RU2459063C2

RU2459063C2 - Drilling unit, method for drilling grooves and device for grooving

Info

Publication number: RU2459063C2
Application number: RU2010144970/03A
Authority: RU
Inventors: Мауну МЯНТТЯРИ (FI); Мауну МЯНТТЯРИ
Original assignee: Сандвик Майнинг Энд Констракшн Ой
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2012-08-20
Also published as: RU2010144970A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: grooving device for use with drilling rig for drilling multiple parallel crossing boreholes close to each other in such a way that the groove is formed in solid material as rock, stone mansonry or concrete. Grooving device includes guiding part connected to body part by at least one bracket. Guiding part is located in previous drilled borehole; and body part and impact-rotational instrument together form a changeable volume chamber that contains flushing liquid medium that absorbs the transmission of waves form impact stress of impact device to grooving device.

EFFECT: increase of device service life due to reduction of impact waves influence on body structure and guiding part of the device.

23 cl, 15 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к бурильному блоку и способу прорезания пазов и устройству для прорезания пазов. При бурении пазов множество шпуров бурят вплотную друг к другу для образования паза в скальной породе. Паз можно выполнять в скальной поверхности или в скальном массиве посредством бурения множества шпуров в поверхности с шагом, по существу, равным диаметру шпуров. При бурении пазов необходимо специальное устройство прорезания пазов для направления бурильного инструмента вдоль ранее пробуренного шпура. Цель изобретения описана более подробно в преамбулах независимых пунктов формулы изобретения.The present invention relates to a drill block and a groove cutting method and a groove cutting apparatus. When drilling grooves, many holes are drilled close to each other to form a groove in the rock. The groove can be performed in a rocky surface or in a rock mass by drilling a plurality of holes in the surface with a pitch substantially equal to the diameter of the holes. When drilling grooves, a special groove cutting device is necessary to guide the drilling tool along a previously drilled hole. The purpose of the invention is described in more detail in the preambles of the independent claims.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Бурение пазов является способом, использующимся в подземных и наземных горных работах. При бурении пазов шпуры последовательно бурят вплотную друг к другу, и когда новый шпур бурят рядом с предыдущим пробуренным шпуром, стенка породы между шпурами разрушается. Таким способом выполняют непрерывный паз из шпуров при их последовательном бурении. Такие непрерывные пазы, то есть удлиненные полости можно использовать при наземных взрывных работах для защиты зданий вблизи площадки взрывных работ. При таком способе предотвращается распространение ударных волн за пределы площадки взрывных работ. В подземных горных работах полости или пазы можно бурить в сплошной скальной породе, например на забое туннеля для образования первичного открытого пространства, в которое может расширяться разрушенная скальная порода при взрывных работах. Это необходимо, например, при проходке очистной выработки или штреков.Groove drilling is a method used in underground and surface mining. When drilling grooves, the boreholes are successively drilled close to each other, and when a new borehole is drilled next to the previous drilled borehole, the wall of the rock between the boreholes is destroyed. In this way, a continuous groove is made of holes during their sequential drilling. Such continuous grooves, that is, elongated cavities, can be used in ground blasting to protect buildings near the blasting site. With this method, the propagation of shock waves outside the blasting site is prevented. In underground mining, cavities or grooves can be drilled in solid rock, for example, at the bottom of a tunnel to form a primary open space into which destroyed rock can expand during blasting. This is necessary, for example, when driving a mine or drifts.

Когда в скальной породе бурят одиночный шпур, боковая стенка шпура остается нетронутой, и радиальные усилия, действующие от стенки шпура на буровое долото, стремятся компенсировать друг друга. Вместе с тем, при бурении пазов, когда множество шпуров выполняют в ряд для образования паза, стенка скального грунта между предыдущим пробуренным шпуром и новым бурящимся шпуром разрушается в процессе бурения нового шпура, и радиальные усилия, действующие от частично образованной окружностью стенки нового шпура на буровое долото, создают равнодействующую, направленную к предыдущему пробуренному шпуру.When a single hole is drilled in the rock, the side wall of the hole remains untouched, and the radial forces acting from the wall of the hole on the drill bit tend to compensate for each other. At the same time, when drilling grooves, when many holes are made in a row to form a groove, the wall of rocky soil between the previous drilled hole and the new drilling hole is destroyed during the drilling of a new hole, and the radial forces acting from the partially formed circle wall of the new hole on the drill bit, create a resultant, directed to the previous drilled hole.

Поэтому буровое долото в процессе бурения нового шпура стремится сместиться радиально от необходимой траектории под действием приложенной таким образом комбинации радиальных усилий. Для предотвращения смещения бурового долота в обычной практике используют направляющий стержень, закрепленный параллельно бурильной штанге и имеющий диаметр, по существу, одинаковый или немного меньше диаметра выполняемых шпуров. Перед бурением нового шпура направляющий стержень вставляют в предыдущий пробуренный шпур рядом с местом нового шпура, стабилизируя опору бурильной штанги. При размещении направляющего стержня в предыдущем пробуренном шпуре предотвращается смещение опоры бурильной штанги, даже когда большие радиальные усилия действуют на бурильную штангу в процессе бурения нового шпура.Therefore, the drill bit during the drilling of a new hole tends to shift radially from the necessary trajectory under the action of a combination of radial forces applied in this way. To prevent displacement of the drill bit in normal practice, use a guide rod mounted parallel to the drill rod and having a diameter substantially the same or slightly smaller than the diameter of the drilled holes. Before drilling a new hole, the guide rod is inserted into the previous drilled hole near the place of the new hole, stabilizing the support of the drill rod. When the guide rod is placed in the previous drilled hole, displacement of the drill rod support is prevented even when large radial forces act on the drill rod while drilling a new hole.

В патенте США № 5690184 описан бурильный блок для бурения пазов. Бурильный блок включает в себя направляющий стержень, закрепленный для поддержки бурильной штанги на переднем конце балки подачи, при этом направляющий стержень проходит к переднему торцу балки подачи. Таким образом, бурильный блок разработан с конструкцией только для бурения пазов.US Pat. No. 5,690,184 describes a drill block for drilling grooves. The drill block includes a guide rod fixed to support the drill rod at the front end of the feed beam, with the guide rod extending to the front end of the feed beam. Thus, the drill unit is designed with a design for drilling grooves only.

В публикации заявки РСТ WO 99/45237 описано устройство прорезания пазов, которое включает в себя забойную бурильную машину внутри корпусной части устройства и параллельную направляющую трубу, размещенную на кронштейне на корпусной части. Одним недостатком описанного устройства прорезания пазов является то, что ударные волны, создаваемые ударным устройством бурильной машины, передаются не только на инструмент, но также на конструкцию корпуса и направляющую трубу. Волны напряжения могут вызывать серьезные повреждения корпуса и направляющей устройства прорезания пазов. Данный недостаток особенно относится к вариантам применения с верхним ударником.PCT Application Publication No. WO 99/45237 describes a slotting device that includes a downhole drilling machine inside the body of the device and a parallel guide tube placed on an arm on the body. One drawback of the described slot cutting device is that the shock waves generated by the percussion device of the drilling machine are transmitted not only to the tool, but also to the body structure and the guide tube. Voltage waves can cause severe damage to the housing and the guide of the slotting device. This drawback is especially true for top hammer applications.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Целью изобретения является создание нового и усовершенствованного бурильного блока и способа бурения пазов и дополнительно нового и усовершенствованного устройства для прорезания пазов.The aim of the invention is the creation of a new and improved drilling unit and method of drilling grooves and an additional new and improved device for cutting grooves.

Бурильный блок согласно изобретению отличается тем, что между корпусной частью устройства прорезания пазов и инструментом размещена, по меньшей мере, одна осевая объемная камера, содержащая текучую среду для демпфирования передачи волн ударного напряжения от ударного устройства на устройство прорезания пазов.The drill block according to the invention is characterized in that at least one axial volumetric chamber containing a fluid for damping the transmission of shock-wave waves from the impact device to the groove cutting device is arranged between the body of the groove cutting device and the tool.

Устройство прорезания пазов согласно изобретению отличается тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одной осевой объемной камерой между корпусной частью и инструментом и содержит, по меньшей мере, один канал потока для направления текучей среды в камеру, при этом текучая среда в камере предназначена для передачи осевых усилий от инструмента на корпусную часть.The groove cutting device according to the invention is characterized in that it is provided with at least one axial volumetric chamber between the body part and the tool and contains at least one flow channel for directing the fluid into the chamber, while the fluid in the chamber is intended transmitting axial forces from the tool to the body part.

