расширитель концевой части шпура

Формула изобретения

РАСШИРИТЕЛЬ КОНЦЕВОЙ ЧАСТИ ШПУРА, включающий корпус с продольными пазами, размещенные в пазах корпуса с возможностью поворота на осях резцы, установленный в корпусе с возможностью взаимодействия с тыльной частью резцов зафиксированный от проворота и имеющий осевой канал подпружиненный толкатель и опорный элемент, размещенный на нижнем торце корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности расширителя в работе, тыльные части резцов выполнены в виде сектора, в центре которого установлена ось резца, а в корпусе выполнены канавки, радиус дна которых равен радиусу сектора и в которых размещены тыльные части резцов, при этом в нижней части корпуса выполнены осевой и сквозные радиальные каналы, а опорный элемент выполнен в виде шаровой пяты, причем корпус намагничен.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для образования дискообразных щелей в концевой части шпура с целью направленного разрушения горной породы.

Известно устройство для образования уширений в скважине, включающее корпус, подвешенные к корпусу на осях резцы, которые поджимаются к стенкам скважины упорами в виде свободно сидящей на корпусе шайбы.

Это устройство не позволяет прорезать щели непосредственно у забоя без удлинения скважины. Кроме того, упор в виде свободно сидящей на корпусе шайбы истирается о горную породу или резцы.

В качестве прототипа изобретения принят расширитель концевой части шпура, включающий цилиндрический корпус с продольными пазами, размещенные в пазах с возможностью поворота относительно своих осей резцы, подпружиненный толкатель для раздвижения резцов, упорную пяту, установленную в лобовой части корпуса.

В этом расширителе величина выдвижения резцов ограничена радиусом толкателя, что не позволяет прорезать щели значительных размеров, В период расширения шпура оси резцов испытывают большую нагрузку.

Целью изобретения является повышение надежности расширителя в работе.

Поставленная цель достигается тем, что тыльные части резцов выполнены в виде сектора, в центре которого установлена ось резца, а в корпусе выполнены канавки, радиус дна которых равен радиусу сектора и в которых размещены тыльные части резцов, при этом в нижней части корпуса выполнены осевой и сквозные радиальные каналы, а опорный элемент выполнен в виде шаровой пяты, причем корпус намагничен.

На фиг. 1 показан расширитель концевой части шпура со сложенными резцами, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расширитель концевой части шпура с выдвинутыми резцами, продольный разрез.

Расширитель состоит из корпуса 1 в виде стакана с полукруглыми канавками 2 на боковой поверхности, углублением 3 на торце, осевым каналом 4 и сквозными радиальными каналами 5. В углублении 3 установлена шаровая пята 6, удерживаемая от выпадания шайбой 7, скрепленной с корпусом 1 резьбой 8. В центре полукруглых канавок 2 установлены оси 9, которые жестко скреплены с корпусом 1. В корпусе 1 введен толкатель 10 с осевым сквозным отверстием 11 и шлицами 12, исключающими возможность вращения толкателя 10 относительно корпуса 1. Толкатель 10 от выпадания из корпуса 1 удерживается накидной гайкой 13, навинченной на корпус 1. На свободном конце толкателя 10 выполнена резьба 14, на которую навинчена гайка 15. Между накидной гайкой 13 и гайкой 15 на толкатель 10 надета пружина 16. В полукруглых канавках 2 с охватом осей 9 размещены тыльные части 17 резцов 18. Для удержания резцов 18 от выпадания из полукруглых канавок 2 корпус 1 намагничен.

Работа расширителя осуществляется следующим образом.

Расширитель подсоединяют к штанге вращателя (бурового станка) посредством резьбы 14 и подают в шпур 19 до упора в забой. По осевому отверстию 11 подают промывочную жидкость и начинают вращать толкатель 10. За счет шлицевого соединения толкателя 10 с корпусом 1 последний также начинает вращаться. Затем осуществляют перемещение толкателя 10 в направлении забоя шпура 19, за счет чего выдвигаются резцы 18 путем поворота их тыльных частей 17 вокруг осей 9. В результате в концевой части шпура 19 образуется полость 20. После прорезания полости 20 прекращают вращение расширителя и подачу промывочной жидкости и начинают перемещать толкатель 10 в направлении от забоя шпура 19. Благодаря накидной гайке 13 вместе с толкателем 10 начинает отходить от забоя шпура 19 и корпус 1. При этом резцы 18, упираясь в поверхность полости 20, поворачиваются вокруг осей 9 и возвращаются в исходное положение, в котором и удерживаются магнитным полем корпуса 1. Затем расширитель свободно извлекают из скважины. Пружина 16 и гайка 15 нужны лишь при перемещении расширителя в направлении забоя по восстающей или горизонтальной скважине (шпуру) и для того, чтобы до упора шаровой пяты 6 в забой вес корпуса 1 и его трение о горную породу не приводили к выдвижению резцов 18.

Расширитель испытан на экспериментальном полигоне. Его подсоединяли к буровому станку и подавали в шпур диаметром 59 мм, пробуренный в блоке мрамора с размерами 0,9х1,2х1,4 м. На прорезание полости диаметром 140 мм на глубине 0,6 м потребовалось меньше 3 мин. После этого блок был расколот на две части НРС (невзрывным разрушающим средством). Плоскость раскола оказалась перпендикулярной шпуру и совпала с линией смыкания поверхности полости.

Как показали испытания расширитель является простым и удобным в эксплуатации, не требующим предварительной подготовки перед использованием. Нагрузка на оси резцов в нем исключена. Для замены резцов разбирать расширитель не нужно, он позволяет прорезать полость, которая имеет достаточно большой объем и обеспечивает образование трещины в плоскости, перпендикулярной шпуру. Перечисленные особенности обусловливают повышение надежности расширителя в работе.