PL160324B1

PL160324B1 - Urzadzenie wiertnicze PL PL

Info

Publication number: PL160324B1
Application number: PL1989278229A
Authority: PL
Original assignee: Hausherr & Soehne Rudolf
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1993-02-26
Also published as: AU611008B2; TNSN89035A1; MA21512A1; DE3842081A1; CS276347B6; WO1989008769A1; PL278229A1; PT89999B; HUT57374A; JPH02504410A; FI90904B; CN1036811A; HU205790B; CN1016205B; YU52089A; HU891820D0; EP0365612A1; EP0365612B1; ES2012692A6; CS157289A3

Abstract

1. Urzadzenie wiertnicze, zwlaszcza do wier- cenia otworów strzalowych, z lozem do posuwu oraz wyciagania zespolu zerdzi wiertniczych utworzonego z poszczególnych zerdzi wiertniczych oraz z ukladem posuwu, napedem zespolu zerdzi wiertniczych, zasi- lanych srodkiem pod cisnieniem, a takze z glowica pluczkowa poruszajaca sie w lozu wraz z zespolem zerdzi wiertniczych lub bez niego, oraz z hydraulicz- nie zasilanym mlotem wewnatrzotworowym, umie- szczonym na przednim koncu zespolu zerdzi wiertniczych, znam ienne tym, ze naped (15) zespolu zerdzi wiertniczych, zasilany srodkiem pod cisnie- niem przenosi na zespól posuwisto-zwrotny wahliwy ruch obrotowy. F ig .4 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie wiertnicze, zwłaszcza do wiercenia otworów strzałowych, z łożem do posuwu oraz wyciągania zespołu żerdzi wiertniczych utworzonego z poszczególnych żerdzi wiertniczych, a także z układem posuwu i z zasilanym środkiem pod ciśnieniem napędem zespołu żerdzi wiertniczych, oraz z głowicą płuczkową przejezdną w łożu z zespołem żerdzi wiertniczych a także oddzielnie od tego zespołu, jak również z hydraulicznie zasilanym młotem wewnątrzotworowym umieszczonym na przednim końcu zespołu żerdzi wiertniczych.

Urządzenia wiertnicze tego rodzaju znane są od dawna i znajdują zastosowanie zwłaszcza przy robotach górniczych, przy budowie tuneli oraz w kamieniołomach i przy robotach ziemnych. Zaletą młota wewnątrzotworowego jest to, że jego uderzenia następują bezpośrednio na jego dłuta co eliminuje straty energii w żerdziach wiertniczych, w stosunku do wykonania, w którym młoty znajdują się za żerdziami wiertniczymi. Przy młotach napędzanych sprężonym powietrzem, powietrze robocze służy do usuwania zwiercin. Przy młotach zasilanych hydraulicznie jest to niemożliwe tak, że w tym przypadku w zespole żerdzi wiertniczych muszą znajdować się trzy przewody mianowicie jeden do hydraulicznego dopływu do młota, drugi do hydraulicznego odpływu od młota i trzeci do sprężonego powietrza dla usuwania zwiercin. To wykonanie posiada tę wadę, że przy zmianie żerdzi wiertniczych urządzenie hydrauliczne musi być odłączane a przy rozdzielaniu i ponownym łączeniu żerdzi wiertniczych muszą być uwzględnione straty oleju hydraulicznego oraz fakt, że nie da się uniknąć zanieczyszczeń.

Celem wynalazku jest skonstruowanie urządzenia wiertniczego wspomnianego rodzaju, pozbawionego wyżej wymienionych wad, które przy zastosowaniu na przednim końcu zespołu żerdzi wiertniczych młota wewnątrzotworowego zasilanego hydraulicznie umożliwia prostą i prędką wymianę żerdzi wiertniczych.