Способ согласно изобретению отличается тем, что содержит этапы передачи усилия подачи на корпус устройства прорезания пазов в направлении бурения посредством текучей среды, по меньшей мере, в одной осевой объемной камере между инструментом и корпусной частью и демпфирования передачи волн ударного напряжения от ударного устройства на устройство прорезания пазов посредством текучей среды в, по меньшей мере, одной осевой объемной камере.The method according to the invention is characterized in that it comprises the steps of transmitting the supply force to the housing of the slotting device in the direction of drilling by means of a fluid in at least one axial volume chamber between the tool and the housing and damping the transmission of shock-wave waves from the impact device to the cutting device grooves by means of a fluid in at least one axial volume chamber.

Согласно настоящему изобретению устройство прорезания пазов содержит осевую объемную камеру, содержащую промывочную текучую среду для демпфирования передачи волн ударного напряжения от ударного устройства на устройство прорезания пазов. Соответственно, волны ударного напряжения передаются на инструмент, но их передача на устройство прорезания пазов, прикрепленное к инструменту, демпфируется. Дополнительно, во время бурения усилие подачи в направлении бурения передается на корпус устройства прорезания пазов посредством текучей среды.According to the present invention, the groove cutting device comprises an axial volumetric chamber containing a flushing fluid for damping the transmission of shock-wave waves from the shock device to the groove cutting device. Accordingly, shock stress waves are transmitted to the tool, but their transmission to the slot cutting device attached to the tool is damped. Additionally, during drilling, a feed force in the direction of drilling is transmitted to the housing of the slotting device by the fluid.

Преимущество изобретения состоит в том, что в ситуации нормального бурения существует осевой зазор в направлении бурения между противоположными механическими поверхностями инструмента и корпуса устройства прорезания пазов, при этом энергия волн напряжения, создаваемых ударным устройством, не передается на корпус и направляющее устройство прорезания пазов. Благодаря этому волны напряжения не повреждают конструкцию устройства прорезания пазов, и срок службы устройства прорезания пазов можно увеличивать.An advantage of the invention is that in a normal drilling situation, there is an axial clearance in the direction of drilling between opposing mechanical surfaces of the tool and the groove of the groove cutting device, while the energy of the stress waves generated by the percussion device is not transmitted to the groove and the groove cutting guide. Due to this, the voltage waves do not damage the design of the slotting device, and the service life of the slotting device can be increased.

Идея варианта осуществления заключается в том, что устройство прорезания пазов является съемным вспомогательным устройством, соединенным с переводником бурильной машины или с бурильной штангой, соединенной с переводником. При этом устройство прорезания пазов можно легко и соединять со стандартной бурильной машиной и отсоединять от нее, когда необходимо. Когда устройство прорезания пазов отсоединено, бурильную машину можно использовать в бурении стандартных одиночных шпуров.The idea of an embodiment is that the slotting device is a removable auxiliary device connected to a sub of the drilling machine or to a drill rod connected to the sub. In this case, the slotting device can be easily connected to and disconnected from a standard drilling machine when necessary. When the slotting device is disconnected, the drilling machine can be used to drill standard single holes.

Идея варианта осуществления заключается в том, что текучую среду подают для удаления бурового шлама бурящегося шпура. Предпочтительно, текучая среда проходит через осевую объемную камеру, образованную между корпусной частью устройства прорезания пазов и инструментом, и промывочная текучая среда демпфирует передачу на устройство прорезания пазов волн ударного напряжения, создаваемых ударным устройством.The idea of an embodiment is that a fluid is supplied to remove drill cuttings from a drilling hole. Preferably, the fluid passes through an axial volume chamber formed between the body portion of the groove cutting device and the tool, and the flushing fluid dampens the transmission of shock waves generated by the percussion device to the groove cutting device.

Идея варианта осуществления заключается в том, что устройство прорезания пазов само способно к смещению в случае прихвата устройства прорезания пазов в пазе.The idea of an embodiment is that the groove cutting device itself is capable of displacement in the event of a grip of the groove cutting device in the groove.

Идея варианта осуществления заключается в том, что устройство прорезания пазов снабжено клапанным средством, регулирующим расход текучей среды через осевую объемную камеру. Клапанное средство ограничивает поток текучей среды, при этом увеличивая давление текучей среды и создавая дополнительное усилие для перемещения устройства прорезания пазов в случае прихвата.The idea of an embodiment is that the slotting device is provided with valve means that controls the flow of fluid through the axial volume chamber. The valve means restricts the flow of fluid, while increasing the pressure of the fluid and creating additional force to move the slotting device in the event of a stick.

Идея варианта осуществления заключается в том, что направляющая часть содержит трубу, разнесенную с корпусной частью и параллельную ей. Дополнительно, труба может содержать вырез, в котором режущая кромка долота может вращаться. Этим исключают риск контакта бурового долота с трубой.The idea of an embodiment is that the guide portion comprises a pipe spaced apart and parallel to the body portion. Additionally, the pipe may include a cutout in which the cutting edge of the bit can rotate. This eliminates the risk of contact between the drill bit and the pipe.

Идея варианта осуществления заключается в том, что направляющая часть содержит, по меньшей мере, один удлиненный направляющий выступ, проходящий продольно вдоль внешней поверхности направляющей части. Данные удлиненные направляющие выступы обеспечивают соблюдение нужного расстояния между бурящимся шпуром и предыдущим шпуром.The idea of an embodiment is that the guide part comprises at least one elongated guide protrusion extending longitudinally along the outer surface of the guide part. These elongated guide projections ensure that the correct distance between the drilling hole and the previous hole is maintained.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ниже изобретение описано более подробно для являющихся примерами вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее:Below the invention is described in more detail for examples of embodiments with reference to the accompanying drawings, which show the following:

На фиг.1a схематично показана буровая установка.On figa schematically shows a drilling rig.

На фиг.1b схематично показан бурильный блок.Fig. 1b schematically shows a drill block.

На фиг.2a-2c схематично показано выполнение паза последовательным бурением вплотную множества шпуров.On figa-2c schematically shows the execution of the groove sequential drilling close to many holes.

На фиг.3 показан первый изометрический вид первого варианта осуществления устройства прорезания пазов согласно настоящему изобретению.Figure 3 shows a first isometric view of a first embodiment of a slotting device according to the present invention.

На фиг.4 показан вид в плане устройства прорезания пазов фиг.3.FIG. 4 is a plan view of the groove cutting apparatus of FIG. 3.

На фиг.5 показан вид, частично в разрезе, устройства прорезания пазов фиг.3.Figure 5 shows a view, partially in section, of a slotting device of the grooves of figure 3.

На фиг.6 показан детальный вид, частично в разрезе, области, указанной на фиг.5, с устройством прорезания пазов фиг.3 в первом состоянии.Figure 6 shows a detailed view, partially in section, of the area indicated in figure 5, with the device for cutting grooves of figure 3 in the first state.

На фиг.7 показан детальный вид, частично в разрезе, аналогичный фиг.6, с устройством прорезания пазов фиг.3 во втором состоянии.Fig. 7 shows a detailed view, partially in section, similar to Fig. 6, with the groove cutting device of Fig. 3 in a second state.

На фиг.8 показан второй изометрический вид устройства прорезания пазов фиг.3.On Fig shows a second isometric view of the slotting device of the grooves of Fig.3.

На фиг.9 схематично показан второй вариант осуществления устройства прорезания пазов согласно настоящему изобретению.Fig. 9 schematically shows a second embodiment of a slotting device according to the present invention.

На фиг.10 показано сечение по линии X-X на фиг.9.Figure 10 shows a section along the line X-X in figure 9.

На фиг.11 показано сечение по линии XI-XI на фиг.10.Figure 11 shows a section along the line XI-XI in figure 10.

На фиг.12 схематично показано удерживающее устройство, через которое можно проталкивать устройство прорезания пазов.12 schematically shows a holding device through which the slotting device can be pushed.

