RU2263776C1

RU2263776C1 - Crack forming device

Info

Publication number: RU2263776C1
Application number: RU2004116851/03A
Authority: RU
Inventors: В.И. Клишин (RU); В.И. Клишин; Ю.М. Леконцев (RU); Ю.М. Леконцев; П.В. Сажин (RU); П.В. Сажин
Original assignee: Институт горного дела Сибирского отделения Российской Академии наук (статус государственного учреждения)
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-11-10

Abstract

FIELD: mining industry, particularly to create initial transversal cracks in rock massive for following cutting thereof by fluid fracturing plane development.

SUBSTANCE: device has cup with longitudinal windows. Installed in the cup are crossing cutting members, pusher with crossing oppositely formed inclined guiding members and pusher return spring. Cutting members are installed so that cutting parts thereof may slide out of longitudinal cup windows during pusher movement along inclined guiding members. The inclined guiding members are formed on the pusher and have profiled contours. Pusher is installed so that pusher may slide into the cup. Pusher return spring is arranged on the cup and fixed in initial position. In initial position cutting members are installed on common axis and fixed on above inclined guiding members by figured springs.

EFFECT: increased diameter of initiating cut cavity and provision of favorable cutting regime along with simplified structure.

2 dwg

Description

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для образования поперечных зародышевых трещин в массиве горных пород с целью его направленного разупрочнения путем развития плоскости флюидоразрыва и обеспечения оптимальных условий проведения процессов подземной разработки полезных ископаемых.The technical solution relates to mining and can be used to form transverse embryonic cracks in the rock mass with the aim of its directed softening by developing a fluid fracture plane and providing optimal conditions for underground mining processes.

Известно устройство для образования щелей на стенках скважин (авт. св. СССР №1458569, Е 21 С 37/00, Е 21 В 7/28, опубл. в БИ №6 за 1989 г.), состоящее из полого корпуса с торцовым каналом для подвода рабочего тела, двух валов, установленных на корпусе параллельно и симметрично относительно его продольной оси. На валах установлены рабочие органы в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, с возможностью вывода за его пределы при повороте валов. В корпусе установлены натяжная подпружиненная шайба и поршень с противоположных сторон плоскости расположения рабочих органов, а также гибкая тяга, связанная средней частью с поршнем и намотанная своими ветвями на валы. Концы ветвей гибкой тяги спущены с валов и закреплены на натяжной шайбе.A device for the formation of gaps on the walls of the wells (ed. St. USSR No. 1458569, E 21 C 37/00, E 21 B 7/28, published in BI No. 6 for 1989), consisting of a hollow body with an end channel for supplying a working fluid, two shafts mounted on the housing in parallel and symmetrically with respect to its longitudinal axis. The working bodies are installed on the shafts in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the housing, with the possibility of withdrawing beyond it when turning the shafts. A spring-loaded spring washer and a piston are installed in the housing on opposite sides of the plane of arrangement of the working bodies, as well as a flexible rod connected by the middle part to the piston and wound with its branches on the shafts. The ends of the branches of the flexible rod are lowered from the shafts and mounted on a tension washer.

Недостатком этого устройства является сложность его изготовления и эксплуатации вследствие большого количества узлов и деталей.The disadvantage of this device is the complexity of its manufacture and operation due to the large number of nodes and parts.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для образования поперечных полостей на стенках скважин (патент SU №1790674, Е 21 С 37/00, опубл. в БИ №3 за 1993 г.), включающее толкатель с шарнирно закрепленными на нем режущими органами и упорную направляющую. Толкатель выполнен с наконечником в виде двузубой вилки, между зубьями которой перекрестно установлены режущие органы, а упорная направляющая выполнена в форме стакана с продольными окнами для выхода режущих органов и донными перекрестными оппозитными уклонами для разворота режущих органов. Толкатель установлен в стакане с возможностью упора зубьями вилки в его дно в конце рабочего хода и подпружинен относительно стакана.The closest in technical essence and the set of essential features is a device for the formation of transverse cavities on the walls of the wells (patent SU No. 1790674, E 21 C 37/00, published in BI No. 3 for 1993), including a pusher with pivotally mounted on it cutting bodies and thrust guide. The pusher is made with a tip in the form of a double-toothed fork, between the teeth of which the cutting bodies are cross-mounted, and the thrust guide is made in the form of a glass with longitudinal windows for the output of the cutting organs and bottom cross opposed slopes for turning the cutting organs. The pusher is installed in the glass with the possibility of stopping the teeth of the fork in its bottom at the end of the stroke and is spring-loaded relative to the glass.

