Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wiercenia poziomych otworów przez podziemne zloze mineralne.Wiercenie dlugich, poziomych otworów w pokladzie weglowym stosowane jest jako sposób odgazowania pokladu weglowego przedjego eksploatacja. Wywiercone otwory do odprowadzania gazu sa laczone z atmosfera albo z pompa ssaca, dla usuniecia metanu ze zloza. Najwieksza trudnoscia w wierceniu otworów odgazowujacych jest utrzymanie trajektorii ruchu koronki wiert¬ niczej w pokladzie wegla tak, aby otwór przebiegal rzeczywiscie przez poklad, a nie przezformacje skalne usytuowane ponizej albo powyzej pokladu. Kontrola trajektorii otworu wiertniczego jest równiez istotna przy wierceniach poszukiwawczych wegla albo innych mineralów.Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 3260 318 urzadzenie do kierunko¬ wego wiercenia zawierajace trzon swidra, zaglebiony w wierconym otworze silnik hydrauliczny, polaczony z obrotowa koronka wiertnicza oraz odchylajacy zespól. Odchylajacy zespól ma postac malego katowego zalamania pochwy walu, które przemieszcza koronke wiertnicza wzgledem osi trzona swidra. Obrócenie trzonu swidra wraz zpochwa o okreslony kat powoduje zmiane kierunku wierconego otworu wzgledem trzonu swidra.Znane jest z opisu patentowego RFN nr 2441 553 urzadrenie do odchylania swidra, zawiera¬ jace zespól odchylajacy majacy dwie usytuowane naprzeciw siebie, zamocowane slizgowo na prowadnicy, niezalezne plozy wspierajace, których powierzchnie zewnetrzne sa w odleglosci wzaje- mnej odpowiadajacej srednicy swidra. Jedna z plóz jest podparta sprezyna naciskowa, zas druga ploza jest sterowana za pomoca czynnika podawanego pod cisnieniem do wnetrza plozy.Zmiana kierunku wiercenia nastepuje w wyniku zmian wartosci cisnienia czynnika podawanego do prze¬ strzeni pod ploza.Urzadzenie ma skomplikowana konstrukcje zarówno pod wzgledem ilosci elementów jak i ich ksztaltów oraz jest wrazliwe na wszelkie zmiany cisnienia czynnika sterujacego jego zanieczyszcze¬ nie albo uszkodzenie przewodu odprowadzajacego. Urzadzenie to jest podatne na wszelkie zmiany warunków otoczenia ze wzgledu na zmiany gestosci cieczy sterujacej w wyniku dlugotrwalego wiercenia czy tez wiercenia w warstwie o zmiennej twardosci pokladu.2 124 814 W przypadku koniecznosci obrotu swidra, dla dokonania korekt kierunku wiercenia, jest uprzednie obnizenie cisnienia czynnika, a dopiero po tym mozliwe jest obrócenie swidra o okre¬ slony kat. Po obróceniu swidra nalezy ponownie zwiekszyc cisnienie czynnika sterujacego i rozpoczac wiercenie.Celem wynalazku jest skonstruowanie urzadzenia do wiercenia poziomych otworów przez podziemne zloze mineralne nie majacego wad znanych urzadzen, o prostej konstrukcji i mozliwego do zamontowania w pracujacych swidrach.Cel wynalazku osiagnieto przez skonstruowanie urzadzenia do wiercenia poziomych otwo¬ rów, które ma odchylajacy zespól zamocowany do pochwy, przy czym odchylajacy zespól wystaje w kierunku na zewnatrz, promieniowo po jednej stronie, zas pochwa ma segment o przekroju prostokatnym, majacy górna powierzchnie, boczne powierzchnie i dolna powierzchnie.Odchylajacy zespól ma glówny korpus, majacy prostokatne wybranie, dwie srubowe sprezyny naciskowe i dolny element zamocowany do glównego korpusu za pomoca mocujacych elementów.Glówny korpus jest pasowany slizgowo na bocznych scianach segmentu pochwy. Srubowe spre¬ zyny naciskowe sa usytuowane pomiedzy glównym korpusem, a górna powierzchnia segmentu pochwy. Glówny korpus ma dwie wneki usytuowane w dolnej powierzchni wybrania, w którym usytuowane sa srubowe sprezyny naciskowe.Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wiertnicze ukazujace polozenie odchylajacego zespolu wzgledem zespolu roboczego, a fig. 2 — w powiekszeniu szczególy konstrukcyjne korzystnego przykladu wykonania urzadzenia odchylajacego, z urzadzeniem wiertniczym, fig. 3 przedstawia w przekroju polaczenie urzadzenia odchylajacego z urzadzeniem wiertniczym, fig. 4 jest przekrojem przez urzadzenie odchylajace oznaczonym 4-4 na fig. 3.Na figurze 1 przedstawiono usytuowanie odchylajacego zespolu wzgledem roboczego zespolu urzadzenia wiertniczego.Trzon 10 swidra jest polaczony z kierunkowym segmentem 11 i zaglebionym w otworze silnikiem 12 napedowym. Silnik 12 jest korzystnie silnikiem hydraulicznym, majacym obrotowy wal, nie uwidoczniony, przechodzacy przez pochwe 14 i polaczony z koronka 13 wiertnicza.Pochwa 14 walu siega od silnika 12 do koronki 13 wiertniczej. Na czesci pochwy walu jest zamocowany odchylajacy zespól 15, który wystaje promieniowo na zewnatrz pojednej stronie poza pochwe 14 walu. Czesc odchylajacego zespolu 15 wystajaca poza pochwe 14 walu ma powierzchnie 26 stykajaca sie ze sciana otworu 16 wierconego w zlozu mineralnym.Zespól roboczy urzadzenia wiertniczego zawierajacy segment kierunkowy trzonu swidra, silnik, pochwe walu i koronke wiertnicza jest korzystnie zespolem przedstawionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3260318. Ten typ urzadzenia wiertniczego, nie zawiera¬ jacy odchylajacego zespolu jest szeroko stosowany w praktyce przemyslu wiertniczego.Powstaly w wyniku obróbki pochwy 14 segment pochwy 14 walu ma górna powierzchnie 17, boczne powierzchnie 18 i 19 oraz dolna powierzchnie 20. Pochwa 14 walu ma wewnetrzny otwór 29, przez który przechodzi obrotowy wal, nie uwidoczniony na rysunku, laczacy wiertnicza koronke z silnikiem napedowym. Glówny korpus 21 odchylajacego zespolu 15 jest pasowany slizgowo na bocznych scianach 18 i 19 segmentu pochwy 14 o zmniejszonym przekroju. Wneki 22 i 23 w glównym korpusie 21 przeznaczone sa na sprezyny 24 i 25, które dzialaja na powierzchnie 26 odchylajacego zespolu 15 stykajaca sie ze sciana wierconego otworu w kierunku promieniowym na zewnatrz wzgledem pochwy 14 walu.Dolny element 27 jest przymocowany do glównego korpusu 21 za pomoca mocujacych elementów 28 tak, ze obejmuje segment pochwy 14 walu o zmniejszonym przekroju i utrzymuje w napieciu sprezyny 24 i 25. Sila odchylajaca zjaka dzialaja sprezyny 24,25 zalezy wpewnym stopniu od danego urzadzenia wiertniczego i wielkosci zadanej zmiany kierunku wiercenia. Przy srednicy otworu pomiedzy 75 i 150 mm korzystnie 75 mm do 100 mm, uwaza sie za korzystna sile odchyla¬ jaca o wartosci co najmniej 225 niutonów.Aby uzyskac korzystny przyrost kata 0,5°/3 m w pokladzie wegla konieczna jest sila odchyla¬ jaca o wartosci 450 do 900 niutonów.Na figurze 3 i 4 przedstawiono odchylajacy zespól 15 po zmontowaniu. Gdy brak dzialania sil zewnetrznych sprezyny 24 i 25 ustawiaja urzadzenie odchylajace tak, ze dolny element 27 opiera sie124814 3 o dolna powierzchnie 20 pochwy 14, a powierzchnia 26, stykajaca sie ze sciana wierconego otworu, wystaje w kierunku na zewnatrz poza pochwe 14 walu.Opisane urzadzenie jest szczególnie korzystne do wiercenia w przyblizeniu poziomych otwo¬ rów odgazow ujacych w podziemnych pokladach wegla dla zmniejszenia stezenia metanu w strefie eksploatacji przed rozpoczeciem eksploatacji. Otwory odgazowujace, aby byly skuteczne musza przebiegac w obszarze pokladu weglowego. Wlasciwie wykorzystany odchylajacy zespól umozli¬ wia operatorowi utrzymanie otworu wiertniczego w obrebie granic górnej i dolnej pokladu weglowego.Obecnie zostanie opisany sposób