RU2010144970A - Бурильный блок, способ бурения пазов и устройство для прорезания пазов - Google Patents

Abstract

1. Бурильный блок для бурения пазов, содержащий балку (3) подачи, бурильную машину (6), расположенную на балке (3) подачи и содержащую ударное устройство (4) и промывочное устройство (11), инструмент (7), соединенный с бурильной машиной (6), при этом ударное устройство (4) выполнено с возможностью создания волн ударного напряжения, направленных на инструмент (7), и промывочное устройство (11) выполнено с возможностью подачи промывочной текучей среды через инструмент (7) для удаления бурового шлама из бурящегося шпура (52), устройство (9) подачи, выполненное с возможностью перемещения бурильной машины (6) по балке (3) подачи и подачи инструмента (7) в бурящийся шпур (52), и, дополнительно, устройство (100) прорезания пазов, соединенное с бурильной машиной (6) и содержащее направляющую часть (110), корпусную часть (120) и, по меньшей мере, один кронштейн (130), проходящий между направляющей частью (110) и корпусной частью (120) и соединяющий их, при этом направляющую часть (110) размещают в предыдущем пробуренном шпуре (50), и при этом инструмент (7) способен скользить в корпусном участке (120), отличающийся тем, что между корпусной частью (120) устройства (100) прорезания пазов и инструментом (7) расположена, по меньшей мере, одна осевая объемная камера (140), содержащая текучую среду для демпфирования передачи волн ударного напряжения от ударного устройства (4) на устройство (100) прорезания пазов. ! 2. Бурильный блок согласно п.1, отличающийся тем, что осевая объемная камера (140) соединена с промывочным устройством (11) посредством, по меньшей мере, одного канала потока и содержит промывочную текучую среду. ! 3. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство (100) про

Claims (23)

1. Бурильный блок для бурения пазов, содержащий балку (3) подачи, бурильную машину (6), расположенную на балке (3) подачи и содержащую ударное устройство (4) и промывочное устройство (11), инструмент (7), соединенный с бурильной машиной (6), при этом ударное устройство (4) выполнено с возможностью создания волн ударного напряжения, направленных на инструмент (7), и промывочное устройство (11) выполнено с возможностью подачи промывочной текучей среды через инструмент (7) для удаления бурового шлама из бурящегося шпура (52), устройство (9) подачи, выполненное с возможностью перемещения бурильной машины (6) по балке (3) подачи и подачи инструмента (7) в бурящийся шпур (52), и, дополнительно, устройство (100) прорезания пазов, соединенное с бурильной машиной (6) и содержащее направляющую часть (110), корпусную часть (120) и, по меньшей мере, один кронштейн (130), проходящий между направляющей частью (110) и корпусной частью (120) и соединяющий их, при этом направляющую часть (110) размещают в предыдущем пробуренном шпуре (50), и при этом инструмент (7) способен скользить в корпусном участке (120), отличающийся тем, что между корпусной частью (120) устройства (100) прорезания пазов и инструментом (7) расположена, по меньшей мере, одна осевая объемная камера (140), содержащая текучую среду для демпфирования передачи волн ударного напряжения от ударного устройства (4) на устройство (100) прорезания пазов.

2. Бурильный блок согласно п.1, отличающийся тем, что осевая объемная камера (140) соединена с промывочным устройством (11) посредством, по меньшей мере, одного канала потока и содержит промывочную текучую среду.

3. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство (100) прорезания пазов является съемным вспомогательным устройством, соединенным с переводником (61) бурильной машины (6) или с бурильной штангой (10), соединенной с переводником (61).

4. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпусная часть (120) устройства (100) прорезания пазов и инструмент (7) совместно образуют, по меньшей мере, одну осевую объемную камеру (140), содержащую текучую среду.

5. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпусная часть (120) устройства (100) прорезания пазов и инструмент (7) совместно образуют, по меньшей мере, осевую объемную камеру (140), содержащую текучую среду, корпусная часть (120) устройства (100) прорезания пазов содержит муфту (122), включающую в себя канал (124), через который проходит инструмент (7), и который имеет участок (124а) первого диаметра, участок (124b) второго диаметра, меньше первого диаметра участка (124а), и участок (124с) уступа, проходящий между участком (124а) первого диаметра и участком (124b) второго диаметра и их соединяющий, на участке (124а) первого диаметра канала (124) размещен с возможностью скольжения участок (7а) поршня инструмента (7), и на участке (124b) второго диаметра канала (124) размещен участок (7b) штока инструмента (7), и осевая объемная камера (140) содержит кольцевое пространство, образованное радиально между участком (124а) первого диаметра канала (124) и участком (7b) штока инструмента (7) и образованное по оси между участком (7а) поршня инструмента (7) и участком (124с) уступа канала (124), устройство прорезания пазов дополнительно содержит проход (142) потока для подачи промывочной текучей среды вдоль инструмента (7), содержащий осевой проход (142а) потока, расположенный радиально между участком (7b) штока инструмента (7) и участком (124b) второго диаметра канала (124), первый, в общем, радиальный проход (142b) потока, соединяющий первый внутренний канал (144) инструмента (7) с первым осевым концом осевого прохода (142а) потока, и второй, в общем, радиальный проход (142с) потока, соединяющий второй внутренний канал (146) инструмента (7) со вторым осевым концом осевого прохода (142а) потока, канал (124) муфты (122) содержит участок (124d) третьего диаметра, меньше второго диаметра участка (124b), на участке (124d) третьего диаметра размещен с возможностью скольжения участок (7b) штока инструмента (7), и осевое смещение инструмента (7) относительно корпусной части (120) ограничивает поток текучей среды через второй, в общем, радиальный проход (142с) потока и увеличивает давление текучей среды, перемещающее корпусную часть (120) относительно инструмента (7).

6. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что между инструментом (7) и корпусной частью (120) размещен демпфирующий поршень (128), по оси соединенный с корпусной частью (120) и разделенный в осевом направлении текучей средой с инструментом (7).

7. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что между инструментом (7) и корпусной частью (120) размещен демпфирующий поршень (128), имеющий осевое соединение с корпусной частью (120) и разделенный в осевом направлении с инструментом (7) посредством текучей среды, корпусная часть (120) устройства (100) прорезания пазов содержит муфту (122), включающую в себя канал (124) для прохождения инструмента (7), инструмент (7) содержит проход (142) потока, проходящий через него, демпфирующий поршень (128) содержит внутренний участок (128а), расположенный в проходе (142) потока, внешний участок (128b), расположенный вокруг инструмента (7), и, по меньшей мере, один соединительный участок (128с), соединяющий внутренний и внешний участки, причем поршень (128) выполнен с возможностью скольжения относительно инструмента (7), внутренний участок (128а) содержит первую поверхность (80) приложения рабочего давления в направлении (D) бурения и вторую поверхность (81) приложения рабочего давления в направлении (R) реверса, первая осевая объемная камера (140а) расположена на стороне поршня (128) с первой поверхностью (80) приложения рабочего давления и содержит текучую среду, передающую усилие подачи от инструмента (7) через поршень (128) на муфту (122), и вторая осевая объемная камера (140b) расположена на стороне поршня (128) со второй поверхностью (81) приложения рабочего давления и содержит текучую среду, предотвращающую механический осевой контакт между инструментом (7) и поршнем (128) в направлении (D) бурения.

8. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что между инструментом (7) и корпусной частью (120) размещен демпфирующий поршень (128), имеющий осевое соединение с корпусной частью (120) и разделенный в осевом направлении с инструментом (7) посредством текучей среды, корпусная часть (120) содержит муфту (122), включающую в себя канал (124), для прохождения инструмента (7), инструмент (7) содержит проход (142) потока, проходящий через него, демпфирующий поршень (128) содержит внутренний участок (128а), расположенный в проходе (142) потока, внешний участок (128b), расположенный вокруг инструмента (7), и, по меньшей мере, один соединительный участок (128с), соединяющий внешний и внутренний участки, причем демпфирующий поршень (128) выполнен с возможностью скольжения относительно инструмента (7), внутренний участок (128а) содержит первую поверхность (80) приложения рабочего давления в направлении (D) бурения и вторую поверхность (81) приложения рабочего давления в направлении (R) реверса, первая осевая объемная камера (140а) расположена со стороны первой поверхности (80) приложения рабочего давления поршня (128) и содержит текучую среду, передающую усилие подачи от инструмента (7) через поршень (128) на муфту (122), вторая осевая объемная камера (140b) расположена со стороны второй поверхности (81) приложения рабочего давления поршня (128), и содержит текучую среду, предотвращающую механический осевой контакт между инструментом (7) и поршнем (128) в направлении (D) бурения, проход (142) потока инструмента (7) содержит, по меньшей мере, один осевой проход (142) потока, соединяющий осевые объемные камеры (140а, 140b), при этом осевое перемещение поршня (128) относительно инструмента (7) в направлении (R) реверса предназначено для ограничения давления текучей среды, действующего на первую поверхность (80) приложения рабочего давления, таким образом увеличивая усилие подачи, передаваемое через поршень (128) на муфту (122).

9. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что направляющая часть (110) содержит, по меньшей мере, один удлиненный направляющий выступ (112), продольно проходящий вдоль внешней поверхности направляющей части (110).

10. Бурильный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что балка подачи снабжена удерживающим устройством (64), расположенным на дальнем конце балки (3) подачи и содержащим отверстие (66) с размером, соответствующим профилю сечения устройства (100) прорезания пазов, обеспечивающим проталкивание устройства (100) прорезания пазов через удерживающее устройство (64).