На фигурах некоторые варианты осуществления показаны упрощенно для ясности. На фигурах одинаковые части указаны одинаковыми номерами ссылки.In the figures, some embodiments are shown simplified for clarity. In the figures, the same parts are indicated by the same reference numbers.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1a схематично показана буровая установка 1, включающая в себя стрелу 2, на конце которой установлен бурильный блок 60. Бурильный блок 60, показанный более детально на фиг.1b, содержит балку 3 подачи с бурильной машиной 6, включающей в себя ударное устройство 4 и, возможно, вращающее устройство 5. В общем, ударное устройство 4 содержит ударный поршень, работающий под действием среды под давлением и ударяющий по верхнему концу инструмента 7 или соединительной детали, установленной между инструментом 7 и ударным устройством 4, такой как переводник 61. Фактически, возможно создание ударных импульсов в ударном устройстве 4 другим способом, например с помощью электропривода или без возвратно-поступательного перемещения ударного поршня. Ближний конец инструмента 7 соединен с бурильной машиной 6 посредством переводника 61, и на дальнем конце инструмента 7 размещено несъемное или съемное долото 8 для разрушения скальной породы. Обычно долото 8 является буровым долотом с зубками 8a, но применение долот других конструкций также возможно. Вращающее устройство 5 может передавать на инструмент 7 постоянный момент вращения, обуславливая изменение положения долота 8, соединенного с инструментом 7, после динамического воздействия ударного устройства 4, и с последующим динамическим воздействием наносит удары по новым точкам в скальной породе. Бурильная машина 6 выполнена перемещающейся по балке 3 подачи в направлении D бурения и в направлении R реверса, и во время бурения устройство 9 подачи прижимает инструмент 7 к скальной породе 62. Устройство 9 подачи может, например, являться цилиндром, работающим под действием давления среды в нем. Когда бурят глубокие шпуры, например, в так называемом бурении с наращиванием буровых штанг, бурильные штанги 10a, 10b, 10c (число которых зависит от глубины шпура, подлежащего бурению, и которые входят состав инструмента 7) устанавливают между долотом 8 и бурильной машиной 6. Бурильная машина 6 может содержать промывочное устройство 11 для подачи промывочной текучей среды через инструмент 7 и долото 8 в бурящийся шпур для промывки шпура от бурового шлама. Для ясности на фиг.1a не показаны промывочные каналы инструмента 7. Буровая установка 1 может также быть оснащена, по меньшей мере, одним блоком 63 управления для управления бурением. Дополнительно, на дальнем конце балки 3 подачи может находиться удерживающее устройство 64, через которое проходит инструмент 7. Удерживающее устройство 64 включает в себя средство крепления инструмента 7 во время бурения. Также может быть устроен магазин 65 бурильных компонентов для хранения таких компонентов, как буровые долота 8, устройства прорезания пазов и бурильные штанги 10. Магазин 65 компонентов можно оборудовать манипулятором для перемещения бурильных компонентов между осью бурения и магазином. Посредством манипулятора, когда необходимо, бурильные компоненты, такие как устройства прорезания пазов, можно соединять с бурильной машиной и отсоединять от нее.Fig. 1a schematically shows a drilling rig 1 including a boom 2, at the end of which a drill block 60 is mounted. The drill block 60, shown in more detail in Fig. 1b, comprises a feed beam 3 with a drill 6 including a percussion device 4 and possibly a rotary device 5. In general, the percussion device 4 comprises a percussion piston operating under pressure from a medium and striking the upper end of the tool 7 or a connecting piece mounted between the tool 7 and the percussion device 4, such as translations 61. In fact, possible to create a shock pulse in the impact device 4 in another way, for example by electric or without reciprocating the percussion piston. The near end of the tool 7 is connected to the drilling machine 6 by means of a sub 61, and at the far end of the tool 7 there is a fixed or removable bit 8 for destroying the rock. Usually the bit 8 is a drill bit with teeth 8a, but the use of bits of other designs is also possible. The rotary device 5 can transmit a constant rotational moment to the tool 7, causing a change in the position of the bit 8 connected to the tool 7, after the dynamic action of the impact device 4, and with the subsequent dynamic impact it strikes at new points in the rock. The drilling machine 6 is made moving along the feed beam 3 in the direction of drilling D and in the direction R of the reverse, and during drilling, the feeding device 9 presses the tool 7 against the rock 62. The feeding device 9 may, for example, be a cylinder operating under the influence of medium pressure him. When deep holes are drilled, for example, in the so-called drilling with the extension of drill rods, drill rods 10a, 10b, 10c (the number of which depends on the depth of the hole to be drilled, and which include the composition of tool 7) are installed between drill bit 8 and drilling machine 6. Drilling machine 6 may include a flushing device 11 for supplying flushing fluid through a tool 7 and a chisel 8 into a drilling hole to flush a hole from drill cuttings. For clarity, FIG. 1a does not show the flushing channels of the tool 7. The drilling rig 1 may also be equipped with at least one control unit 63 for controlling drilling. Additionally, at the far end of the feed beam 3, there may be a holding device 64 through which the tool 7 passes. The holding device 64 includes means for holding the tool 7 during drilling. A drill component magazine 65 may also be arranged to store components such as drill bits 8, slotting devices, and drill rods 10. The component store 65 can be equipped with a manipulator to move the drill components between the drilling axis and the magazine. By means of the manipulator, when necessary, drilling components, such as slotting devices, can be connected to and disconnected from the drilling machine.

Как показано более детально на фиг.1b, питающий насос 12 приводит в действие устройство 9 подачи, ударный насос 13 приводит в действие ударное устройство 4, и насос 14 вращения приводит в действие вращающее устройство 5. Насосы 12, 13, 14 подают текучую среду под давлением, предпочтительно масло гидросистемы, на соответствующие выделенные устройства 9, 4, 5, приводящиеся ими в действие. Насосы 12, 13, 14 расположены на подающих трубопроводах 15, 16, 17, соответственно, соединенных с устройствами 9, 4, 5, и через которые текучая среда под давлением подается на устройства по направлениям, указанным стрелками A. Альтернативно необходимую текучую среду под давлением подают от одного единственного насоса на устройства. Текучая среда возвращается от устройств 9, 4, 5 по соответствующим обратным трубопроводам 18, 19, 20 по направлениям, указанным стрелками B, обратно в бак. Бурильная машина 6 также содержит промывочный насос 21, расположенный на подающем трубопроводе 22, соединенном с промывочным устройством 11. Промывочная среда, обычно вода, подается в промывочное устройство 11 в направлении стрелки A.As shown in more detail in FIG. 1b, the feed pump 12 drives the feed device 9, the shock pump 13 drives the shock device 4, and the rotation pump 14 drives the rotary device 5. The pumps 12, 13, 14 supply fluid under pressure, preferably hydraulic oil, to the corresponding dedicated device 9, 4, 5, driven by them. Pumps 12, 13, 14 are located on the supply pipelines 15, 16, 17, respectively, connected to devices 9, 4, 5, and through which pressure fluid is supplied to the devices in the directions indicated by arrows A. Alternatively, the necessary pressure fluid fed from one single pump to the device. The fluid returns from the devices 9, 4, 5 through the corresponding return pipes 18, 19, 20 in the directions indicated by arrows B, back to the tank. The drilling machine 6 also includes a flushing pump 21 located on the supply pipe 22 connected to the flushing device 11. The flushing medium, typically water, is supplied to the flushing device 11 in the direction of arrow A.

Питающий насос 12, ударный насос 13, насос 14 вращения и промывочный насос 21 обычно приводятся в действие двигателями 12a, 13a, 14a, 21a соответственно. Для ясности на фиг.1b не показаны клапаны управления, использующиеся для управления устройствами 4, 5, 9 и 11. Структура и работа буровой установки 1 и бурильной машины 6 известны специалистам в данной области техники и поэтому более подробно здесь не рассматриваются.The feed pump 12, the impact pump 13, the rotation pump 14, and the flush pump 21 are typically driven by motors 12a, 13a, 14a, 21a, respectively. For clarity, FIG. 1b does not show the control valves used to control devices 4, 5, 9, and 11. The structure and operation of the drilling rig 1 and the drilling machine 6 are known to those skilled in the art and therefore are not discussed in more detail here.

Как показано на фиг.2a-2c, паз S выполняют в поверхности скальной породы посредством бурения совокупности шпуров с шагом, по существу равным диаметру шпуров. Поскольку шпуры последовательно бурят вплотную друг к другу, когда новый шпур бурят после предыдущего пробуренного шпура, стенка скальной породы между данными шпурами разрушается. Таким способом выполняют паз вдоль шпуров при их последовательном бурении.As shown in figa-2c, the groove S is performed in the surface of the rock by drilling a set of holes with a pitch essentially equal to the diameter of the holes. Since the holes are successively drilled close to each other, when a new hole is drilled after the previous drilled hole, the rock wall between these holes is destroyed. In this way, a groove is made along the holes during their sequential drilling.