wiercenia otworu przy uzyciu odchylajacego zespolu wedlug wynalazku. Urzadzenie wiertnicze montuje sie i po wywierceniu w pokladzie wstepnego otworu powierzchniowego o niewielkiej glebokosci wprowadza sie w ten otwór zmontowane urzadzenie, uwidocznione na fig. 1, w takim polozeniu, ze odchylajacy zespól jest skierowany w góre albo w dól wewnatrz otworu wiertniczego.Aby skutecznie prowadzic koronke wiertnicza i utrzymac ja w obszarze zloza mineralnego konieczna jest znajomosc polozenia koronki wzgledem stropu i spagu pokladu oraz nachylenie i zboczenie otworu wiertniczego. Informacje te uzyskuje sie za pomoca przyrzadów do pomiaru otworów wiertniczych. Przyrzady te przepompowuje sie w glab trzona swidra w poblize silnika hydraulicznego, gdzie ich polozenie zostaje ustalone przez kierunkowy segment i tym sposobem uzyskuje sie informacje o przebiegu otworu wiertniczego.Nastepnie usuwa sie sonde pomiarowa i jesli istnieje wskazanie do zmiany kierunku, wówczas wal obraca sie o pewien kat tym samym obracajac odchylajacy zespól i podejmuje sie wiercenia na nowo. Zwykle zespól odchylajacy jest zorientowany tak, ze dziala na koronke wiertnicza z sila skierowana w góre albo w dól, jakkolwiek w pewnych przypadkach pozadane moga byc sily boczne.Jezeli otwór wiertniczy dazy ku górze, a sonda pomiarowa wskazuje, ze otwór wiertniczyjest blisko górnej powierzchni zloza, wówczas trzon swidra wraz z odchylajacym zespolem obraca sie o 180° tak, aby na koronkedzialala sila skierowana ku dolowi. Wiercenie prowadzi sie do chwili, gdy sonda pomiarowa wskaze, ze otwór wiertniczy zbliza sie do dolnej warstwy granicznej pokladu i wówczas trzon swidra wraz z odchylajacym zespolem ponownie obraca sie o 180°. Procedure taka powtarza sie az otwór osiagnie w zlozu zadana glebokosc.Skutecznosc urzadzenia wedlug wynalazku sprawdzono przy wierceniu otworów odgazowuja¬ cych w pokladach wegla przed podjeciem eksploatacji. Wykonanokilka otworów odgazowujacych w pokladzie weglowym o glebokosci ponad 300 m zmniejszajac znacznie stezenie metanu w chwili podjecia normalnej eksploatacji pokladu.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wiercenia poziomych otworów przez podziemne zloze mineralu zawieraja¬ cego trzon swidra siegajacy do silnika, zaglebionego w wierconym otworze na koncu trzona swidra, koronke wiertnicza polaczona obrotowo za pomoca walu obrotowego z silnikiem oraz nieobro- towa pochwe usytuowana wokól walu silnika, znamienne tym, ze ma odchylajacy zespól (15) zamocowany do pochwy (14), przy czym odchylajacy zespól (15) wystaje w kierunku na zewnatrz, promieniowo po jednej stronie pochwy (14), zas pochwa (14) ma segment o przekroju prostokat¬ nym, majacy górna powierzchnie (17), boczne powierzchnie (18, 19) i dolna powierzchnie (20). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze odchylajacy zespól (15) ma glówny korpus (21), majacy prostokatne wybranie, dwie srubowe sprezyny (24, 25) naciskowei dolny element (27) zamocowany do glównego korpusu (21) za pomoca mocujacych elementów (28). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze srubowe sprezyny (24, 25) naciskowe sa usytuowane pomiedzy glównym korpusem (21), a górna powierzchnia (17) segmentu pochwy (14). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze glówny korpus (21)jest pasowany slizgowo na bocznych scianach (18, 19) segmentu pochwy (14). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze glówny korpus (21) ma dwie wneki (22,23) usytuowane w dolnej powierzchni wybrania, w których usytuowane sa srubowe sprezyny (24, 25) naciskowe.124814 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL