UA28469U

UA28469U - Appliance for rotary bore-hole chambering

Info

Publication number: UA28469U
Application number: UAU200708958U
Authority: UA
Inventors: Yukhym Leonidovych Zviahilskyi; Borys Vsevolodovych Bokii; Ihor Oleksiiovych Yefremov; Viktor Viktorovych Nazymko
Original assignee: Viktor Viktorovych Nazymko
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2007-12-10

Abstract

Appliance for rotary bore-hole chambering relates to mining and can be used for drilling bore-holes for anchor fixation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до гірничої промисловості і може бути використана для буріння шпурів під 2 анкерне кріплення.A useful model refers to the mining industry and can be used for drilling holes for 2 anchor fasteners.

Відомий пристрій для розширення свердловини згідно А.С.СССР Мо1420133, МПК Е2187/00, опублікований в бюл. Мо32 від 30.08.88 який складається з приводного шпинделю, бурової штанги, долота на кінці штанги, ексцентричного ножа, що відхиляється, який встановлений на боковій частині бурової штанги, що має автономний привід. 70 Пристрій призначений для розширення свердловини на довільній наперед заданій дільниці. Під час буріння там, де необхідно розширити свердловину, автономним приводом відкидають ексцентричний ніж і він розширює свердловину на величину, що дорівнює ексцентриситету.The well-known device for expanding a well according to ASSSSR Mo1420133, IPC E2187/00, published in Bull. Mo32 from 30.08.88, which consists of a drive spindle, a drill rod, a bit at the end of the rod, an eccentric deflecting knife, which is mounted on the side of the drill rod, which has an autonomous drive. 70 The device is designed to expand a well in an arbitrary pre-set section. During drilling, where it is necessary to expand the well, the eccentric knife is pushed back by the autonomous drive and it expands the well by an amount equal to the eccentricity.

Недоліком аналогу є низька тривалість його роботи в породах з міцністю на одноосьовий стиск більш ніж 5МпПа. Фактично пристрій призначений для розширення свердловин тільки в м'яких грунтах. В гірських породах 12 середньої і тим більше великої міцності ексцентричний ніж відразу руйнується, деформуючись та відриваючись від бурової штанги.The disadvantage of the analogue is the short duration of its work in rocks with uniaxial compressive strength of more than 5 MPa. In fact, the device is intended for expanding wells only in soft soils. In rocks 12 of medium and especially high strength, the eccentric knife immediately breaks, deforming and detaching from the drill rod.

Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється є пристрій для обертального буріння шпурів згідно патенту США 4635738 від 13.01.1987, МПК Е21810/00. Цей пристрій складається з привідного шпинделя, вставленої в нього бурової штанги, та бурової коронки з ексцентричним елементом. Робочий кінець коронки має конічну форму.The closest analogue of the claimed device is a device for rotary drilling holes according to US patent 4635738 dated 13.01.1987, IPC E21810/00. This device consists of a drive spindle, a drill rod inserted into it, and a drill bit with an eccentric element. The working end of the crown has a conical shape.

Спочатку шпур малого діаметру бурять буровою коронкою геометрична вісь якої співпадає з віссю бурової штанги. Потім цей пристрій витягують, а в шпур вставляють пристрій згідно патенту США 4635738. При цьому зміщена відносно штанги коронка упирається в стінку шпуру малого діаметра а вісь штанги зміщується відносно осі шпура. Таким чином пристрій запихають в шпур, а коронка зачищає стінки шпуру. При включенні приводу 22 штанга обертається, а коронка вирізає стінки шпуру завдяки геометричному зміщенню, що приводить до його -о розширення. Недоліком пристрою є недостатнє відхилення бурової коронки, бо дія відхилення породжується тільки геометрією (геометричний фактором) ексцентричного елемента. Це знижує ефективність розширення. В результаті величина розширення шпуру недостатня, що не дозволяє надійно закріпити в розширеній частині сталеполімерний анкер. В свою чергу, це негативно впливає на несучу спроможність анкера, що знижує стійкість о підземної виробки. Ге)First, a small-diameter hole is drilled with a drill bit whose geometric axis coincides with the axis of the drill rod. Then this device is pulled out, and a device according to US patent 4635738 is inserted into the hole. At the same time, the crown displaced relative to the rod rests against the wall of the hole of a small diameter, and the axis of the rod is shifted relative to the axis of the hole. In this way, the device is pushed into the hole, and the crown cleans the walls of the hole. When the drive 22 is turned on, the rod rotates, and the crown cuts the walls of the hole due to the geometric displacement, which leads to its expansion. The disadvantage of the device is the insufficient deflection of the drill bit, because the deflection effect is generated only by the geometry (geometric factor) of the eccentric element. This reduces the efficiency of the expansion. As a result, the amount of expansion of the hole is insufficient, which does not allow a steel-polymer anchor to be reliably fixed in the expanded part. In turn, this negatively affects the load-bearing capacity of the anchor, which reduces the stability of the underground production. Gee)