Как показано на фиг.2a, когда единственный шпур 50 бурят в поверхности скальной породы, полностью круговая стенка 50a шпура 50 остается нетронутой. Радиальные усилия F (четыре из которых показаны на фиг.2a), действующие от стенки 50a на буровое долото, компенсируют друг друга, и суммой радиальных усилий F можно пренебречь. Вместе с тем, как показано на фиг.2b, когда новый шпур 52 бурят вплотную к предыдущему пробуренному шпуру 50 для выполнения паза, перегородка 51 из скальной породы между предыдущим пробуренным шпуром 50 и бурящимся шпуром 52 разрушается (показано пунктирной линией на фиг.2b). Следовательно, разрушенная перегородка 51 не создает радиального усилия -F, и в сумме радиальные усилия F, действующие на буровое долото, не компенсируют друг друга. Вместо этого имеется результирующая сила, направленная к предыдущему пробуренному шпуру 50, и при бурении нового шпура 52 буровое долото стремится смещаться радиально от необходимой траектории, то есть параллельно предыдущему пробуренному шпуру 50 и пересекая его.As shown in FIG. 2a, when a single borehole 50 is drilled in the surface of the rock, the completely circular wall 50a of the borehole 50 remains untouched. The radial forces F (four of which are shown in FIG. 2a) acting from the wall 50a on the drill bit cancel each other out and the sum of the radial forces F can be neglected. However, as shown in FIG. 2b, when a new hole 52 is drilled close to the previous drilled hole 50 for making a groove, the rock wall 51 between the previous drill hole 50 and the drill hole 52 is destroyed (shown by the dotted line in FIG. 2b) . Therefore, the collapsed baffle 51 does not create a radial force -F, and in total the radial forces F acting on the drill bit do not cancel each other out. Instead, there is a resultant force directed towards the previous drilled hole 50, and when drilling a new hole 52, the drill bit tends to shift radially from the desired path, that is, parallel to the previous drilled hole 50 and intersecting it.

На фиг.2c показано использование устройства 100 прорезания пазов согласно настоящему изобретению. Шпур 50 первоначально бурят стандартным буровым долотом. После этого устройство 100 прорезания пазов устанавливают на бурильную машину 6 и последовательно бурят шпуры 52 и 54. При бурении шпур 52 выполняют параллельным предыдущему пробуренному шпуру 50 и пересекающим его, и при бурении шпур 54 выполняют параллельным предыдущему пробуренному шпуру 52 и пересекающим его. После завершения бурения шпура 54 инструмент 7, включающий в себя долото 8, извлекают и устанавливают так, что направляющая часть 110 устройства 100 прорезания пазов должна проходить в предыдущий пробуренный шпур 54. Корпусная часть 120 устройства 100 прорезания пазов, установленная на инструмент 7 и соединенная с направляющей частью 110, по меньшей мере, одной распоркой 130, поддерживает необходимую траекторию нового бурящегося шпура.FIG. 2c shows the use of the slotting apparatus 100 according to the present invention. A hole 50 was initially drilled with a standard drill bit. After that, the grooving slotting device 100 is mounted on the drilling machine 6 and the holes 52 and 54 are drilled sequentially. When drilling, the holes 52 are parallel to and intersecting the previous drilled hole 50, and while drilling the holes 54 are parallel to and intersecting the previous drilled hole 52. After drilling the hole 54, the tool 7, including the bit 8, is removed and set so that the guide portion 110 of the slotting device 100 should extend into the previous drilled hole 54. The housing portion 120 of the slotting device 100 mounted on the tool 7 and connected to the guide part 110, at least one spacer 130, supports the necessary path of the new drilling hole.

Направляющая часть 110 может быть снабжена одним или несколькими проходящими продольно удлиненными направляющими выступами 112a, 112b. Предпочтительно, направляющие выступы 112a, 112b расположены на внешней поверхности направляющей части и устанавливаются с каждой из сторон разрушенной перегородки между двумя предыдущими пробуренными шпурами 52, 54. Направляющие выступы 112a, 112b содействуют размещению направляющей части 110 в предыдущем пробуренном шпуре 54, особенно с учетом отсутствия разрушенной перегородки. Альтернативно, единственный выступ, проходящий по внешней поверхности направляющей части 110 вне противоположных концов разрушенной перегородки, может также содействовать размещению направляющей части 110 в предыдущем пробуренном шпуре.The guide portion 110 may be provided with one or more longitudinally extending longitudinal projections 112a, 112b. Preferably, the guide protrusions 112a, 112b are located on the outer surface of the guide portion and are installed on each side of the collapsed partition between the two previous drilled holes 52, 54. The guide protrusions 112a, 112b facilitate the placement of the guide portion 110 in the previous drilled hole 54, especially since there are no destroyed septum. Alternatively, a single protrusion extending over the outer surface of the guide portion 110 outside the opposite ends of the collapsed partition may also facilitate the placement of the guide portion 110 in the previous drilled hole.

На фиг.3-8 показан детально первый предпочтительный вариант осуществления устройства 100 прорезания пазов. Предпочтительно, направляющая часть 110, подлежащая установке в предыдущий пробуренный шпур, является трубчатым элементом и продольно проходит между конусным передним концом 114 и задним концом 116, который может также быть конусным для облегчения извлечения направляющей части из предыдущего пробуренного шпура. Может быть создан вырез 118 для предотвращения контакта между направляющей частью 110 и долотом 8, когда оно работает в бурящемся шпуре. Как описано выше, направляющие выступы 112a, 112b могут располагаться на внешней поверхности направляющей части 110.Figure 3-8 shows in detail the first preferred embodiment of the slotting apparatus 100. Preferably, the guide portion 110 to be installed in the previous drilled hole is a tubular member and extends longitudinally between the tapered front end 114 and the rear end 116, which may also be tapered to facilitate removal of the guide portion from the previous drilled hole. A cutout 118 may be created to prevent contact between the guide portion 110 and the bit 8 when it is operating in a drilling hole. As described above, the guide protrusions 112a, 112b may be located on the outer surface of the guide portion 110.

Устройство 100 прорезания пазов содержит один или несколько кронштейнов 130 для соединения направляющей части 110 с корпусной частью 120. Кронштейн 130 создает структурную связь для передачи перемещения корпусной части 120 направляющей части 110, то есть направляющая часть 110 смещается в предыдущий пробуренный шпур, реагируя на перемещение корпусной части 120. Таким образом, соединение между направляющей частью 110 устройства 100 прорезания пазов и буровой установкой 1 осуществляется, предпочтительно, только через кронштейн 130 и корпусную часть 120 устройства 100 прорезания пазов.The groove cutting device 100 comprises one or more brackets 130 for connecting the guide part 110 to the body part 120. The bracket 130 creates a structural connection for transmitting the movement of the body part 120 of the guide part 110, that is, the guide part 110 is displaced to the previous drilled hole in response to the movement of the case parts 120. Thus, the connection between the guide part 110 of the groove cutting device 100 and the drilling rig 1 is preferably carried out only through the bracket 130 and the housing part 120 100 oystva slotting.

Корпусная часть 120 устройства 100 прорезания пазов располагается в бурящемся шпуре и соединена с инструментом 7 посредством совместно образованной осевой объемной камеры 140, содержащей промывочную текучую среду для демпфирования передачи волн ударного напряжения от ударного устройства 4 на устройство 100 прорезания пазов.The housing 120 of the slotting apparatus 100 is located in a drilling hole and is connected to the tool 7 by a jointly formed axial volumetric chamber 140 containing a flushing fluid for damping the transmission of shock-wave waves from the impact apparatus 4 to the slotting apparatus 100.