Cel ten został zrealizowany według wynalazku przez to, że zasilany środkiem pod ciśnieniem napęd zespołu żerdzi wiertniczych przenosi na niego posuwisto - zwrotny wahliwy ruch obrotowy. W odróżnieniu od dotychczas stosowanego napędu obrotowego znajduje on tutaj zastosowanie do posuwisto - zwrotnego wahliwego ruchu obrotowego. Umożliwia to umieszczenie koniecznych węży w pierścieniowej przestrzeni pomiędzy żerdziami wiertniczymi i ścianą otworu wiertniczego tak, że przy wymianie żerdzi wiertniczych nie muszą być one przerywane.

160 324

Aby uzyskać optymalną wydajność wiercenia oraz ochronę używanych węży, zakres wahań zestawu żerdzi wiertniczych ograniczony jest korzystnie pod kątem wahań pomiędzy 180 i 360 stopniami.

Korzystnie jako napęd znajduje zastosowanie hydrauliczny silnik wahliwy z przekładnią.

Przenoszenie momentu obrotowego z napędu na zespół żerdzi wiertniczych następuje przez połączenie kształtowe, korzystnie przez odpowiednie wyprofilowanie żerdzi wiertniczych i/lub przez połączenie dociskowe, korzystnie przez urządzenie zaciskowe.

Według dalszej cechy wynalazku zasilany środkiem pod ciśnieniem napęd zestawu żerdzi wiertniczych znajduje się na sankach, które przejezdne są w łożu zestawu żerdzi wiertniczych. Poruszanie się sanek z napędem może następować za pomocą łańcucha przesuwającego poprzez głowię płuczkową i/lub za pomocą oddzielnych napędów.

Aby wykluczyć praktycznie ścieranie się stosowanych węży, według dalszej cechy wynalazku proponuje się, aby żerdzie wiertnicze posiadały dwa otwarte na zewnątrz wzdłużne kanały, służące do umieszczania w nich węży dla doprowadzania i odprowadzania oleju pod ciśnieniem dla młota wewnątrzotworowego. Węże hydrauliczne znajdują się więc wewnątrz obwodu żerdzi wiertniczych i nie wystają poza nie tak, że są one chronione przed ścieraniem. Doprowadzenie powietrza przepłukującego następuje bezpośrednio przez pustą wewnątrz żerdź wiertniczą.

Wzdłużne kanały w żerdziach wiertniczych w swych obszarach zewnętrznych mają mniejszą szerokość niż w swych obszarach wewnętrznych, tak, że węże po wciśnięciu przez zawężone obszary, przy wykorzystaniu ich elastyczności, mogą się we wnętrzu wzdłużnym kanałów ponownie rozszerzyć i w ten sposób są w nich pewnie trzymane.

Według innej propozycji według wynalazku, żerdzie wiertnicze posiadają otwarty na zewnątrz kanał przeznaczony dla węża dla powietrza przepłukującego.

Głowica płuczkowa, przynajmniej w swym dolnym obszarze jest również wyposażona we wzdłużne kanały dla umieszczenia w nich węży hydraulicznych i/lub węża powietrznego.

Żerdzie wiertnicze posiadają na swych końcach dopasowane do siebie elementy kształtowe dla wytrzymałego obrotowo łączenia żerdzi wiertniczych oraz do szeregowego łączenia ich wzdłużnych kanałów tak, że następuje nie tylko dobre przenoszenie momentu obrotowego przy posuwisto - zwrotnym wahliwym mchu obrotowym, lecz również przy łączeniu ze sobą poszczególnych żerdzi wiertniczych których wzdłużne kanały są do siebie dopasowane, niemożliwe jest inne ich połączenie.

Korzystnie elementy kształtowe składają się z wystających trzpieni na jednym końcu żerdzi wiertniczej oraz z wycięć na drugich końcach tych żerdzi, które dopasowane są kształtowo do siebie.