11. Устройство прорезания пазов, содержащее удлиненный инструмент (7), имеющий первый конец и второй конец, при этом первый конец снабжен первым соединительным средством (90) для крепления устройства (100) прорезания пазов к переводнику (61) бурильной машины (6) или к бурильной штанге (10), соединенной с переводником (61), и второй конец снабжен буровым долотом (8), корпусную часть (120), в которой инструмент (7) размещен, направляющую часть (110), размещаемую в предыдущем пробуренном шпуре (50), и, по меньшей мере, один кронштейн (130), проходящий между направляющей частью (110) и корпусной частью (120) и соединяющих их, отличающееся тем, что устройство (100) прорезания пазов снабжено, по меньшей мере, одной осевой объемной камерой (140), расположенной между корпусной частью (120) и инструментом (7), и содержит, по меньшей мере, один канал потока для направления текучей среды в камеру (140), при этом текучая среда в камере (140) обеспечивает передачу осевых усилий от инструмента (7) на корпусную часть (120).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, один впускной канал для подачи промывочной текучей среды от бурильной машины в осевую объемную камеру (140) и, по меньшей мере, один выпускной канал для выпуска промывочной текучей среды из осевой объемной камеры (140) в бурящийся шпур, при этом текучая среда проходит через камеру (140).

13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что содержит средство осуществления мониторинга осевых усилий, противодействующих смещению направляющей части (110) в предыдущий пробуренный шпур (50), и средство увеличения давления текучей среды, действующего в направлении (D) бурения на, по меньшей мере, одну поверхность (70, 80) приложения рабочего давления, по меньшей мере, одной осевой объемной камеры (140, 140а), реагируя на данные мониторинга противодействующих сил, при этом осевое усилие, передаваемое на направляющую часть (110), увеличивается.

14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что содержит клапанное средство, воздействующее на объемный расход через осевую объемную камеру, реагируя на осевое положение инструмента (7) относительно корпусной части (120).

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что содержит клапанное средство, воздействующее на объемный расход через осевую объемную камеру, реагируя на осевое положение инструмента (7) относительно корпусной части (120).

16. Способ бурения пазов, содержащий следующие стадии:

бурение множества близкорасположенных шпуров (50-54) для образования паза (S) в скальной породе (62);

использование в бурении бурильной машины (6), содержащей ударное устройство (4) для создания ударных импульсов на инструменте (7), соединенном с бурильной машиной (6);

соединение с бурильной машиной (6) устройства (100) прорезания пазов, содержащего корпусную часть (120), в которой размещен инструмент (7), направляющую часть (110) и, по меньшей мере, один кронштейн (130), проходящий между направляющей частью (110) и корпусной частью (120) и соединяющий их;

размещение направляющей части (110) в предыдущем пробуренном шпуре (50) для удержания на траектории предыдущего пробуренного шпура (50) для нового бурящегося шпура (52);

передачу во время бурения усилия подачи в направлении (D) бурения от инструмента (7) на корпусную часть (120) устройства (100) прорезания пазов и дополнительно на направляющую часть (110); содержащую передачу усилия подачи на корпусную часть (120) устройства прорезания пазов в направлении (D) бурения посредством текучей среды в, по меньшей мере, одной осевой объемной камере (140, 140а) между инструментом (7) и корпусной частью (120) и демпфирующую передачу волн ударного напряжения от ударного устройства (4) на устройство (100) прорезания пазов посредством текучей среды в, по меньшей мере, одной осевой объемной камере (140, 140а).

17. Способ по п.16, содержащий изменение давления текучей среды в осевой объемной камере (140, 140а), реагируя на осевое перемещение между корпусной частью (120) и инструментом (7), выполненными с возможностью продольного скольжения одного относительно другого.

18. Способ по п.17, содержащий создание потока текучей среды через осевую объемную камеру (140, 140а) и ограничение потока текучей среды через камеру (140, 140а) при замедлении перемещения направляющей части (110) в предыдущем пробуренном шпуре (50), при этом усилие подачи, передаваемое на направляющую часть (110), увеличивается.

19. Способ по п.18, содержащий создание потока текучей среды через осевую объемную камеру (140, 140а), закрытие выпуска потока текучей среды через камеру (140, 140а) при остановке перемещения направляющей части (110) в предыдущем пробуренном шпуре (50), при этом давление текучей среды в камере осевого объема увеличивается, осуществление мониторинга давления текучей среды, действующего в осевой объемной камере, и реверсирование подачи бурильной машины (6) при превышении давления текучей среды в осевой объемной камере заданного предела давления.

20. Способ по любому из предыдущих пп.16-19, содержащий соединение, по меньшей мере, одной бурильной штанги (10) с переводником (61) бурильной машины (6) и соединение устройства (100) прорезания пазов с дальним концом самой дальней бурильной штанги (10).

21. Способ по любому из предыдущих пп.16-19, содержащий соединение устройства (100) прорезания пазов с переводником (61) бурильной машины (6).

22. Способ по любому из предыдущих пп.16-19, содержащий опирание направляющей части (110) на поверхность предыдущего пробуренного шпура (50) посредством, по меньшей мере, одного удлиненного направляющего выступа (112), продольно проходящего вдоль внешней поверхности направляющей части (110).

23. Способ по любому из предыдущих пп.16-19, содержащий перемещение промывочной текучей среды в осевую объемную камеру (140, 140а).