Корпусная часть 120 включает в себя муфту 122, образующий канал 124, в который проходит инструмент 7. Канал 124 включает в себя участок 124а первого диаметра, участок 124b второго диаметра меньше первого диаметра участка 124а, участок 124с уступа, проходящий между участками 124a, 124b первого и второго диаметра и соединяющий их, и участок 124d третьего диаметра меньше второго диаметра участка 124b. Участок инструмента 7, проходящий через канал 124, включает в себя участок 7a поршня и участок 7b штока, находящийся вблизи долота 8. Предпочтительно, участки 7a, 7b поршня и штока механически соединены между бурильными штангами 10a, 10b, 10c, если они имеются, и долотом 8, но могут, альтернативно, быть выполнены как интегральная часть инструмента 7. Таким образом, волны ударного напряжения, образованные ударным устройством 4, передаются посредством прямого механического соединения, то есть через инструмент 7, включающий в себя участки 7a, 7b поршня и штока, на долото 8.The housing portion 120 includes a sleeve 122 forming a channel 124 into which the tool 7 passes. The channel 124 includes a first diameter portion 124a, a second diameter portion 124b smaller than the first diameter of the 124a portion, a shoulder portion 124c extending between the first portion 124a, 124b and a second diameter and connecting them, and a section of the third diameter 124d is smaller than the second diameter of the section 124b. The tool portion 7 passing through the channel 124 includes a piston portion 7a and a rod portion 7b adjacent to the bit 8. Preferably, the piston and stem portions 7a, 7b are mechanically connected between the drill rods 10a, 10b, 10c, and if any, and bit 8, but can, alternatively, be performed as an integral part of the tool 7. Thus, the shock waves generated by the shock device 4 are transmitted by direct mechanical connection, that is, through the tool 7, which includes sections 7a, 7b of the piston and rod , and 8 bit.

На участке 124а первого диаметра канала 124 размещен с возможностью скольжения участок 7a поршня инструмента 7, и на участке 124b второго диаметра канала размещен участок 7b штока инструмента 7. Таким образом, осевая объемная камера 140 имеет форму кольцевого пространства, образованного радиально между участком 124а первого диаметра канала 124 и участком 7b штока инструмента 7, и образована по оси между участком 7a поршня инструмента 7 и участком 124с уступа канала 124. Предпочтительно, например, уплотнение 126 предотвращает проход промывочной текучей среды между участком 124а первого диаметра и участком 7a поршня.In the portion 124a of the first diameter of the channel 124, the piston portion 7a of the tool 7 is slidably mounted, and in the portion 124b of the second diameter of the channel, the portion 7b of the tool rod 7 is arranged. Thus, the axial volumetric chamber 140 has an annular shape defined radially between the portion 124a of the first diameter channel 124 and the tool rod portion 7b of the tool 7, and is axially formed between the tool piston portion 7a of the tool 7 and the ledge section 124c of the channel 124. Preferably, for example, the seal 126 prevents the passage of flushing fluid between the first diameter portion 124a and the piston portion 7a.

Камера 140 может содержать промывочную текучую среду, которая подается по проходу 142 потока, соединяющему первый внутренний канал 144, проходящий через инструмент 7, и второй внутренний канал 146, также проходящий через инструмент 7. Первый внутренний канал 144 расположен на удалении от долота 8, и второй внутренний канал 146 расположен вблизи долота 8. Предпочтительно, второй внутренний канал 146 подает поток промывочной текучей среды на долото 8. Проход 142 потока включает в себя осевой проход 142a потока, первый, в общем, радиальный проход 142b потока, и второй, в общем, радиальный проход 142с потока. Осевой проход 142a потока расположен радиально между участком 7b штока инструмента 7 и участком 124b второго диаметра канала 124. Первый, в общем, радиальный проход 142b потока соединяет первый внутренний канал 144 инструмента 7 с первым осевым концом осевого прохода 142a потока, и второй, в общем, радиальный проход 142с потока соединяет второй осевой конец осевого прохода 142a потока со вторым внутренним каналом 146 инструмента 7. Первый и второй, в общем, радиальные проходы 142b, 142c потока могут проходить наклонно или перпендикулярно к осевому проходу 142a потока и первому и второму внутренним каналам 144, 146.The chamber 140 may include a flushing fluid that is supplied through a flow passage 142 connecting the first internal channel 144 passing through the tool 7 and the second internal channel 146 also passing through the tool 7. The first internal channel 144 is located at a distance from the bit 8, and a second internal channel 146 is located near the bit 8. Preferably, the second internal channel 146 supplies a flushing fluid stream to the bit 8. The flow passage 142 includes an axial flow passage 142a, a first generally radial flow passage 142b, and Ora, generally radial flow passage 142c. The axial flow passage 142a is located radially between the tool rod 7 portion 7b and the second diameter portion 124b of the channel 124. The first generally radial flow passage 142b connects the first inner channel 144 of the tool 7 to the first axial end of the axial flow passage 142a, and the second, generally , a radial flow passage 142c connects the second axial end of the axial flow passage 142a to the second internal channel 146 of the tool 7. The first and second, generally radial flow passages 142b, 142c can extend obliquely or perpendicular to the axial flow passage 142a both the first and second inner channels 144, 146.

На участке 124d канала 124 третьего диаметра в муфте 122 размещен с возможностью скольжения участок 7b штока инструмента 7. Предпочтительно, например, посредством уплотнения предотвращен проход промывочной текучей среды между участком 124d третьего диаметра и участком 7b штока.On the portion 124d of the third diameter channel 124 in the sleeve 122, the stem portion 7b of the tool 7 is slidably mounted. Preferably, for example, flushing fluid is prevented from passing between the third diameter portion 124d and the stem portion 7b.

На фиг.6 показано первое взаимное расположение корпусной части 120 устройства 100 прорезания пазов и инструмента 7. Промывочная текучая среда подается в осевую объемную камеру 140 через первый, в общем, радиальный проход 142b потока. Промывочная текучая среда, содержащаяся в камере 140, служит для демпфирования передачи на устройство 100 прорезания пазов волн ударного напряжения, создаваемых ударным устройством 4 буровой установки 1. Конкретно, волны ударного напряжения, создаваемые ударным устройством 4, передаются через инструмент 7, но устройство 100 прорезания пазов, в общем, изолировано от волн ударного напряжения посредством соединения через промывочную текучую среду, содержащуюся в осевой объемной камере 140. Поскольку в осевой объемной камере 140 имеется зазор G, заполненный текучей средой, между поверхностями 70 и 71 приложения давления отсутствует механический осевой контакт между инструментом 7 и муфтой 122. Дополнительная промывочная текучая среда продолжает проходить из первого внутреннего канала 144 через первый, в общем, радиальный проход 142b потока, осевой проход 142a потока и второй, в общем, радиальный проход 142с потока во второй внутренний канал 146, через долото 8 и в бурящийся шпур.FIG. 6 shows a first mutual arrangement of the body portion 120 of the slotting apparatus 100 and the tool 7. The flushing fluid is supplied to the axial volume chamber 140 through a first, generally radial flow passage 142b. The flushing fluid contained in the chamber 140 serves to dampen the transmission of the shock wave waves produced by the shock device 4 of the drilling rig 1 to the slot cutting device 100. Specifically, the shock wave waves generated by the shock device 4 are transmitted through the tool 7, but the cutting device 100 the grooves are generally isolated from shock waves by connecting through a flushing fluid contained in the axial volume chamber 140. Since there is a gap G in the axial volume chamber 140, flushed with fluid, there is no mechanical axial contact between the tool surfaces 7 and 71 between the tool 7 and the sleeve 122. An additional flushing fluid continues to flow from the first internal passage 144 through the first generally radial flow passage 142b, the axial flow passage 142a and the second generally a radial flow passage 142c into the second inner channel 146, through the bit 8 and into the drilled hole.

Устройство 100 прорезания пазов продвигается, то есть направляющая часть 110 смещается в предыдущий пробуренный шпур, и корпусная часть 120 смещается вместе с инструментом 7 при работе устройства 9 подачи и проходе промывочной текучей среды по инструменту 7, заполняющей осевой объем камеры 140. Промывочная текучая среда в осевой объемной камере 140 действует на первую и вторую поверхности 70 и 72 приложения рабочего давления, создавая усилие в направлении D бурения, и, дополнительно, на третью поверхность 71 приложения рабочего давления, создавая усилие в направлении R реверса. Таким образом, текучая среда передает усилие, подводимое от устройства 9 подачи, через участок 7a поршня инструмента 7 на муфту 122 корпусной части 120 посредством приложения рабочего давления к поверхностям 70, 72 и на направляющую часть 110 через кронштейн 130. Но промывочная текучая среда, содержащаяся в осевой объемной камере 140, демпфирует передачу на устройство 100 прорезания пазов волн ударного напряжения, создаваемых ударным устройством 4 буровой установки 1.The slotting device 100 advances, that is, the guide portion 110 is displaced to the previous drilled hole, and the body portion 120 is displaced with the tool 7 when the feed device 9 is operated and the flushing fluid passes through the tool 7 filling the axial volume of the chamber 140. The flushing fluid in the axial volume chamber 140 acts on the first and second surfaces 70 and 72 of the application of working pressure, creating a force in the direction D of drilling, and, additionally, on the third surface 71 of the application of working pressure, creating Leaves in the direction of R reverse. Thus, the fluid transmits the force supplied from the supply device 9 through the piston portion 7a of the tool 7 to the sleeve 122 of the body portion 120 by applying working pressure to the surfaces 70, 72 and to the guide portion 110 through the bracket 130. But the flushing fluid contained in the axial volumetric chamber 140, damps the transmission to the device 100 of cutting grooves of the shock wave generated by the shock device 4 of the drilling rig 1.