Żerdzie wiertnicze mogą być wyposażone w przewody powietrza przepłukującego, których jeden koniec znajduje się wewnątrz żerdzi wiertniczej a drugi koniec wystaje z niej swobodnie, przy czym umieszczony jest w nim kołek sprężysty znajdujący się pod działaniem sprężyny, który przechodzi poprzecznie do osi wzdłużnej przewodu powietrza przepłukującego i w swym położeniu ustalającym wchodzi w otwory w ścianach sąsiednich żerdzi wiertniczych.

W łożu, przed obszarem połączenia dwóch sąsiednich żerdzi wiertniczych, znajduje się urządzenie do wsuwania i wysuwania węży, za pomocą którego przy wymianie żerdzi wiertniczych węże wciskane są we wzdłużne kanały nowo dołączanych żerdzi wiertniczych wzgl. przy wyciąganiu zespołu żerdzi wiertniczych, są z tych żerdzi wyciągane. Przy posuwie zespołu żerdzi wiertniczych węże są odpowiednio do posuwu wsuwane we wzdłużne kanały kolejnych żerdzi wzgl. przy wyciąganiu zespołu żerdzi, są z nich wysuwane.

Urządzenie do wsuwania i wysuwania węży umieszczone jest na sankach napędu dla zespołu żerdzi wiertniczych i sprzężone pośrednio lub bezpośrednio z jego organem napędowym tak, że urządzenie to wykonuje wahliwy ruch obrotowy przenoszony na zespół żerdzi wiertniczych.

Urządzenie do wsuwania i wysuwania węży posiada dla każdego węża organ wsuwający i organ wysuwający. Organy wsuwające i wysuwające składają się z krążków prowadzących i/lub prowadnic ślizgowych. Organy wsuwające i wysuwające dla każdego węża tak są umieszczone z wzajemnym odstępem, że przynależny wąż przeprowadzony jest wokół organu wysuwającego odwróconego od zespołu żerdzi wiertniczych oraz pomiędzy organem wysuwającym

160 324 i organem wsuwającym przyporządkowanym zespołowi żerdzi wiertniczych. Organy wsuwające i wysuwające mogą być odchylane z obszaru zespołu żerdzi wiertniczych.

Urządzenie wiertnicze wyposażone jest we wstępnie napięty bęben dla węży hydraulicznych tak, że są one zawsze samoczynnie utrzymywane w koniecznej dla nich długości. Długość węży tak jest dobrana, że są one w każdym przypadku w pełni wystarczające dla głębokości tworzonych otworów wiertniczych.

Przykład wykonania wynalazku zostanie wyjaśniony bliżej na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój jednego wykonania żerdzi wiertniczej w widoku z góry, fig. 2 - przekrój drugiego wykonania żerdzi wiertniczej w widoku z góry, fig. 3 - przekrój wzdłużny obszaru połączenia dwóch żerdzi wiertniczych wykonanych według fig. 2, fig. 4 - widok żerdzi wiertniczej z napędem żerdzi w położeniu górnym, a fig. 5 przedstawia widok jak na fig. 4 jednak w położeniu dolnym napędu żerdzi wiertniczej.

Typowe urządzenie wiertnicze jest znane i nie wymaga przedstawienia oraz bliższych wyjaśnień. Żerdź wiertnicza 1 posiada dwa podłużne kanały 2 otwarte na zewnątrz. W swych obszarach zewnętrznych 3 podłużne kanały 2 mają mniejszą szerokość niż w obszarach wewnętrznych. W podłużnych kanałach 2 ułożone są węże hydrauliczne 4 i 5 z których jeden służy do doprowadzania a drugi do odprowadzania oleju pod ciśnieniem dla młota wewnątrzotworowego znajdującego się na przednim końcu żerdzi wiertniczej.

Żerdź wiertnicza 1 jest wewnątrz pusta tak, że konieczne powietrze przepłukujące zwierciny prowadzone jest przez żerdź wiertniczą. Na skutek zmniejszonej szerokości w wewnętrznych obszarach podłużnych kanałów 2, węże 4, 5 są pewnie w nich utrzymywane, ponieważ wciskane są one do podłużnych kanałów 2.