Недостатком этого устройства является сложность его конструкции. Кроме того, прямолинейные уклоны обуславливают взаимодействие режущих органов со стенками скважины всей режущей поверхностью, что значительно повышает нагрузку на режущие органы и негативно сказывается на их долговечности, понижая тем самым эффективность и надежность данного устройства.The disadvantage of this device is the complexity of its design. In addition, straight slopes cause the interaction of the cutting organs with the walls of the well with the entire cutting surface, which significantly increases the load on the cutting organs and negatively affects their durability, thereby reducing the efficiency and reliability of this device.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности устройства и надежности работы за счет возможности увеличения диаметра нарезаемой инициирующей полости и обеспечения благоприятного режима резания при упрощении конструкции.The technical task of the proposed solution is to increase the efficiency of the device and the reliability due to the possibility of increasing the diameter of the cut initiating cavity and ensuring a favorable cutting mode while simplifying the design.

Поставленная цель достигается тем, что в щелеобразователе, включающем стакан с продольными окнами, в котором перекрестно установлены режущие органы, толкатель, перекрестные оппозитные направляющие уклоны, и пружину возврата толкателя, причем режущие органы установлены с возможностью выхода их режущих частей из продольных окон стакана по указанным уклонам при перемещении толкателя, согласно техническому решению перекрестные оппозитные направляющие уклоны, имеющие фигурный профиль, выполнены на толкателе, который установлен с возможностью вдвижения в стакан. Пружина возврата толкателя размещена на стакане и зафиксирована в исходном положении. Режущие органы установлены на общей оси и зафиксированы в исходном положении на указанных уклонах с помощью фигурных пружин. Такая совокупность признаков существенно упрощает конструкцию за счет уменьшения количества деталей и повышает эффективность и надежность работы щелеобразователя, так как улучшается кинематика конструкции, за счет чего появляется возможность увеличить диаметр нарезаемой инициирующей полости, а фигурный профиль направляющих уклонов обеспечивает оптимальную траекторию движения режущих органов для благоприятного режима резания.This goal is achieved by the fact that in the slotting machine, including a glass with longitudinal windows, in which the cutting bodies are cross-mounted, a pusher, cross opposed guide slopes, and a pusher return spring, the cutting bodies being installed so that their cutting parts can exit from the longitudinal windows of the glass according to the indicated slopes when moving the pusher, according to the technical solution, the cross opposed guide slopes having a curved profile are made on the pusher, which is installed with possible awning of movement into the glass. The spring return the pusher is placed on the glass and fixed in its original position. The cutting bodies are mounted on a common axis and fixed in the initial position on the indicated slopes using curly springs. This set of features significantly simplifies the design by reducing the number of parts and increases the efficiency and reliability of the slotting machine, since the kinematics of the structure improves, due to which it becomes possible to increase the diameter of the cut initiating cavity, and the curved profile of the guide slopes provides an optimal trajectory of the cutting organs for a favorable mode cutting.

Сущность технического решения поясняется описанием конструкции щелеобразователя и чертежами - фиг.1, на которой представлен общий вид щелеобразователя в продольном разрезе в исходном положении с возможным положением режущих органов в процессе работы, и фиг.2, на которой показан общий вид толкателя.The essence of the technical solution is illustrated by the description of the design of the slotting machine and the drawings - figure 1, which shows a General view of the slotting machine in longitudinal section in the initial position with a possible position of the cutting organs in the process, and figure 2, which shows a General view of the pusher.

