механизмом и ударником и буксой с возможностью осевого перемещения и сообщения с силовыми камерами прямого и обратного хода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы расширителя, каждый сектор ударника выполнен с проушинами, установленными на воздухоподводящем стержне, и связан с проушинами других секторов посредством упругих элементов, установленных навоздухоподводящем стержне между проушинами, при этом букса снабжена размещенным в ней дополнительным воэдухораспределительным клапанным механизмом, сообщенным с уплотняющей шайбой, установленной между ударникоми буксой, причем уплотняющие шайбысоединены с клаланами воздухораспределительных механизмов посредством пружинных толкателей, а ударник установлен в корпусе с зазором.463900 Составитель Л. ЧерепенкинаРедактор М. Бланар Техред М.Ходанич Корректор Э, Лончак Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,1 Заказ 802/3ВНИИПИ Госу Тираж 514 ственного комитета и 113035, Москва, Ж ПодзобретенРаушска сное м и открытиям при ГЕНТ СССР наб д. 4/5