Chronione w ten sposób węże mogą wykonywać razem z żerdzią wiertniczą posuwisto zwrotny wahliwy ruch obrotowy, przykładowo o kącie wahań pomiędzy 180 i 360 stopni, bez narażania na ścieranie się.

W wykonaniu według fig. 2 i 3 żerdzie wiertnicze 1 wykonane są z pełnego materiału. Ponieważ w tym wykonaniu powietrze przepłukujące dla młota wewnątrzotworowego nie może być wdmuchiwane przez wnętrze żerdzi wiertniczych 1, żerdzie wiertnicze 1 wyposażone są w przewody 6 powietrza przepłukującego. Jedne końce 7 przewodów powietrza przepłukującego 6 znajdują się we wnętrzu żerdzi wiertniczych 2, natomiast drugie ich końce 8 wystają z nich swobodnie. W swobodnie wystających końcach 8 znajdują się kołki sprężyste 9 będące pod działaniem sprężyny, które przechodzą przez przewód powietrza przepłukującego 6 poprzecznie do jego osi wzdłużnej i w ich położeniu ustalającym /fig. 3/ wchodzą w otwory 10 ścian sąsiednich żerdzi wiertniczych 1. Za pomocą kołków sprężystych 9 będących pod działaniem sprężyny, możliwe jest szybkie i proste przeprowadzenie wymiany żerdzi wiertniczych 1 przy usuwaniu wzgl. przy wyciąganiu tych żerdzi wiertniczych.

Jak wynika z fig. 3, żerdzie wiertnicze 1 wyposażone są na swych końcach w dopasowane do siebie elementy kształtowe do łączenia ze sobą żerdzi wiertniczych wytrzymałego obrotowo oraz szeregowego łączenia wzdłużnych kanałów 2. Elementy kształtowe składają się z wystających trzpieni 11 znajdujących się na jednych końcach żerdzi wiertniczych 1, oraz z wycięć 12 na ich drugich końcach. Wystające trzpienie 11 i przyporządkowane im wycięcia 12 są do siebie kształtowo dopasowane tak, że wchodzą w siebie tworząc połączenia kształtowe.

Jak widać z fig. 2, żerdzie wiertnicze 1 na swych zewnętrznych stronach mogą być wyposażone we wgłębienia 13 przebiegające w ich wzdłużnym kierunku, które służą przenoszeniu momentu obrotowego na żerdzie wiertnicze.

Na fig. 4 i 5 cyfrą 14 oznaczone jest łoże urządzenia wiertniczego, które to łoże wykonane jest w zwykły sposób. Napęd 15, zasilany środkiem pod ciśnieniem, służy dla wykonania posuwisto zwrotnego ruchu obrotowego zespołu utworzonego z poszczególnych żerdzi wiertniczych 1. Jako napęd 15 znajduje zastosowanie np. silnik hydrauliczny wahliwy wyposażony w przekładnię 16, której zębnik napędowy 17 przenosi posuwisto zwrotny wahliwy ruch obrotowy na każdorazowo wystającą żerdź wiertniczą 1. Napęd 15 wraz ze swą przekładnią 16 znajdują się na sankach 18, które poruszają się włożu 14. Ruch sanek 18 włożu 14oraz głowicy płuczkowej 19 następuje albo za pomocą posuwu głowicy płuczkowej 19 lub za pomocą oddzielnych napędów. Przy sankach 18 umieszczone jest urządzenie 20 do wsuwania i wysu6