На фиг.7 показано второе взаимное расположение корпусной части 120 устройства 100 прорезания пазов и инструмента 7. В случае если устройство 100 прорезания пазов оказывается прихваченным, например направляющую часть 110 прихватывает в предыдущем пробуренном шпуре, возникает второе взаимное расположение. Сопротивление продвижению устройства 100 прорезания пазов в комбинации с работой устройства 9 подачи обуславливает ограничение потока промывочной текучей среды через осевой проход 142a потока на участке 124d третьего диаметра, по меньшей мере, частично закрывая второй, в общем, радиальный проход 142с потока. При этом поднимается давление текучей среды в осевой объемной камере 140, и таким образом увеличивается сила, смещающая устройства 100 прорезания пазов. В предельном положении второго взаимного расположения второй, в общем, радиальный проход 142с потока полностью закрыт, и подача промывочной текучей среды блокирована, что может детектировать блок 63 управления или оператор буровой установки 1, и инструмент 7 и устройство 100 прорезания пазов можно извлечь из соответствующих шпуров.7 shows the second relative position of the body part 120 of the groove cutting device 100 and the tool 7. In the event that the grooving device 100 is tacked, for example, the guide part 110 is seized in the previous drilled hole, a second relative position occurs. Resistance to advancement of the slotting device 100 in combination with the operation of the feed device 9 causes the flow of flushing fluid to flow through the axial flow passage 142a in the third diameter portion 124d, at least partially blocking the second, generally radial flow passage 142c. This raises the pressure of the fluid in the axial volume chamber 140, and thus increases the force biasing the device 100 slotting grooves. In the extreme position of the second mutual arrangement, the second, generally radial flow passage 142c is completely closed, and the flushing fluid supply is blocked, which can be detected by the control unit 63 or the drilling rig operator 1, and the tool 7 and the slotting device 100 can be removed from the corresponding holes .

Предпочтительно, по первому, в общем, радиальному проходу 142b потока осуществляют подачу в камеру 140 при первом взаимном расположении корпусной части 120 устройства 100 прорезания пазов и инструмента 7 буровой установки 1. При смещении участка 7a поршня инструмента 7 относительно муфты 122 корпусной части 120, при втором взаимном расположении корпусной части 120 и инструмента 7 по первому в общем радиальному проходу 142b потока может осуществляться подача в осевой проход 142a потока вместо камеры 140, таким образом, основной поток промывочной текучей среды обходит камеру 140, емкость которой также уменьшается. Уменьшенная емкость камеры 140 дает возможность увеличения давления текучей среды для смещения устройства 100 прорезания пазов, и при ограничении сообщения промывочной текучей средой между камерой 140 и проходом 142 потока промывочная текучая среда создает меньшее демпфирование, при этом волны ударного напряжения, создаваемые ударным устройством 4, можно передавать на устройство 100 прорезания пазов для содействия в смещении направляющей части 110 относительно предыдущего пробуренного шпура.Preferably, the first generally radial flow passage 142b is fed into the chamber 140 when the housing part 120 of the groove cutting device 100 and the tool 7 of the drilling rig 1 are located for the first time. When the piston portion 7a of the tool 7 is offset relative to the coupling 122 of the housing part 120, the second relative position of the body part 120 and the tool 7 along the first generally radial flow passage 142b can be supplied to the axial passage 142a of the flow instead of the chamber 140, thus, the main flow of the flushing fluid s bypasses the chamber 140, of which the capacity also decreases. The reduced capacity of the chamber 140 makes it possible to increase the pressure of the fluid to bias the slotting device 100, and by limiting the communication of the flushing fluid between the chamber 140 and the flow passage 142, the flushing fluid creates less damping, and the shock waves generated by the shock device 4 can transmit to the groove cutting device 100 to assist in displacing the guide portion 110 relative to the previous drilled hole.

Таким образом, участок 124d третьего диаметра и второй, в общем, радиальный проход 142с потока действуют как клапан, автоматически управляющий положением муфты 122 относительно инструмента 7, автоматически реагируя на сопротивление подачи направляющей части 110. Когда направляющая часть прихвачена в предыдущем пробуренном шпуре, поток через устройство прорезания пазов блокируется, и давление текучей среды увеличивается. Мониторинг при этом можно осуществлять посредством одного или нескольких датчиков давления. Результаты измерения можно передавать от датчика на блок 63 управления, включающий в себя алгоритм управления. Когда заданный предел давления превышен, блок 63 управления может останавливать бурение и реверсировать направление подачи бурильной машины.Thus, the third diameter portion 124d and the second, generally radial flow passage 142c act as a valve that automatically controls the position of the sleeve 122 relative to the tool 7, automatically responding to the feed resistance of the guide portion 110. When the guide portion is seized in the previous drilled hole, the flow through the slotting device is blocked and the pressure of the fluid increases. Monitoring can be carried out by means of one or more pressure sensors. The measurement results can be transmitted from the sensor to the control unit 63, which includes a control algorithm. When the predetermined pressure limit is exceeded, the control unit 63 can stop drilling and reverse the direction of feed of the drilling machine.

На фиг.9-11 показан второй предпочтительный вариант осуществления устройства 100 прорезания пазов. Одинаковые номера ссылки использованы для индикации по существу идентичных признаков в обоих предпочтительных вариантах осуществления, и дополнительное объяснение даваться не должно.Figures 9-11 show a second preferred embodiment of the slotting apparatus 100. The same reference numbers are used to indicate substantially identical features in both preferred embodiments, and no further explanation should be given.

Принимая во внимание, что осевая объемная камера 140 первого предпочтительного варианта осуществления имеет форму кольцевого пространства с инструментом 7, образующим участок 7a поршня, осевая объемная камера 140а согласно второму предпочтительному варианту осуществления имеет, в общем, цилиндрическую форму с муфтовым участком 122 и демпфирующим поршнем 128, расположенным в проходе 142 потока, проходящем через инструмент 7. Проход 142 потока включает в себя, по меньшей мере, один осевой проход 142a потока (четыре показаны на фиг.10), первый, в общем, радиальный проход 142b потока и второй, в общем, радиальный проход 142с потока. Первый, в общем, радиальный проход 142b потока соединяет первый участок прохода 142 потока с первым осевым концом осевого прохода 142a потока, и второй, в общем, радиальный проход 142с потока соединяет второй осевой конец осевого прохода 142a потока со вторым участком прохода 142 потока через инструмент 7.Whereas the axial volumetric chamber 140 of the first preferred embodiment has an annular shape with a tool 7 forming a piston portion 7a, the axial volumetric chamber 140a of the second preferred embodiment has a generally cylindrical shape with a coupling portion 122 and a damping piston 128 located in the flow passage 142 passing through the tool 7. The flow passage 142 includes at least one axial flow passage 142a (four are shown in FIG. 10), the first generally ialny flow passage 142b and the second generally radial flow passage 142c. The first, generally radial flow passage 142b connects the first portion of the flow passage 142 with the first axial end of the axial flow passage 142a, and the second, generally radial flow passage 142c connects the second axial end of the axial flow passage 142a to the second portion of the tool passage 142 7.

