SU899887A1 - Rock-drilling method - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  способа бурени  горных пород с помощью ударного породоразрушающего инструмента.The invention relates to a method of drilling rocks using a shock rock cutting tool.

Известен способ ударно-вращательного бурени , согласно которому внедрение породоразрушающегос  инструмента в породу происходит под одновременньп действием осевой нагрузки, ударов и непрерывного вращени  в одном направлении. При этом разрушение породы происходит в результате напр жени  сжати  под инструментом при ударах и частичного скалывани  при вращении 1.There is a known method of percussion-rotary drilling, according to which the introduction of a rock-breaking tool into the rock occurs under the simultaneous action of an axial load, impacts and continuous rotation in one direction. In this case, the destruction of the rock occurs as a result of compressive stress under the tool during impacts and partial shearing during rotation 1.

Однако этот процесс бурени  сопровождаетс  большими знергозатратами , вызванными в результате разрушени  породы при деформации и разрушении ее сжатием. Кроме того, при этом способе бурени  происходит переизмельчение породы и образуетс  мелкий шлам, трудно поглощаемый пылеулавливающими средствами.However, this drilling process is accompanied by large energy costs resulting from the destruction of the rock during deformation and the destruction of its compression. In addition, with this drilling method, rock overgrinding occurs and fine sludge is formed, which is difficult to be absorbed by dust collection means.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ бурени  горных пород, в соответствии с которым породоразрушающий инструмент перемещают в осевом направлении и ему одновременно сообщаютThe closest in technical essence to the invention is a method of drilling rocks, in accordance with which the rock-destroying tool is moved in the axial direction and is simultaneously informed

осевые удары и возвратно-поворотные движени  вокруг оси 2.axial impacts and reciprocating movements around axis 2.

Известна  технологи  бурени  предусматривает повороты инструмента произвольно без прив зки во времени нанесени  удара. Поэтому поворот инструмента в обратном направлении может происходить при любом его положении . Это приводит к повышению энергоемкости разрушени  породы и снижению скорости бурени .Known drilling technology provides for the rotation of a tool at random without an attachment in time of striking. Therefore, the rotation of the tool in the opposite direction can occur at any position. This leads to an increase in the energy intensity of the destruction of the rock and a decrease in the rate of drilling.

Цель изобретени  - повышение скорости бурени  и снижение энергозатрат процесса бурени  путем увеличени  размеров скалываемых частиц породы .The purpose of the invention is to increase the drilling rate and reduce the energy consumption of the drilling process by increasing the size of the sheared rock particles.

Э.та цель достигаетс  тем, что поворот инструмента в обратном направлении осуществл ют во врем  каждого осевого удара.This goal is achieved by turning the tool in the opposite direction during each axial impact.

При этом инструмент в обратном направлении поворачивают на угол, меньший угла поворота в пр мом направлении . In this case, the tool is turned in the opposite direction by an angle smaller than the angle of rotation in the forward direction.

На фиг. 1-4 показаны этапы процесса разрушени  породы в соответствии с предлагаемым способом; на фиг.5 инструмент , используемый дл  реализации способа; на фиг. 6 - разрез 30 на фиг. 5.FIG. 1-4 show the steps of the rock destruction process in accordance with the proposed method; Figure 5 is a tool used to implement the method; in fig. 6 is a section 30 in FIG. five.

Предлагаемый способ бурени  горных пород осуществл етс  следующим образом.The proposed method of drilling rocks is carried out as follows.

Во врем  бурени  породораэрушающий инструмент 1 поворачивают по часовой стрелке и нанос т им удары по верхнему основанию 2 уступа 3 забо  скважины (фиг. 1). При нанесении удара инструмент 1 входит в соприкосновение с горной породой. В момент соприкосновени  инструмента 1 с породой его вращение прекращаетс  из-за возникшего сопротивлени .During drilling, the rock demolishing tool 1 is rotated clockwise and strikes them on the upper base 2 of the step 3 of the bottom of the well (Fig. 1). When striking tool 1 comes into contact with the rock. At the moment the tool 1 comes into contact with the rock, its rotation is stopped due to the resulting resistance.

