PL211796B1 - Urządzenie do wiercenia i osadzania kotw - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy urządzenia do wiercenia i osadzania kotw.

Znane urządzenia do wiercenia i osadzania kotw stosowane są w obszarach podziemnych i obejmuj ą dwa zespoł y wózkowe, przemieszczane jeden wewną trz drugiego, oraz silnik wiertniczy. Tego rodzaju urządzenia do wiercenia i osadzania kotw są wykonane z teleskopowym urządzeniem podpierającym, przy czym na przednim końcu umieszczona jest podtrzymująca płyta, bądź pręt, w celu zamocowania urządzenia wiertniczego do stropu i utworzenia oparcia do montaż u elementów obudowy i na przykład tak zwanych mocowań W-Straps. Tego rodzaju łoże wiertnicze przedstawiono, na przykład, w US 6,105,684.

W płycie podtrzymującej, bą dź elemencie prętowym takiego urządzenia do wiercenia i osadzania kotw stosowane są przemieszczane hydraulicznie szczęki zaciskowe do zaciskania żerdzi wiertniczej, w celu przytrzymywania w danym położeniu żerdzi wiertniczej przy zakładaniu przedłużeń żerdzi wiertniczej, i zapobieżenia wypadnięciu żerdzi wiertniczej z już wykonanego otworu.

Zwłaszcza przy wierceniu w stropie, przestrzeń pod urządzeniem do wiercenia i osadzania kotw wymaga ochrony przed spadającym urobkiem wiertniczym. Przy wierceniu płuczkowym lub przy stosowaniu podczas wiercenia cieczy płuczących również niezbędna jest odpowiednia ochrona. W odniesieniu do tego, opis patentowy GB-PS 773,892 przedstawia i opisuje specjalne urządzenie, które może być umieszczone w odpowiednim położeniu w pobliżu stropu za pomocą pręta zębatego i rozparte między stropem a spą giem. To osobne urządzenie musi być w odpowiedni sposób połączone z żerdzią wiertniczą i ustawione odpowiednio do bieżącego ukierunkowania żerdzi wiertniczej. W przypadku tego rodzaju urządzenia zakłada się pewną dodatkową strukturę i odpowiedni manipulator, do zapewnienia na bieżąco poprawnego pozycjonowania, jednakże proste zakładanie, jak również proste zdejmowanie tego dodatkowego urządzenia nie jest łatwe bez obszernych robót montażowych.

Celem wynalazku jest zapewnienie urządzenia do wiercenia i osadzania kotw wspomnianego powyżej typu ze zmodernizowaną częścią o prostej konstrukcji, za pomocą której bez dodatkowych środków związanych z łożem możliwe jest całkowite odprowadzanie urobku wiertniczego, przy równoczesnym zapewnieniu dla żerdzi wiertniczej prowadnicy z łatwo wymiennymi częściami zużywalnymi.

Urządzenie do wiercenia i osadzania kotw, według wynalazku, zawierające żerdź wiertniczą, teleskopowe urządzenie podpierające i oparte na nim urządzenie podtrzymujące, na którym zamocowane są szczęki zaciskowe do zaciskania żerdzi wiertniczej przy zakładaniu przedłużeń żerdzi wiertniczej, oraz połączony z żerdzią wiertniczą silnik wiertniczy, charakteryzuje się tym, że przy urządzeniu podtrzymującym, wokół żerdzi wiertniczej, jest umieszczona cylindryczna tuleja uszczelniająca w której, po stronie czołowej zwróconej w kierunku urządzenia podtrzymującego, umieszczona jest uszczelka zachodząca na obrzeże tulei uszczelniającej, zaś na końcu tulei uszczelniającej zwróconym w kierunku przeciwnym do urzą dzenia podtrzymują cego znajduje się podstawa o podwójnej ś ciance, w której pustej przestrzeni, ograniczonej ścianą wewnętrzną i pokrywą, umieszczony jest element uszczelniający, przez który przechodzi żerdź wiertnicza, przy czym pomiędzy uszczelką i elementem uszczelniającym w ścianie bocznej tulei uszczelniającej znajduje się kanał odprowadzenia urobku wiertniczego i ewentualnie płuczki wiertniczej, a szczęki zaciskowe są ukształtowane i rozmieszczone do utrzymywania tulei uszczelniającej w pożądanym położeniu, natomiast przy pomocy elementu uszczelniającego uszczelniona jest cylindryczna przestrzeń tulei uszczelniającej w kierunku osiowym żerdzi wiertniczej, a ponadto element uszczelniający jest przesuwny osiowo między dwoma położeniami, w których szczelnie przylega do otworu przelotowego ściany wewnętrznej lub do otworu przelotowego pokrywy.