Щелеобразователь состоит из стакана 1 (фиг.1), в котором выполнены продольные окна 2 и установлен толкатель 3. Режущие органы 4 перекрестно установлены в стакане 1 на общей оси 5. С помощью фигурных пружин 6 режущие органы 4 зафиксированы в исходном положении на перекрестных оппозитных направляющих уклонах 7 (далее направляющие уклоны 7) толкателя 3, которые имеют фигурный профиль. Пружина 8 возврата толкателя 3 размещена на стакане 1 со стороны хвостовой части толкателя 3 и закреплена упором 9 и штифтом 10, причем режущие органы 4 установлены с возможностью выхода их режущих частей из продольных окон 2 стакана 1 по указанным уклонам 7 при перемещении толкателя 3.The slot former consists of a cup 1 (FIG. 1), in which longitudinal windows 2 are made and a pusher 3 is installed. The cutting bodies 4 are cross-mounted in the glass 1 on a common axis 5. Using curly springs 6, the cutting bodies 4 are fixed in the initial position on the cross opposed guide slopes 7 (hereinafter referred to as guide slopes 7) of the pusher 3, which have a curved profile. The spring 8 return of the pusher 3 is placed on the cup 1 from the rear of the pusher 3 and is fixed by a stop 9 and a pin 10, and the cutting bodies 4 are installed with the possibility of their cutting parts coming out of the longitudinal windows 2 of the cup 1 along the indicated slopes 7 when moving the pusher 3.

Щелеобразователь работает следующим образом. Перед началом работы в стакане 1 устанавливается толкатель 3 и фиксируется в исходном положении посредством пружины 8 возврата. Режущие органы 4 устанавливают на направляющих уклонах 7 и фиксируют в исходном положении общей осью 5 и фигурными пружинами 6, которые одним концом устанавливаются в стакане 1, а другим опираются о режущие органы 4, предотвращая тем самым их самопроизвольный выход из стакана 1. Затем на буровом ставе вводят щелеобразователь в скважину до соприкосновения упора 9 с забоем скважины. При включении подачи возникает осевое усилие, под действием которого толкатель 3 начинает поступательно вдвигаться в стакан 1, а режущие органы 4 по направляющим уклонам 7 выходят режущей частью из стакана 1 через продольные окна 2 и нарезают в стенках скважины инициирующую полость тарельчатой формы. При этом происходит постепенное сжатие пружины 8 возврата и фигурных пружин 6. После полного прорезания инициирующей полости упор 9 упирается в стакан 1, в результате прекращается его перемещение и дальнейший выход режущих органов 4 из стакана 1. В процессе образования инициирующей полости на режущие органы 4 щелеобразователя через внутренние отверстия в буровых штангах и стакане 1 постоянно подается промывочно-охлаждающая жидкость.The slot former operates as follows. Before starting work in the glass 1, the pusher 3 is installed and is fixed in its original position by the return spring 8. The cutting bodies 4 are mounted on the guide slopes 7 and fixed in the initial position by the common axis 5 and shaped springs 6, which are installed at one end in the cup 1 and rest on the cutting bodies 4 with the other, thereby preventing their spontaneous exit from the cup 1. Then on the drill the stavoobrazovatel enter a slotting machine into the well until the contact stop 9 with the bottom of the well. When the feed is turned on, an axial force arises under the action of which the pusher 3 progressively moves into the glass 1, and the cutting bodies 4 along the guiding slopes 7 exit the cutting part from the glass 1 through the longitudinal windows 2 and cut the plate-shaped initiating cavity in the borehole walls. In this case, the return spring 8 and shaped springs 6 are gradually compressed. After the initiation cavity is completely cut, the stop 9 rests against the nozzle 1, as a result, its movement and the further exit of the cutting organs 4 from the nozzle 1 are stopped. In the process of formation of the initiating cavity on the cutting organs 4 of the slot former flushing and cooling fluid is constantly supplied through the internal holes in the drill rods and cup 1.

После завершения работы толкатель 3 возвращается в исходное положение под действием усилия со стороны пружины 8 возврата толкателя 3, а режущие органы 4 занимают первоначальное положение под действием фигурных пружин 6.After completion of the work, the pusher 3 returns to its original position under the action of the force from the side of the spring 8 of the return of the pusher 3, and the cutting bodies 4 occupy the initial position under the action of curly springs 6.

Claims

A slot forming machine including a cup with longitudinal windows in which the cutting bodies, the pusher, the cross opposed guide slopes and the pusher return spring are cross mounted, the cutting bodies being installed so that their cutting parts can exit the longitudinal windows of the glass along the specified slopes when moving the pusher, that the cross opposed guide slopes are made on the pusher and have a curved profile, the pusher is installed with the possibility of sliding into the glass, and the return spring The body is placed on the cup and fixed in the initial position, while the cutting bodies are mounted on a common axis and fixed in the initial position on the indicated slopes using curly springs.