Pod wplywem ruchu wirowego pojawiaja sie na¬ prezenia zginajace i skrecajace. Niewielkie wy¬ chylenia przewodu spowodowane pulsujacym dzia¬ laniem pluczki zwiekszaja sie. Wzrost ich jest za¬ lezny od wzrostu predkosci katowej ruchu obro¬ towego przewodu wiertniczego. Przewód traci wiec swa prostoliniowa postac równowagi, a stateczna postacia równowagi staje sie sprezysta postac ugieta.W czasie obrotu przewodu wystepuje jego koly¬ sanie, a przeplywajaca pluczka powoduje wymy¬ wanie smaru z polaczen gwintowych i wystapienie tarcia, podczas którego wydziela sie cieplo i za¬ chodza niekiedy procesy zespalania metalu, co pro¬ wadzi w konsekwencji do sciecia polaczenia gwin¬ towego. Nastepnie przewód wiertniczy wraz ze swidrem dotyka dna otworu i rozpoczyna sie jego wlasciwa praca czyli przeniesienie momentu obro¬ towego ze stolu obrotowego na gryzaki oraz do¬ prowadzenie pluczki wiertniczej na dno otworu.Obok wyzej podanych naprezen pojawiaja sie na¬ prezenia dynamiczne, powodowane praca gryza- ków oraz klinowaniem swidra w otworze. Prze¬ wód . wiertniczy dzieli sie pod wzgledem rodzaju nalprezen na dwie czejsci: górna, w której wyste¬ puja naprezenia rozciagajace i skrecajace oraz dol¬ na, w której wystepuja naprezenia sciskajace i zgi¬ najace. Pomiedzy tymi dwoma czesciami przewodu wiertniczego znajduje sie tak zwama plaszczyzna neutralna czyli Imiejsce gdzie trzy naprezenia glów¬ ne: osiowe, styczne i radialne sa sobie równe, a na¬ prezenie glówne osiowe jest TÓwne ujemnemu cis¬ nieniu hydrostatycznemu pluczki wiertniczej.Elementami urabiajacymi w swidrze jest na przyklad szesc gryzaków. Gryzaki zamocowane sa na szesciu lapach, w których wydrazone sa kanaly pluczkowe posiadajace ujscie nad gryzakami. Plu¬ kanie gryzaków nastepuje wiec strumieniem plucz¬ ki uderzajacym bezposrednio w gryzak z góry. Jed¬ nak wynoszenie urobku przy zastosowaniu plucz¬ ki prawej jest podczas wiercenia rozszerzajacego niewystarczajace. Stan ten pogarsza umieszczenie dyszy nad rolkami gryzakowymi, bowiem struga pluczki omywajac rolki gryzakowe unosi z soba tylko drobniejszy urojbek, natomiast grubsze ka- 1064 4 walki urobku spadaja w dól zasypujac rozszerzany otwór.Mocna i masywna konstrukcja korpusu swidra posiada najslabszy punkt w polaczeniu z przewo- 5 dem wiertniczym gdzie przenosza sie naprezenia zginajace i skrecajace pochodzace z pracy prze¬ wodu. W czasie wiercenia stosowany jest dotych¬ czas nacisk okolo 2,0 ton, poniewaz wiekszy nacisk powoduje wibracje przewodu i stolu obrotowego. 10 Przyczyna tego niekorzystnego ze wszech miar zja¬ wiska jest niedogodne umieszczenie obciazenia na swider przyjete z wiercen poszukiwawczych, gdzie maksymalna powszechnie stosowana srednica wy¬ nosi 308 mim, co przy srednicy przewodu 170 mm 15 nie powoduje zaklócen w pracy narzedzia wiertni¬ czego.Wtedy bowiem strzalka ugiecia przewodu wiert¬ niczego osiaga 'maksymalna wartosc okolo 70 mm, co nie powoduje jeszcze jego zlamania, natomiast 20 w otworze wielkosrednicowym strzalka ugiecia moze osiagnac wartosc 1000 mm i spowodowac zla¬ manie przewodu najczesciej na sztywnych zworni¬ kach. Umieszczenie kilkudziesieciu metrów ob¬ ciaznika, którego ciezar 1 mb w pluczce wynosi 25 178 kg nad swidrem i wprawienie go w ruch wi¬ rowy, powoduje utrate jego prostoliniowej statecz^ nosci i przeniesienie wahan na swider.Srodek ciezkosci i wyporu znajduje sie wysoko nad plaszczyzna urabiania (podstawa) i z tego po- 30 wodu zespól obciaznik i swider znajduje sie w równowadze chwiejnej. W takich warunkach trze¬ ba niewielkiej sily, aby spowodowac zachwianie i wywolanie ruchu swidra kolyszaco-olbrotowego.Ruch taki powoduje nierównomierny docisk gry- 35 zaków do skaly, czyli prace od dwóch do trzech gryzaków swidra pod zwiekszonym naciskiem pod¬ czas gdy pozostale gryzaki nie pracuja. Prowadzi to w efekcie do szybkiego niszczenia gryzaków i niewielkiego postepu wiercenia. Zabezpieczenie 40 &iQ przed tego rodzaju ruchem swidra przez przy¬ krecenie jako prowadnika swidra o srednicy mniej- szej o jeden stopien, doprowadzalo przewaznie do jego zniszczenia, a w konsekwencji i do urwania ob¬ ciaznika w postaci swidra o wadze okolo 2,0 t.Celem wynalazku jest usuniecie lufo co najmniej zmniejszenie niedogodnosci przy obrotowym wier¬ ceniu otworów wielkosrednicowych, zwlaszcza szy¬ bów w skalach sredniozwieziych metoda kolejne¬ go rozszerzania srednicy otworów. 50 Zadanie wytyczone w celu usuniecia lub co naj¬ mniej zmniejszenia podanych niedogodnosci zosta¬ lo rozwiazane zgodnie z wynalazkiem w ten spo¬ sób, ze otwór, w którym wykonano glowice szy¬ bowa oraz otwór srodkowy (pilotowy) znacznie po- 55 nizej docelowej glebokosci szybu rozwierca sie me¬ toda kolejnego rozszerzania srednicy otworu wiel- kosrednicowago za pomoca znanych swidrów zao¬ patrzonych na przyklad w gryzaki przy zastosowa¬ niu pluczki prawej doprowadzanej w dól otworu 60 przewodem wiertniczym, a z kolei kierowanej od dolu kanalami pluczkowymi z predkoscia oko¬ lo 60 m/sek. na gryzaki swidra lub inne ostrza znanych swidrów.Wytyczone zadanie zostalo rozwiazane takze 65 przez umieszczenie obciaznika pod swidrem, to5 jest pod podstawa otworu przez co uzyskuje sie dobre ciazenie swidra. W zaleznosci od rodzaju skaly dolne ciazenie moze wynosic do 20 ton lub powyzej tej wielkosci i od 0,7 do 0,8 wielkosci ciezaru obciaznika moze wywierac nacisk na swider w czasie wiercenia otworu.IPrzedmiot wynalazku jest uwidoczniony na przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy swidra gry- zakowego wraz z dolnym obciaznikiem, a fig. 2 schematyczny widok z góry swidra z dolnym ob¬ ciaznikiem.Uwidoczniony na rysunku swider 1 stanowiacy dolne zakonczenie przewodu' wiertniczego nieuwi- docznionego na rysunku, sklada sie z szesciu lap 2 zaopatrzonych w gryzaki 3. Naciecia (zeby) gry¬ zaków 3 sa tak rozmieszczone, aby, urabianie ska¬ ly bylo równomierne na' calej zwiercanej po¬ wierzchni otworu. Obciaznik 4 stanowi odlana z zeliwa puszka o stozkowej górnej pokrywie lub zespawana z blachy w przekroju posiadajaca ksztalt kola o srednicy nieco mniejszej od sred¬ nicy rozszerzanego otworu przy pomocy swidra 1.Podstawa obciaznika 4 jest wzmocniona rama 5 zlozona z ksztaltowników, najkorzystniej z ceow- ników. Obciaznik 4 jest polaczony ze zlaczem 6 swidra 1 gwintowanym czopem znanego stalowego olbciaznika 7 wewnatrz wydrazonego, usytuowa¬ nego w osi przewodu wiertniczego i stanowiacego czesc skladowa obciaznika 4. Czesc dolnej po¬ wierzchni (stalowego obciaznika 7 spoczywa na walcu 8 stanowiacym polaczenie pomiedzy kana¬ lem pluczkowym przewodu wiertniczego, a kom¬ pensatorem 9 w ksztalcie walca. Kompensator cis¬ nienia 9 zaopatrzony jest w kanaly pluczkowe 10, które sa usytuowane pod katem okolo 50° w sto¬ sunku do poziomu lulb ponizej albo powyzej tej wielkosci.Kanaly pluczkowe 10 zakonczone dyszami 11 po¬ winny przede wszsytkim byc tak zabudowane w ob¬ ciazniku 4, aby strumien wyplywajacej z nich pluczki byl bezposrednio kierowany na gryzak: 3.Kanaly pluczkowe 10 moga byc takze umieszczo¬ ne w obciazniku 4 stycznie do obwodu przewodu wiertniczego. Od dolu, w osi przewodu wiertnicze¬ go, kompensator 9 wyposazony jest w dysze 12 dla pluczki wyplywajacej w kierunku dna otworu.Wnetrze 13 obciaznika 4 wylpelnione jest materia¬ lem ciezkim jak na