Element uszczelniający jest osadzony na żerdzi wiertniczej szczelnie i przesuwnie w kierunku osiowym.

Pokrywa z wykonanym w niej otworem przelotowym stanowi łożysko dla żerdzi wiertniczej.

Urządzenie podtrzymujące stanowi dociskana do stropu stropnica.

Zamocowane na urządzeniu podtrzymującym szczęki zaciskowe są zamocowane ruchomo w kierunku promieniowym wzglę dem osi tulei uszczelniają cej od poł o ż enia zwolnienia tulei uszczelniającej i do położenia, w którym szczęki zaciskowe utrzymują tuleję uszczelniającą w szczelnym kontakcie z urządzeniem podtrzymującym.

Cylindryczna tuleja uszczelniająca, stanowi prosty element konstrukcyjny, który może być stosowany bezpośrednio, bez dodatkowych zabiegów, przy czym do unieruchomienia podczas zakładania przedłużeń żerdzi wiertniczej mogą służyć już istniejące szczęki zaciskowe do zaciskania żerdzi

PL 211 796 B1 wiertniczej. Ze względu na to, że przestrzeń cylindryczna tulei uszczelniającej jest odpowiednio uszczelniana w kierunku osiowym żerdzi wiertniczej, a między obydwoma elementami uszczelniającymi znajduje się kanał do odprowadzania urobku wiertniczego, oraz ewentualnie płuczki wiertniczej, przestrzeń znajdująca się poniżej urządzenia do wiercenia i osadzania kotw jest odpowiednio zabezpieczona i może być bezpiecznie wykorzystywana do dodatkowych manipulacji bądź prac konserwacyjnych również podczas pracy urządzenia do wiercenia i osadzania kotw.

W zasadzie zastosowany przesuwny osiowo element uszczelniający może być utrzymywany na żerdzi wiertniczej zaciskowo tak, że przy osiowym wsuwaniu żerdzi wiertniczej ten element uszczelniający przenoszony jest w kierunku ścianki wewnętrznej podstawy o podwójnych ściankach i tam szczelnie otacza otwór przelotowy dla żerdzi wiertniczej. Przy odpowiednio sztywnym połączeniu, bądź silnym połączeniu ciernym między uszczelką a żerdzią wiertniczą, uszczelka pierścieniowa przy obracaniu się żerdzi wiertniczej obraca się wraz z nią i zachodzi ślizgowo na odpowiedni otwór przelotowy. Kiedy natomiast połączenie cierne z żerdzią wiertniczą, działające w kierunku osiowym żerdzi wiertniczej, w wyniku odpowiedniego ukształtowania wewnętrznego obrysu pierścieniowego umożliwia obrót względny uszczelki pierścieniowej względem żerdzi wiertniczej, ta uszczelka pierścieniowa może być dociskana tylko na obrzeżu odpowiedniego otworu przelotowego, przy czym żerdź wiertnicza może obracając się poruszać się osiowo przez element uszczelniający.

Zaletą ukształtowania tulei uszczelniającej z podstawą o podwójnych ściankach jest umożliwienie utrzymania uszczelnienia w tak utworzonej przestrzeni wewnętrznej w położeniu uszczelnienia każdego z obu osiowych otworów przelotowych dla żerdzi wiertniczej.