Во врем  внедрени  инструмента . ; 1 в породу осуществл ют его поворот против часовой стрелки на угол, меньший по величине угла, на который был он повернут при первоначальном его вращении по часовой дтрелке в промежутке между осевыми ударами (фиг.2). При внедрении инструмента 1 в породу и повороте его против часовой стрелки осуществл етс  скол породы в сторону нижнего основани  4 уступа 3 (фиг. 3). За счет неполного использовани  энергии удара .происходит отскок инструмента 1 от забо  скважины и поворрт его по часовой стрелке (фиг. 4), далее цикл повтор етс . При вышеописанном способе бурени  в породе нар ду с напр жени ми сжати  возникают напр жени  сдвига, благодар  которым частицы 5 (фиг. 3) складываютс  в сторону нижнего основани  4 уступа 3. В результате созани  напр жени  сдвига в сторону свободной поверхности 6 (фиг. 1) уступа 3 отрыв частиц породы от массива происходит с меньшим усилием, что позвол ет бурить шпуры и скваины с меньшими затратами энергии и большей скоростью.During the implementation of the tool. ; 1, the rock is rotated counterclockwise by an angle smaller than the angle it was rotated when it was initially rotated clockwise between the axial impacts (Fig. 2). When tool 1 is inserted into the rock and turned counterclockwise, the rock is chipped towards the lower base 4 of the step 3 (Fig. 3). Due to the incomplete use of the impact energy, the tool 1 rebounds from the bottom of the well and turns it clockwise (Fig. 4), then the cycle repeats. With the above-described drilling method, shear stresses occur along with compressive stresses, due to which particles 5 (Fig. 3) fold towards bottom bottom 4 of ledge 3. As a result of creating shear stress towards free surface 6 (Fig. 1) of step 3, separation of rock particles from the massif occurs with less effort, which makes it possible to drill holes and holes with less energy and speed.

Предлагаемый способ может быть еализован, например, с помощью инструме .нта, представленного На иг. 5 и 6.The proposed method can be implemented, for example, with the help of a tool presented in On. 5 and 6.

Инструмент имеет цилиндр 7, в котором размещены с возможностью осевого перемещени  ударный поршень 8 хвостовик 9 коронки 10. На хвостовике 9 выполнены наклонные шлицы 11, вход щие в зацепление с наклонными лицами 12, выполненными на внутренней стороне цилиндра 7. Коронка 10 удерживаетс  в цилиндре 7 шпонкой 13, вход щей в паз ее хвостовика 9.The tool has a cylinder 7 in which the percussion piston 8 of the shank 9 of the crown 10 is placed with the possibility of axial movement. On the shank 9 there are inclined splines 11 which engage with inclined faces 12 made on the inner side of the cylinder 7. The crown 10 is held in the cylinder 7 key 13, entering the groove of its shank 9.

Бурение осуществл етс  следующим образом.The drilling is carried out as follows.

При работе инструмента цилиндр 7 вращаетс  по часовой стрелке. В момент удара поршн  8 по хвостовику 9 коронки 10 она перемещаетс  в осевом направлении к забою скважины и одновременно поворачиваетс  за счет наклонных шлицов 11 и 12 против часовой стрелки. При этом поворот коронки 10 осуществл етс  на угол,When the tool is operating, the cylinder 7 rotates clockwise. At the moment of impact of the piston 8 on the shank 9 of the crown 10, it moves in the axial direction towards the bottom of the well and at the same time turns by means of the inclined splines 11 and 12 counterclockwise. In this case, the rotation of the crown 10 is carried out at an angle

О меньший угла, полученного при вращении цилиндра 7 между двум  осевыми ударами. Возвращаетс  коронка 10 в исходное положение за счет отскока, а затем процесс повтор етс .About a smaller angle obtained by rotating the cylinder 7 between two axial impacts. The crown 10 is returned to its original position due to a rebound, and then the process is repeated.

5 Размеры выбуриваемых частиц породы при использовании предлагаемого способа оказались в 4-6 раз больше по сравнению с частицами, выбуриваемыми известным ударно-вращательным5 The dimensions of the drilled rock particles using the proposed method turned out to be 4-6 times larger compared to the particles drilled by the known impact-rotational

0 способом. Это говорит о том, что0 way. This suggests that

энерги  при бурении меньше тратитс  на излишнее измельчение выбуренных частиц породы и она в большей степени расходуетс  непосредственно на процесс бурени  скважины.energy during drilling is less spent on over-grinding of cuttings of rock particles and it is more directly spent on the process of drilling a well.

Claims (2)

1.Способ бурени  горных пород, в соответствии с которым породоразрушающий инструмент перемещают в осевом направлении и ему одновременно сообщают осевые удары и возвратноповоротные движени  вокруг оси, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  скорости бурени  и снижени  энергозатрат путем увеличени  размеров скалываемых частиц породы, поворот инструмента в обратном направлении осуществл ют во врем  каждого осевого удара.1. A rock drilling method in which the rock-destroying tool is moved in the axial direction and at the same time axial shocks and reverse movement around the axis are reported, in order to increase drilling speed and reduce energy consumption by increasing the size of the rock particles being clipped, turning the tool in the opposite direction during each axial impact. 2.Способ по. п. 1, отличащийс  тем, что инструмент в обратном направлении поворачивают на угол, меньший угла поворота в2. Method by. item 1, characterized in that the tool in the opposite direction is rotated by an angle smaller than the angle of rotation in пр мом направлении.forward direction. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Иванов К.И. и др. Техника бурени . М., Недра, 1966, с. 12.1.Ivanov K.I. and others. Technique mud. M., Nedra, 1966, p. 12. 2.Патент СССР № 419050,2. USSR patent number 419050, кл. Е 21 С 1/00, опублик. 1974.cl. E 21 S 1/00, published. 1974.