Суттєві ознаки найближчого аналога, які співпадають з ознаками об'єкта, що заявляється: 1. Привідний шпиндель. в 2. Бурова штанга, яка вставлена в привідний шпиндель. Ге)Essential features of the closest analogue, which coincide with the features of the claimed object: 1. Drive spindle. in 2. The drill rod, which is inserted into the drive spindle. Gee)

З. Бурова коронка. 3о 4. Ексцентричний елемент. счZ. Drill bit. 3o 4. Eccentric element. high school

Задачею корисної моделі є удосконалення відомого пристрою для обертального буріння шпурів за рахунок додаткових конструктивних елементів та їх взаємозв'язків. Це забезпечує більш інтенсивне відхилення бурової коронки за рахунок створення додаткової відцентрової сили, тобто добавляється фізична природа відхилення. «The task of the useful model is to improve the well-known device for rotary drilling of holes due to additional structural elements and their relationships. This ensures a more intense deviation of the drill bit due to the creation of additional centrifugal force, that is, the physical nature of the deviation is added. "

Поставлену задачу можливо досягти тим, що в пристрої для обертального розширення шпурів, що містить З 70 привідний шпиндель, бурову штангу, яка вставлена в привідний шпиндель, бурову коронку, та ексцентричний с елемент, згідно корисної моделі ексцентричний елемент виконаний у вигляді перехідника, що має задній іThe set task can be achieved by the fact that in the device for rotary expansion of holes, which contains a C 70 drive spindle, a drill rod inserted into the drive spindle, a drill bit, and an eccentric c element, according to a useful model, the eccentric element is made in the form of an adapter, which has back and

Із» передній циліндричні елементи, причому задній циліндричний елемент має зовнішню різьбу а її діаметр дорівнює діаметру внутрішньої різьби отвору в передньому кінці бурової штанги, а передній циліндричний елемент має внутрішній отвір з діаметром різьби, що дорівнює діаметру різьби на хвостовику бурової коронки, причому вісь внутрішнього отвору в передньому циліндричному елементі або вісь переднього циліндричного елемента о зміщені відносно осі обертання бурової штанги на ексцентриситет, а передній циліндричний елемент має боковіFrom" the front cylindrical elements, and the rear cylindrical element has an external thread and its diameter is equal to the diameter of the internal thread of the hole in the front end of the drill rod, and the front cylindrical element has an internal hole with a thread diameter equal to the diameter of the thread on the shank of the drill bit, and the axis of the internal hole in the front cylindrical element or the axis of the front cylindrical element is offset relative to the axis of rotation of the drill rod by an eccentricity, and the front cylindrical element has lateral