Zaletą zastosowania podstawy o podwójnej ściance jest zapewnienie możliwości łatwej wymiany części podlegających zużyciu. Pokrywa stanowi część zużywalną umożliwiającą łożyskowanie żerdzi wiertniczej, przy czym tego rodzaju pokrywa może być w łatwy sposób, na przykład przez przykręcenie śrubami, połączona z tuleją uszczelniającą, a zatem w łatwy sposób wymieniana. Ustalenie tulei uszczelniającej w odpowiednim pożądanym położeniu wykonuje się przez zaciśnięcie na żerdzi wiertniczej za pomocą zacisków szczękowych, a następnie, po zwolnieniu tulei uszczelniającej przez zaciski szczękowe, wycofanie na taką odległość, że w nowym położeniu zaciśnięcia zaciski szczękowe utrzymują tylko żerdź wiertniczą, i dzięki temu możliwe jest przeprowadzanie zakładania przedłużeń żerdzi wiertniczej bez dodatkowych nakładów.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony widok z boku łoża wiertniczego według wynalazku z założoną tuleją uszczelniającą, a fig. 2 przedstawia w powiększonym widoku przekrój poprzecznego tuleję uszczelniającą.

Na fig. 1 widoczna jest żerdź wiertnicza 1, której narzędzie wiertnicze jest oznaczone przez 2 i przechodzi przez urzą dzenie podtrzymują ce 3, na przykł ad stropnic ę . Urzą dzenie podtrzymują ce 3 dociskana jest za pomocą teleskopowego stempla 4 i 5 znajdującego się między spągiem 6 a stropem. Odnośnikiem 7 zaznaczono w uproszczeniu silnik wiertniczy, przy czym linia przerywana 8 oznacza oś aktualnie przeznaczonej do przedłużenia żerdzi wiertniczej. Odnośnikiem 9 oznaczono w przedstawiony schematycznie w powiększeniu na fig. 2 element uszczelniający, inaczej tuleję uszczelniającą.

Na fig. 2 przedstawiono koniec żerdzi wiertniczej 1 i narzędzie wiertnicze 2. Do stropu 10 z kolei jest odpowiednio dociśnięte urządzenie podtrzymujące 3, w tym przypadku płytowa stropnica, na której przemieszczalnie zamocowane są szczęki zaciskowe, zaznaczone schematycznie jako 11 i 12. Szczęki zaciskowe 11, 12 obejmują przy tym ścianę boczną 13 cylindrycznej tulei uszczelniającej 9, na której końcu zwróconym w stronę urządzenia podtrzymującego 3 bądź stropu, osadzona jest pierścieniowa uszczelka 14. Strona czołowa tulei uszczelniającej 9 skierowana w stronę przeciwną względem urządzenia podtrzymującego 3 bądź stropu 10, ma podstawę o podwójnych ściankach, której ściana wewnętrzna 15 jest zespawana ze ścianą boczną 13 tulei uszczelniającej 9 i ma otwór przelotowy 16 dla żerdzi wiertniczej 1. Drugą ścianę tej podstawy stanowi przykręcana pokrywa 17, której pierścieniowy otwór przelotowy 18 dla stanowi łożysko żerdzi wiertniczej 1. Pokrywa 17 jest połączona z kołnierzem 20 tulei uszczelniającej 9 za pomocą śrub 19.

W komorze dwuściennej podstawy, ukształtowanej między pokrywą 17 i ścianą wewnętrzną 15, znajduje się element uszczelniający 21 utrzymywany zaciskowo na żerdzi wiertniczej 1. Przy przesuwaniu żerdzi wiertniczej 1 w kierunku strzałki 22, element uszczelniający 21 zostaje przeciągnięty wzdłużnie do ściany wewnętrznej 15 i tam otacza otwór przelotowy 16 zapewniając szczelne zamknięcie. Urobek wiertniczy i doprowadzana ewentualnie przez otwór środkowy 23 płuczka mogą