przyklad betonem, lub stanowi jednolity odlew wraz z konstrukcja obciaznika 4. lObciaznik 4 polaczony jest takze ze swidrem 1 za pomoca srub (ciegiel) 14, przy czym sruby 14 sa zawieszone na rannie 15, która spoczywa na la¬ pach 2 swidra 1. Srulby 14 w obciazniku 4 usytu¬ owane sa w prowadnikach 16 oddzielajacych sruby 14 od wnetrza 13 olbciaznika 4. Na lapach 2 swidra 1 jest .przewaznie umieszczona nieuwidoczniona na rysunku rura zasypowa urobku.W sposobie wiercenia wedlug wynalazku otworów wielkosrednicowych metoda kolejnego rozszerze¬ nia srednicy od 600 mm luib ponizej tej srednicy poprzez 600 mm 900, 1200, 1500, 1800, 2100 do 2400mm pluczka prawa, jest doprowadzana na dól otworu przewodem wiertniczym do kompensatora 9, z któ- 1064 6 rego nastepnie kanalami pluczkowymi 10 przeply¬ wa z szybkoscia 60 m/sek. w kierunku gryzaków 3 omywajac je od dolu i jednoczesnie unoszac uro¬ bek do góry otworu przez co urobek ten nie jest 5 kruszony przez nastepny gryzak 3.Czesc pluczki kierowana jest z kompensatora cisnienia 9 dysza 12 w kierunku dna otworu.W przypadku stycznego usytuowania kanalów pluczkowych 10 w stosunku do obwodu otworu wiertniczego, pluczka unosi z duza szybkoscia uro¬ bek do góry otworu po torze spirali, przy czym czesc grubszych kawalków urobku gromadzi sie w nieuwidocznionej na rysunku rurze zasypowej. Uro¬ bek z rury zasypowej jest wybierany po wyciagnie- 15 ciu swidra 1 na powierzchnie. Takze próg skalny, jaki powstaje przez zwiercenie swidrem 1 nacis¬ niety przez ciezar okolo 20 ton, a w szczególnosci przez ciezar przekraczajacy wytrzymalosc na scis¬ kanie, peka pod katem tarcia wewnetrznego skaly, 20 który na przyklad dla warstw karbonskich wy¬ nosi srednio od 45 do 65°.W powstajace w ten sposób szczeliny uderza strumien pluczki o znacznej predkosci, a jego « energia w duzyim stopniu powoduje efektywniejsze urabianie skaly. W przewodzie wiertniczym ob¬ ciazonym obciaznikiem 4 wystepuja przede wszyst¬ kim naprezenia rozciagajace, skrecajace oraz ewentualnie zginajace przez co ilosc obrotów swi¬ dra 1 moze wynosic okolo 30 obrotów na minute, przy czym wielkosc ta moze byc nizsza lub wyzsza w zaleznosci od rodzaju przewierconej skaly.Sposób wedlug wynalazku umozliwia glównie wiercenie otworów wielkosrednicowych i tylko w 35 fazie rozszerzania otworów (przede wszystkim otworów powyizej 900 mm) i zapewnia calkowite wynoszenie urobku i korzystniejsza niz dotych¬ czas wspólprace gryzaków 3 z moca hydrauliczna pluczki. "Umieszczenie obciaznika 4 pod swidrem 40 pozwolilo uniknac konsekwencji wynikajacych z ugiecia przewodu wiertniczego 1, gdyz ciezar przewodu 1 (rur pluczkowych) jest uzyty tylko do jego naprezania i zachowania prostoliniowej po¬ staci równowagi. 45 Poza tym, umieszczenie obciaznika 4 pod swid¬ rem 1 powoduje obnizenie srodka dejjttfltci zespolu swider 1 i obciaznik 4 pondizej plaszczyzny urabia¬ nia (zwiercania) co zapewnia jego trwala równo¬ wage. Obciaznik 4 zawieszony pod swidrem 1 spel- 50 nia równiez role prowadnika, przy czym jest on zabezpieczony przed zlamaniem, srubami (ciegla¬ mi) 14 laczacymi na sztywno obciaznik 4 ze swi¬ drem 1. l 55 Takze umieszczenie obciaznika 4 ponizej swidra 1 likwiduje ruch kolyszaco-obrotowy swidra 1 i po¬ zwala na równomierne obciazanie poszczególnych gryzaków 3 co w efekcie przynosi wieksze postepy wiercenia przy zachowaniu pionowosci otworu ^ i znacznej zywotnosci rolek gryzakowych. Poza tym, pomimo usytuowania obciaznika 4 pod swid¬ rem 1 praca swidra jest efektywniejsza z uwagi na to, ze na dnie otworu nie zbiera sie urobek, który dotychczas usuwano przez wprowadzenie 65 swidra o mniejszej srednicy.54 0 7 PL