160 324 wania węża hydraulicznego. To urządzenie 20 jest połączone z zębnikiem napędowym 17 przekładni 16 napędu 15 tak, że urządzenie 20 wykonuje również posuwisto zwrotny wahliwy ruch obrotowy. Urządzenie 20 do wsuwania i wysuwania węży posiada dla każdego węża hydraulicznego 4, 5 odpowiedni organ wsuwający 21 i organ wysuwający 22. W górnym położeniu sanek 18, jak to widać z fig. 4, organy wsuwający i wysuwający 21, 22 przedstawione są jako prowadnice ślizgowe, a w położeniu dolnym sanek 18, jak widać z fig. 5, jako rolki prowadzące. Organy wsuwające 21 i organy wysuwające 22 umieszczone są w takim od siebie odstępie, że przynależny wąż hydrauliczny 4, 5 przeprowadzony jest przez organ wysuwający 22 odwrócony od żerdzi wiertniczej i jest przeprowadzany pomiędzy organem wysuwającym 22 i wsuwającym 21. Poza tym ukształtowanie urządzenia 20 do wsuwania i wysuwania węży hydraulicznych jest takie że organy wsuwający i wysuwający 21, 22 znajdują się w górnym położeniu spoczynkowym sanek 18 z napędem 15 w obszarze głowicy płuczkowej, przy czym organy wysuwające 22 wystają nieco ponad głowicę. Węże hydrauliczne 4, 5 przeprowadzone są przez krążek prowadzący 23 do wstępnie napiętego bębna 24.

Sposób działania urządzenia 20 do wsuwania i wysuwania węży hydraulicznych, według fig. 4 i 5 jest następujący. W położeniu sanek 18 z napędem 15 i głowicą płuczkową 19 przedstawionym na fig. 4, może następować wiercenie za pomocą nowo założonej żerdzi wiertniczej 1 pobranej w zwykły sposób z bliżej nie uwidocznionego magazynu żerdzi wiertniczych. Posuw następuje przykładowo za pomocą posuwu łańcuchowego głowicy płuczkowej 19. Gdy sanki 19 osiągną swoje dolne położenie widoczne z fig. 5, a głowica płuczkowa 19 powróci w swoje górne położenie wyjściowe, może być wprowadzana nowa żerdź wiertnicza 1 pobierana z magazyny tych żerdzi. Zespół żerdzi wiertniczych znajdujący się w otworze wiertniczym utrzymywany jest z zwykły sposób za pomocą głowicy przytrzymującej 25, po czym sanki 18 z napędem 15 mogą powrócić w swe górne położenie widoczne z fig. 4. Podczas tego ruchu węże hydrauliczne 4,5 wciskane są w wzdłużne kanały 2 nowo zastosowanych żerdzi wiertniczych 1 za pomocą organów wsuwających 21. Może teraz następować wiercenie przy użyciu nowo zastosowanej żerdzi wiertniczej 1, jak to widać z fig. 4.

Przy wyciąganiu żerdzi wiertniczych postępuje się w odwrotny sposób przy czym w tym przypadku z każdej odejmowanej żerdzi wiertniczej 1 węże wyciągane są przez organy wysuwające 22 podczas jazdy sanek 18.