PL 211 796 B1 przedostawać się do pustej przestrzeni 24 tulei uszczelniającej 9, i być odprowadzane przez dołączony do ściany bocznej 13 kanał 25. Przy wycofywaniu żerdzi wiertniczej 1 w kierunku przeciwnym do strzałki 22, element uszczelniający 21 może zająć przedstawione na fig. 2 położenie dolne i tym samym oddzielić szczelnie pustą przestrzeń 24 od pełniącego rolę łożyska otworu przelotowego 18 pokrywy 17. W zasadzie, uszczelnienie może być zapewniane przez odpowiedni styk ślizgowy, przy czym jest nieistotne, czy element uszczelniający 21 połączony jest obrotowo z żerdzią wiertniczą 1, na przykład przez odpowiedni dobór obrysu zapewniający zamknięcie kształtowe, czy połączony jest ślizgowo. Ważne jest tylko, że ten element uszczelniający musi być przemieszczalny w kierunku osiowym między obu położeniami z przyleganiem na przemian do ściany wewnętrznej 15 i do pokrywy 17, i w danym położeniu końcowym w kierunku osi żerdzi wiertniczej 1 uszczelniać pustą przestrzeń 24.

Claims (5)

1. Urządzenie do wiercenia i osadzania kotw, zawierające żerdź wiertniczą, teleskopowe urządzenie podpierające i oparte na nim urządzenie podtrzymujące, na którym zamocowane są szczęki zaciskowe do zaciskania żerdzi wiertniczej przy zakładaniu przedłużeń żerdzi wiertniczej, oraz połączony z żerdzią wiertniczą silnik wiertniczy, znamienne tym, że przy urządzeniu podtrzymującym (3), wokół żerdzi wiertniczej (1), jest umieszczona cylindryczna tuleja uszczelniająca (9) w której, po stronie czołowej zwróconej w kierunku urządzenia podtrzymującego (3), umieszczona jest uszczelka (14) zachodząca na obrzeże tulei uszczelniającej (9), zaś na końcu tulei uszczelniającej (9) zwróconym w kierunku przeciwnym do urządzenia podtrzymującego (3) znajduje się podstawa o podwójnej ściance, w której pustej przestrzeni, ograniczonej ścianą wewnętrzną (15) i pokrywą (17), umieszczony jest element uszczelniający (21), przez który przechodzi żerdź wiertnicza (1), przy czym pomiędzy uszczelką (14) i elementem uszczelniającym (21) w ścianie bocznej (13) tulei uszczelniającej (9) znajduje się kanał (25) odprowadzenia urobku wiertniczego i ewentualnie płuczki wiertniczej, a szczęki zaciskowe (11, 12) są ukształtowane i rozmieszczone do utrzymywania tulei uszczelniającej (9) w pożądanym poł o ż eniu, natomiast przy pomocy elementu uszczelniają cego (21) uszczelniona jest cylindryczna przestrzeń (24) tulei uszczelniającej (1) w kierunku osiowym żerdzi wiertniczej (1), a ponadto element uszczelniający (21) jest przesuwny osiowo między dwoma położeniami, w których szczelnie przylega do otworu przelotowego (16) ściany wewnętrznej (15) lub do otworu przelotowego (18) pokrywy (17).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element uszczelniający (21) jest osadzony na żerdzi wiertniczej (1) szczelnie i przesuwnie w kierunku osiowym.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pokrywa (17) z wykonanym w niej otworem przelotowym (18) stanowi łożysko dla żerdzi wiertniczej (1).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie podtrzymujące (3) stanowi dociskana do stropu stropnica.

5. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, że zamocowane na urządzeniu podtrzymującym (3) szczęki zaciskowe (11, 12) są zamocowane ruchomo w kierunku promieniowym względem osi tulei uszczelniającej (9) od położenia zwolnienia tulei uszczelniającej (9) i do położenia, w którym szczęki zaciskowe (11, 12) utrzymują tuleję uszczelniającą (9) w szczelnym kontakcie z urządzeniem podtrzymującym.