Ге | фаски, причому його зовнішній діаметр дорівнює 1,1-1,4 діаметра різьби хвостовика долота, а ексцентричний перехідник встановлено між буровою штангою і буровою коронкою. е Ексцентричний елемент у вигляді ексцентричного перехідника дає змогу використовувати для розширення б 20 Шпуру звичайні бурові коронки, які використовуються для буріння цього шпуру. Зміщення отвору в передньому циліндричному елементі перехідника або зміщення осі заднього циліндричного елемента дозволяє при обертанні с бурової штанги збуджувати відцентрову силу, яка додатково відхиляє бурову коронку від осі обертання бурової штанги, що створює кращі умови для надійного розширення шпуру в його глибинній частині.Ge | chamfer, and its outer diameter is equal to 1.1-1.4 of the thread diameter of the bit shank, and the eccentric adapter is installed between the drill rod and the drill bit. f An eccentric element in the form of an eccentric adapter allows you to use ordinary drill bits used for drilling this hole to expand b 20 Hole. The displacement of the hole in the front cylindrical element of the adapter or the displacement of the axis of the rear cylindrical element allows to excite the centrifugal force during the rotation of the drill rod, which additionally deviates the drill bit from the axis of rotation of the drill rod, which creates better conditions for reliable expansion of the hole in its deep part.

Приклад виконання пристрою та опис принципів його роботи ілюструється рисунками, де на Фіг.1 показана 29 установка для обертального буріння шпурів з його розширенням в глибинній частині. На Фіг.2 показаний вид с збоку ексцентричного перехідника, в якому центр отвору переднього циліндричного елемента зміщено на ексцентриситет відносно осі обертання бурової штанги, а на Фіг.3 показаний вид зверху цього перехідника. НаAn example of the implementation of the device and a description of the principles of its operation are illustrated by the drawings, where Fig. 1 shows a 29 installation for rotary drilling of holes with its expansion in the deep part. Figure 2 shows a side view of an eccentric adapter, in which the center of the opening of the front cylindrical element is shifted eccentrically relative to the axis of rotation of the drill rod, and Figure 3 shows a top view of this adapter. On

Фіг.4 показаний вид збоку ексцентричного перехідника, в якому вісь переднього циліндричного елемента зміщено на ексцентриситет відносно осі обертання бурової штанги, а на Фіг.5 показаний вид зверху цього перехідника. 60 Пристрій для обертального розширення шпурів містить приводний шпиндель 1 (Фіг.1), бурову штангу 2, бурову коронку 3, та ексцентричний елемент у вигляді перехідника 4, що має задній 5 і передній 6 циліндричні елементи (Фіг.2-5), причому задній циліндричний елемент 5 має зовнішню різьбу 7 а її діаметр дорівнює діаметру внутрішньої різьби отвору в передньому кінці (на Фіг. не показані) бурової штанги 2, а передній циліндричний елемент 6 має внутрішній отвір 8 з діаметром різьби 9, що дорівнює діаметру різьби на хвостовику бо (на кресленні не показаний) бурової коронки 3, причому вісь 10 (Фіг.2) внутрішнього отвору 8 в передньому циліндричному елементі б або вісь 11 (Фіг.4) переднього циліндричного елемента б зміщені відносно осі обертання 12 бурової штанги 2 на ексцентриситет А, а передній циліндричний елемент 6 має бокові фаски 13, причому його зовнішній діаметр дорівнює 1,1-1,4 діаметру різьби хвостовика бурової коронки, а ексцентричний перехідник 4 встановлено між буровою штангою 2 і буровою коронкою 3.Fig. 4 shows a side view of an eccentric adapter, in which the axis of the front cylindrical element is offset by eccentricity relative to the axis of rotation of the drill rod, and Fig. 5 shows a top view of this adapter. 60 The device for rotary expansion of holes contains a drive spindle 1 (Fig. 1), a drill rod 2, a drill bit 3, and an eccentric element in the form of an adapter 4, which has rear 5 and front 6 cylindrical elements (Fig. 2-5), and the rear cylindrical element 5 has an external thread 7 and its diameter is equal to the diameter of the internal thread of the hole in the front end (not shown in the figure) of the drill rod 2, and the front cylindrical element 6 has an internal hole 8 with a thread diameter 9 equal to the diameter of the thread on the shank because (not shown in the drawing) the drill bit 3, and the axis 10 (Fig. 2) of the inner hole 8 in the front cylindrical element b or the axis 11 (Fig. 4) of the front cylindrical element b are shifted relative to the axis of rotation 12 of the drill rod 2 by the eccentricity A , and the front cylindrical element 6 has side chamfers 13, and its outer diameter is equal to 1.1-1.4 the diameter of the thread of the shank of the drill bit, and the eccentric adapter 4 is installed between the drill rod 2 and drill bit 3.