Поршень 128 включает в себя внутренний участок 128a, внешний участок 128b и, по меньшей мере, один соединительный участок 128c. Внешний участок 128b может содержать две половины, внутренние поверхности которых включают в себя выступы для образования соединительных участков 128c, и при этом половины расположены одна против другой и соединены с внутренним участком 128a, например резьбовыми замками. Каждый соединительный участок 128c образует продольную стенку, проходящую между внутренним и внешним участками 128a, 128b поршня 128, и фиксирует их. Внутренний участок 128a образует первую поверхность 80 приложения рабочего давления, действующего в направлении D бурения, и вторую поверхность 81 приложения рабочего давления, действующего в направлении R реверса, когда текучую среду под давлением направляют на прохождение через устройство 100 прорезания пазов. При первом взаимном расположении одинаковое давление действует на поверхности 80, 81 приложения рабочего давления, имеющие одинаковую площадь поверхности, при этом силы, действующие на поршень 128, находятся в равновесии, и поршень установлен в среднем положении. Внешний участок 128b вмещает с возможностью скольжения инструмент 7 и смежно сцепляется с участком 122 муфты при первом взаимном расположении между устройством 100 прорезания пазов и инструментом 7. Имеются осевые зазоры G в направлении D бурения и в направлении R реверса между инструментом 7 и демпфирующим поршнем 128 для предотвращения механического осевого контакта между ними.The piston 128 includes an inner portion 128a, an outer portion 128b, and at least one connecting portion 128c. The outer portion 128b may include two halves, the inner surfaces of which include protrusions for forming the connecting portions 128c, and the halves are located one against the other and connected to the inner portion 128a, for example, screw locks. Each connecting portion 128c forms a longitudinal wall extending between the inner and outer portions 128a, 128b of the piston 128 and fixes them. The inner portion 128a forms a first working pressure applying surface 80 acting in the drilling direction D and a second working pressure applying surface 81 acting in the reverse direction R when the pressure fluid is directed to pass through the groove cutting apparatus 100. In the first mutual arrangement, the same pressure acts on the surface 80, 81 of the application of working pressure having the same surface area, while the forces acting on the piston 128 are in equilibrium, and the piston is installed in the middle position. The outer portion 128b slidably accommodates the tool 7 and engages adjacent to the clutch portion 122 for the first mutual position between the slotting device 100 and the tool 7. There are axial clearances G in the drilling direction D and in the reverse direction R between the tool 7 and the damping piston 128 for prevent mechanical axial contact between them.

Когда сопротивление подаче направляющей части 110 увеличивается, демпфирующий поршень 128 перемещается в направлении R реверса относительно инструмента 7, как показано на фиг.11. Во время второго взаимодействия между устройством 100 прорезания пазов и инструментом 7 поток промывочной текучей среды через осевой проход 142a потока дросселируется поршнем 128, по меньшей мере, частично закрывающим первый, в общем, радиальный проход 142b потока. Вследствие этого давление текучей среды, действующее на первую поверхность 80 приложения рабочего давления, увеличивается, и давление текучей среды, действующее на вторую поверхность 81 приложения рабочего давления, уменьшается, при этом более высокая сила создается в направлении D бурения. Поршень 128 также дросселирует поток текучей среды в случае перемещения поршня 128 в направлении D бурения относительно инструмента 7. Данная ситуация может иметь место при бурении вниз. Таким образом, демпфирующий поршень 128 автоматически регулирует силу подачи, передаваемую на направляющую часть 110.When the feed resistance of the guide portion 110 increases, the damping piston 128 moves in the reverse direction R relative to the tool 7, as shown in FIG. 11. During a second interaction between the slotting device 100 and the tool 7, the flushing fluid flow through the axial flow passage 142a is throttled by a piston 128 that at least partially closes the first generally radial flow passage 142b. As a result, the fluid pressure acting on the first working pressure application surface 80 increases, and the fluid pressure acting on the second working pressure application surface 81 decreases, with a higher force being generated in the drilling direction D. The piston 128 also throttles the fluid flow when the piston 128 moves in the drilling direction D relative to the tool 7. This situation may occur when drilling downward. Thus, the damping piston 128 automatically adjusts the feed force transmitted to the guide portion 110.

Во время нормального бурения паза демпфирующий поршень 128 не имеет механического осевого контакта с инструментом 7. Силы, действующие на поверхности 80, 81 приложения рабочего давления поршня 128, обеспечивают отсутствие осевого механического воздействия поверхностей между инструментом 7 и поршнем 128 друг на друга. Сила подачи передается на поршень 128 посредством текучей среды в осевой объемной камере 140. При этом передача импульсов напряжения на устройство прорезания пазов демпфируется.During normal groove drilling, the damping piston 128 does not have mechanical axial contact with the tool 7. The forces acting on the surface 80, 81 of the application of the working pressure of the piston 128 ensure that there is no axial mechanical impact of the surfaces between the tool 7 and the piston 128 on each other. The feed force is transmitted to the piston 128 by means of a fluid in the axial volume chamber 140. In this case, the transmission of voltage pulses to the slotting device is damped.

Следует упомянуть, что возможно перемещение любой другой текучей среды вместо промывочной текучей среды в одну или несколько осевых объемных камер устройства прорезания пазов. Текучая среда может, например, являться рабочей жидкостью гидросистемы, направляемой от питающего насоса 12, ударного насоса 13 или насоса 14 вращения. В данном варианте осуществления инструмент 7 необходимо снабжать специальным каналом текучей среды и осевой объемной камерой, отделенной от промывочной системы.It should be mentioned that it is possible to move any other fluid instead of the flushing fluid into one or more axial volumetric chambers of the slotting device. The fluid may, for example, be a hydraulic fluid from a feed pump 12, a shock pump 13, or a rotation pump 14. In this embodiment, the tool 7 must be provided with a special fluid channel and an axial volumetric chamber separated from the washing system.

На фиг.12 показано удерживающее устройство 64, имеющее отверстие 66, через которое можно проталкивать устройство 100 прорезания пазов. Размеры и форма отверстия 66 разработаны согласно сечению устройства 100 прорезания пазов, при этом его составляют два пересекающихся отверстия. Отверстие 66 можно оборудовать гибким уплотняющим материалом 67, таким как резина, с несколькими разрезами 68 для облегчения прохода.12, a holding device 64 is shown having an opening 66 through which the slotting apparatus 100 can be pushed. The dimensions and shape of the hole 66 are designed according to the cross section of the groove cutting device 100, and it comprises two intersecting holes. Hole 66 can be equipped with flexible sealing material 67, such as rubber, with several cuts 68 to facilitate passage.

Специалисту в данной области техники ясно, что с развитием технологии идею изобретения можно реализовать различными путями. Изобретение и его варианты осуществления не ограничены примерами, описанными выше, но могут изменяться в объеме формулы изобретения.It is clear to a person skilled in the art that with the development of technology the idea of the invention can be realized in various ways. The invention and its embodiments are not limited to the examples described above, but may vary within the scope of the claims.

Claims

1. A drill block for drilling grooves containing a beam (3) feed, a drilling machine (6) located on the beam (3) feed and containing a percussion device (4) and a flushing device (11), a tool (7) connected to the drill machine (6), while the percussion device (4) is configured to create shock waves directed at the tool (7), and the flushing device (11) is configured to supply flushing fluid through the tool (7) to remove drill cuttings from drilling hole (52), the device (9) feed made with the ability to move the drilling machine (6) along the beam (3) for feeding and supplying the tool (7) to the drilled hole (52), and, in addition, the slot cutting device (100) connected to the drilling machine (6) and containing the guide part (110 ), a body part (120) and at least one bracket (130) extending between the guide part (110) and the body part (120) and connecting them, while the guide part (110) is placed in the previous drilled hole (50 ), and while the tool (7) is able to slide in the body part (120), characterized in that between the body at least one axial volumetric chamber (140) containing a fluid for damping the transmission of shock-wave waves from the percussion device (4) to the device (100) is located in the second part (120) of the groove cutting device (100) and the tool (7). groove cutting.

2. The drill unit according to claim 1, characterized in that the axial volumetric chamber (140) is connected to the flushing device (11) via at least one flow channel and comprises a flushing fluid.

3. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that the groove cutting device (100) is a removable auxiliary device connected to the sub (61) of the drilling machine (6) or to the drill rod (10) connected to the sub (61 )

4. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that the body part (120) of the groove cutting device (100) and the tool (7) together form at least one axial volume chamber (140) containing a fluid medium.

5. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that the body part (120) of the groove cutting device (100) and the tool (7) together form at least an axial volume chamber (140) containing a fluid medium; the part (120) of the slotting device (100) includes a sleeve (122) including a channel (124) through which the tool (7) passes and which has a portion (124a) of a first diameter, a portion (124b) of a second diameter, less the first diameter of the section (124a), and the section (124 s) of the ledge passing between the section (124a) of the first diameter and the section (124b) W diameter and connecting them, in the section (124a) of the first diameter of the channel (124) the section (7a) of the tool piston (7) is slidably mounted, and on the section (124b) of the second diameter of the channel (124) the section (7b) of the tool rod is placed (7), and the axial volume chamber (140) comprises an annular space formed radially between the portion (124a) of the first diameter of the channel (124) and the portion (7b) of the tool rod (7) and formed along the axis between the portion (7a) of the tool piston ( 7) and a section (124 s) of the channel ledge (124), the groove cutting device further comprises m flow passage (142) for supplying flushing fluid along the tool (7), containing an axial flow passage (142a) located radially between section (7b) of the tool rod (7) and section (124b) of the second channel diameter (124), the first generally a radial flow passage (142b) connecting the first inner channel (144) of the tool (7) to a first axial end of the axial flow passage (142a) and a second, generally radial flow passage (142 s) connecting the second inner the channel (146) of the tool (7) with the second axial end of the axial flow passage (142a), the channel (124) of the couplings (122) contains a portion (124d) of the third diameter, smaller than the second diameter of the portion (124b), a portion (7b) of the tool rod (7) is slidably mounted on the portion (124d) of the third diameter, and the axial displacement of the tool (7) relative to the body part (120) restricts the flow of fluid through a second, generally radial flow passage (142 s) and increases the pressure of the fluid moving the body portion (120) relative to the tool (7).

6. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that a damping piston (128) is placed between the tool (7) and the body part (120), axially connected to the body part (120) and axially separated by a fluid with tool (7).

7. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that between the tool (7) and the body part (120) there is a damping piston (128) having an axial connection with the body part (120) and axially divided with the tool ( 7) by means of a fluid, the body part (120) of the groove cutting device (100) comprises a sleeve (122) including a channel (124) for passing the tool (7), the tool (7) contains a flow passage (142) passing through him, the damping piston (128) contains an inner section (128A) located in the passage (142) of the flow, an outer portion (128b) located around the tool (7), and at least one connecting portion (128 s) connecting the inner and outer sections, the piston (128) being slidable relative to the tool (7), the inner portion (128a) comprises a first working pressure application surface (80) in the drilling direction (D) and a second working pressure application surface (81) in the reverse direction (R), the first axial volume chamber (140a) is located on the piston side (128) with the first surface (80) application working pressure It contains a fluid that transfers the supply force from the tool (7) through the piston (128) to the sleeve (122), and the second axial volume chamber (140b) is located on the side of the piston (128) with the second surface (81) for applying the working pressure and contains a fluid that prevents mechanical axial contact between the tool (7) and the piston (128) in the direction (D) of drilling.

8. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that between the tool (7) and the body part (120) there is a damping piston (128) having an axial connection with the body part (120) and axially divided with the tool ( 7) by means of a fluid, the body part (120) comprises a sleeve (122) including a channel (124) for passing a tool (7), a tool (7) contains a flow passage (142) passing through it, a damping piston ( 128) contains an inner portion (128a) located in the passage (142) of the flow, an outer portion (128b) located around the tool (7), and at least one connecting section (128 s) connecting the outer and inner sections, the damping piston (128) being slidable relative to the tool (7), the inner section (128a) contains the first the surface (80) for applying the working pressure in the direction (D) of drilling and the second surface (81) for applying the working pressure in the direction (R) of the reverse, the first axial volume chamber (140a) is located on the side of the first surface (80) for applying the working pressure of the piston (128 ) and contains tech medium, transmitting the supply force from the tool (7) through the piston (128) to the coupling (122), the second axial volume chamber (140b) is located on the side of the second surface (81) of the working pressure of the piston (128) and contains a fluid that prevents mechanical axial contact between the tool (7) and the piston (128) in the direction (D) of the drilling, the passage (142) of the flow of the tool (7) contains at least one axial flow passage (142) connecting the axial volume chambers (140a, 140b), wherein the axial movement of the piston (128) relative to the tool (7) in the direction uu (R) is designed for reversing fluid pressure limit, acting on the first surface (80) of the working pressure application, thereby increasing the feeding force transmitted through the piston (128) on the sleeve (122).

9. The drill block according to claim 1 or 2, characterized in that the guide part (110) contains at least one elongated guide protrusion (112), longitudinally extending along the outer surface of the guide part (110).

10. The drill unit according to claim 1 or 2, characterized in that the feed beam is provided with a holding device (64) located at the far end of the feed beam (3) and containing a hole (66) with a size corresponding to the cross-sectional profile of the cutting device (100) grooves for pushing the groove cutting device (100) through the holding device (64).

11. A groove cutting device comprising an elongated tool (7) having a first end and a second end, wherein the first end is provided with first connecting means (90) for fastening the groove cutting device (100) to the sub (61) of the drilling machine (6) or to the drill rod (10) connected to the sub (61), and the second end is provided with a drill bit (8), a body part (120) in which the tool (7) is placed, a guide part (110) placed in the previous drilled hole ( 50), and at least one bracket (130) extending between the guide a part (110) and a body part (120) and connecting them, characterized in that the groove cutting device (100) is provided with at least one axial volumetric chamber (140) located between the body part (120) and the tool (7) , and contains at least one flow channel for directing the fluid into the chamber (140), while the fluid in the chamber (140) transfers axial forces from the tool (7) to the body part (120).

12. The device according to claim 11, characterized in that it comprises at least one inlet channel for supplying flushing fluid from the drilling machine to the axial volume chamber (140) and at least one outlet channel for discharging the flushing fluid from the axial volumetric chamber (140) to the drilled hole, while the fluid passes through the chamber (140).

13. The device according to claim 11 or 12, characterized in that it comprises means for monitoring axial forces counteracting the displacement of the guide part (110) into the previous drilled hole (50), and means for increasing the pressure of the fluid acting in the direction (D) of drilling on at least one surface (70, 80) of the application of the working pressure of at least one axial volumetric chamber (140, 140a), reacting to the monitoring data of the opposing forces, while the axial force transmitted to the guide part (110) increases.

14. The device according to p. 12, characterized in that it contains valve means acting on the volumetric flow rate through the axial volumetric chamber, reacting to the axial position of the tool (7) relative to the body part (120).

15. The device according to p. 13, characterized in that it contains valve means acting on the volumetric flow rate through the axial volumetric chamber, reacting to the axial position of the tool (7) relative to the body part (120).

16. A method of drilling grooves containing the following stages:
drilling a plurality of closely spaced holes (50-54) to form a groove (S) in the rock (62);
use in drilling a drilling machine (6) containing a percussion device (4) to create shock pulses on the tool (7) connected to the drilling machine (6);
connection with a boring machine (6) of a slotting device (100) containing a body part (120) in which a tool (7) is placed, a guide part (110) and at least one bracket (130) extending between the guide part (110) and the hull (120) and connecting them;
placing the guide part (110) in the previous drilled hole (50) to hold on the path of the previous drilled hole (50) for the new drilling hole (52);
the transmission during drilling of the feed force in the direction (D) of the drilling from the tool (7) to the body part (120) of the slot cutting device (100) and further to the guide part (110) containing the transmission of the feed force to the body part (120) of the cutting device grooves in the direction (D) of drilling by means of a fluid in at least one axial volumetric chamber (140, 140a) between the tool (7) and the body part (120) and the damping transmission of shock-wave waves from the percussion device (4) to the device (100) slotting through fluid second medium in at least one axial volume chamber (140, 140a).

17. The method according to clause 16, comprising changing the pressure of the fluid in the axial volume chamber (140, 140a), responding to axial movement between the body part (120) and the tool (7), made with the possibility of longitudinal sliding of one relative to the other.

18. The method according to 17, comprising creating a fluid flow through the axial volumetric chamber (140, 140a) and restricting the flow of fluid through the chamber (140, 140a) while slowing down the movement of the guide portion (110) in the previous drilled hole (50), in this case, the feed force transmitted to the guide portion (110) increases.

19. The method according to p. 18, comprising creating a fluid flow through the axial volumetric chamber (140, 140a), closing the outlet of the fluid flow through the chamber (140, 140a) while stopping the movement of the guide part (110) in the previous drilled hole (50) while the pressure of the fluid in the axial volume chamber increases, monitoring the pressure of the fluid acting in the axial volume chamber and reversing the flow of the drilling machine (6) when the fluid pressure in the axial volume chamber exceeds a predetermined pressure limit.

20. The method according to any one of the preceding claims 16-19, comprising connecting at least one drill rod (10) to a sub (61) of the drilling machine (6) and connecting the groove cutting device (100) to the distal end of the furthest drill rods (10).

21. The method according to any one of the preceding claims 16-19, comprising connecting the groove cutting device (100) to the sub (61) of the drilling machine (6).

22. The method according to any one of the preceding claims 16-19, comprising supporting the guide part (110) on the surface of the previous drilled hole (50) by means of at least one elongated guide protrusion (112) longitudinally extending along the outer surface of the guide part ( 110).

23. The method according to any one of the preceding claims 16-19, comprising moving the flushing fluid into an axial volume chamber (140, 140a).