160 324

FIG.5

FIG. 4

160 324

FIG.3

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie wiertnicze, zwłaszcza do wiercenia otworów strzałowych, z łożem do posuwu oraz wyciągania zespołu żerdzi wiertniczych utworzonego z poszczególnych żerdzi wiertniczych oraz z układem posuwu, napędem zespołu żerdzi wiertniczych, zasilanych środkiem pod ciśnieniem, a także z głowicą płuczkową poruszająćą się w łożu wraz z zespołem żerdzi wiertniczych lub bez niego, oraz z hydraulicznie zasilanym młotem wewnątrzotworowym, umieszczonym na przednim końcu zespołu żerdzi wiertniczych, znamienne tym, że napęd (15) zespołu żerdzi wiertniczych, zasilany środkiem pod ciśnieniem przenosi na zespół posuwistozwrotny wahliwy ruch obrotowy.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kąt obrotu zespołu żerdzi wiertniczych wynosi 180-360 stopni.
3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że napęd (15) stanowi hydrauliczny silnik wahliwy z przekładnią (16).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół żerdzi wiertniczych (1) wyposażony jest we wgłębienia (13) i/lub w połączenie zaciskowe, przenoszące przez połączenie kształtowe korzystnie dociskowe moment obrotowy z napędu (15) na zespół żerdzi wiertniczych (1).
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zasilany środkiem pod ciśnieniem napęd (15) zespołu żerdzi wiertniczych znajduje się na sankach (18), przejezdnych w łożu (14).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że sanki (18) i głowica płuczkowa (19) wyposażone są w oddzielne napędy.
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół żerdzi wiertniczych (1) posiada dwa otwarte z zewnątrz wzdłużne kanały (2), służące do umieszczenia w nich węży (4, 5) dla odpływu oleju pod ciśnieniem dla młota wewnątrzobrotowego.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że wzdłużne kanały (2) zespołu żerdzi wiertniczych (1) w swych zewnętrznych obszarach (3) mają mniejszą szerokość niż w swych obszarach wewnętrznych.
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że żerdzie wiertnicze (1) mają otwarty na zewnątrz kanał dla umieszczenia w nim węża powietrznego.
10. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że głowica płuczkowa (19) przynajmniej w swym dolnym obszarze wyposażona jest we wzdłużne kanały (2) dla umieszczenia w nich węży hydraulicznych i/lub węża powietrznego.
11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że żerdzie wiertnicze (1) na swych końcach posiadają dopasowane do siebie elementy kształtowe dla wytrzymałego obrotowo łączenia ze sobą żerdzi wiertniczych oraz do szeregowego łączenia ich wzdłużnych kanałów.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że elementy kształtowe składają się ze znajdujących się na jednych końcach żerdzi wiertniczych (1) wystających trzpieni (11) oraz z wycięć (12) znajdujących się na drugich ich końcach kształtowo do siebie dopasowanych.
13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że końce dołączonych do siebie żerdzi wiertniczych (1) połączone są ze sobą za pomocą kołków sprężystych znajdujących się pod działaniem sprężyny.
14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół żerdzi wiertniczych (1) posiada przewody powietrza przepłukującego (6), których jedne końce (7) znajdują się wewnątrz żerdzi wiertniczych (1), a drugie końce (8) wystają z nich swobodnie i dochodzą do swobodnych końców sąsiednich żerdzi wiertniczych, przy czym w tych końcach umieszczone są kołki sprężyste (9) znajdujące się pod działaniem sprężyny, które przechodzą przez przewody (6) powietrza przepłukującego poprzecznie do ich osi wzdłużnych i w swoim położeniu ustalającym wchodzą w otwory (10) w ścianach żerdzi ustalających.

160 324
15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w łożu, przed obszarem połączenia dwóch sąsiednich żerdzi wiertniczych (1) znajduje się urządzenie (20) do wsuwania i wysuwania węży.
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że urządzenie (20) do wsuwania i wysuwania węży umieszczone jest na sankach (18) napędu (15) zespołu żerdzi wiertniczych i sprzężone jest z jego organem napędowym (17) pośrednio lub bezpośrednio.
17. Urządzenie według zastrz. 15 albo 16, znamienne tym, że urządzenie (20) do wsuwania i wysuwania węży, dla każdego z węży (4, 5) ma organ wsuwający (21) i organ wysuwający (22).
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że organy (21, 22) wsuwające i wysuwające składają się z krążków prowadzących i/lub prowadnic ślizgowych.
19. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że organy (21, 22) wsuwające i wysuwające dla każdego z węży (4, 5) umieszczone są w takim odstępie względem siebie, że przynależny wąż (4,5) przeprowadzony jest wokół organu wysuwającego (22) odwróconego od zespołu żerdzi wiertniczych oraz pomiędzy organem wysuwającym (22) i organem wsuwającym (21) zwróconym do zespołu żerdzi wiertniczych.
20. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że organy (21, 22) wsuwające i wysuwające odchylane są z obszaru zestawu żerdzi wiertniczych.
21. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że posiada wstępnie napięty bęben (24) dla węży hydraulicznych (4, 5) i ewentualnie dla przewodu powietrznego.