Для зручності монтування та демонтування передній циліндричний елемент 6 перехідника 4 має фаски 13, а в перехіднику 4 висвердлений отвір 14 для подачі промивної рідини.For ease of mounting and dismounting, the front cylindrical element 6 of the adapter 4 has chamfers 13, and a hole 14 is drilled in the adapter 4 for supplying the washing liquid.

Пристрій працює наступним чином. В кінець бурової штанги 2 вгвинчують ексцентричний перехідник 4, а в нього вгвинчують бурову коронку 3. Потім пристрій вставляють в шпур і обертають бурову штангу 2 привідним 7/0 шШпинделем 1. Завдяки ексцентриситету А коронка З відхиляється від осі обертання бурової штанги 2, в результаті чого виконується розширення глибинної ділянки шпуру. Надійне відхилення бурової коронки забезпечується двома факторами: геометричним завдяки геометричному ексцентриситету, і фізичним ексцентриситетом, який збуджує відцентрову силу. У випадку коли відносно осі обертання зміщено вісь отвору в передньому циліндричному елементі перехідника, відцдентрова сила збуджується масою бурової коронки, а у /5 випадку зміщення осі переднього циліндричного елемента відцентрова сила збільшується за рахунок маси переднього циліндричного елемента.The device works as follows. An eccentric adapter 4 is screwed into the end of the drill rod 2, and the drill bit 3 is screwed into it. Then the device is inserted into the hole and the drill bit 2 is rotated with the drive 7/0 шSpindle 1. Due to the eccentricity A, the bit Z deviates from the axis of rotation of the drill bit 2, as a result which expands the deep part of the hole. Reliable deviation of the drill bit is ensured by two factors: geometric due to geometric eccentricity, and physical eccentricity, which excites centrifugal force. In the case when the axis of the hole in the front cylindrical element of the adapter is shifted relative to the axis of rotation, the centripetal force is excited by the mass of the drill bit, and in the /5 case of displacement of the axis of the front cylindrical element, the centrifugal force increases due to the mass of the front cylindrical element.

Анкер закріплюють в розширеній частині шпуру, що підвищує його несучу спроможність.The anchor is fixed in the extended part of the hole, which increases its bearing capacity.

Використання пристрою забезпечує надійне розширення глибинної ділянки шпуру, в якій закріплюється анкер, тому що витягуванню анкера під дією гірського тиску улоеможливлюється розширеним полімерним замком, го який заповнює розширену ділянку шпуру. В результаті збільшується несуча спроможність анкера, а відтак стійкість підземної виробки.The use of the device ensures reliable expansion of the deep section of the hole, in which the anchor is fixed, because pulling out the anchor under the influence of mountain pressure is made possible by the expanded polymer lock, which fills the expanded section of the hole. As a result, the bearing capacity of the anchor increases, and hence the stability of the underground workings.

Claims

The formula of the invention is one of the devices for rotary expansion of holes, which contains a drive spindle, a drill rod that is inserted into the drive spindle, a drill bit and an eccentric element, which is characterized by the fact that the eccentric element is made in the form of an adapter having rear and front cylindrical elements, and the rear cylindrical element has an external thread, and its diameter is equal to the diameter of the internal thread of the hole in the front end of the drill rod, and the front cylindrical element has an internal hole with a thread diameter equal to the diameter of the thread on the shank of the drill bit, and the axis of the internal hole in. the front cylindrical element or the axis of the front cylindrical element is offset relative to the axis of rotation of the drill rod by an eccentricity, and the front cylindrical element has side chamfers, and its outer diameter is equal to 1.1-1.4 the diameter of the thread of the bit shank, and the eccentric adapter is installed between drill rod and drill bit. high school

- and? ime) (ee) sh» (o) 3e) 60 b5