Бурильная установка для разведочных скважин

(51) 21 4/12 (2009.01) 21 7/00 (2009.01) 21 7/20 (2009.01) 21 33/06 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) БУРИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к угольной промышленности. Задачей изобретения является своевременное распознание наличия выбросоопасной структуры в угольном пласте при проведении горной выработки. Сущность изобретение достигается тем, что в буровом инструменте шпекового типа первые от Изобретение относится к угольной промышленности. При проходке горных выработок по выбросоопасным угольным пластам, как правило бурятся разведочные скважины по курсу, в кровлю и почву выработки, и по бокам выработки на глубину 30 м и более задача изобретения обнаружения нарушенных выбросоопасных участков, а также изменения мощности пласта(утонение, раздутие). При попадании бурового снаряда в зону нарушения, где уголь представлен перемятой структурой, повышенной газоопасностью и очень низкой прочностью на отрыв - 0,005 МПа и менее в забое скважины происходит микровыброс. Микровыброс характеризуется импульсным выбросом газа метана,насыщенного тонкодисперсной пылью кл 0,01 мм и менее,снижением температуры газа на 5-7 С по отношению к температуре вмещающих пород. Эти признаки и являются подтверждением выбросоопасного участка. Задачей изобретения является своевременное распознание наличия выбросоопасной структуры в угольном пласте при проведении горной выработки. Известны бурильные установки, применяющиеся в горной промышленности для бурения скважин в горных породах, включающие электро (гидро) забурника штанги выполнены с расходящимся шагом, перед первым витком забурника имеются конические отверстия, расходящиеся внутрь канала штанги, а суммарная площадь входных отверстий не более 0,8 площади внутреннего канала штанги. Внутренний канал штанги через отверстия в шпинделе и боковые отверстия в штанге соединен с измерительной камерой, снабженной сенсорами,реагирующими на импульсное выделение метана,пыли кл 0,01 мм и снижение температуры газа. Положительный эффект Конструкция бурового станка позволяет определить признаки выбросопасности. При этом исключить заштыбовку бурового инструмента,при попадании в выбросоопасную структуру угля. привод с редуктором, шпиндель для вращения буровых штанг, а также буровой инструмент,включающий буровые штанги и буровую коронку. Буровые штанги при их соединении образуют внутри бурового снаряда сквозной канал, в который подается рабочая жидкость или воздух для выноса бурового штыба из скважин. См. например Николаенко А.Т. и др. Буровые установки для проходки скважин и стволов,справочник, Москва, недра 1985 г. с. 125 буровой станок СБГ-1. При бурении разведочных скважин буровым станком типа СБГ-1 не представляется возможным уловить признаки выбросоопасной зоны импульсное выделение газа метана, импульсное выделение тонкодисперсной пыли кл 0,05 мм, и снижение температуры газа на 5-7 С, так как рабочая среда для выноса мелочи (вода или воздух) будет существенно искажать указанные параметры,кроме того при входе бурового снаряда в нарушенную выбросоопасную зону происходит микровыброс, при этом пространство между штангой забивается материалом от микровыброса и уплотняется давлением газа в пласте. Это часто приводит к заклиниванию штанги. Известны также буровая установка типа Старт 1 (прототип), включающая те же основные элементы, что и установка СБГ-1, но буровой снаряд 23999 выполнен шнековым, то есть вынос буровой мелочи происходит за счет вращения шнековой штанги в скважине. (См. Справочник Николаенко А.Т. и др. с. 113, Рекламный листок завода Горные машины г.Караганды. Недостатком буровой установки типа Старт-1 является то, что при попадании бурового инструмента в выбросоопасный нарушенный участок угольного пласта происходит микровыброс. При этом горная масса вместе с газом под высоким пластовым давлением 3,0-5,0 МПа и как в первом случае производят к заклиниванию штанги в скважине и к потере бурового инструмента. Предлагается буровая установка для разведочного бурения при проведении горной выработки по выбросоопасным угольным пластам(фиг. 1), включающая электро (гидро) привод с редуктором,шпиндель,шнековый буровой инструмент, отличаются тем, что первые одна (две) штанги от забурника имеют расходящийся шаг шнека в сторону устья скважины (фиг. 2). Первый минимальный шаг шнека от забурника принимается из расчета необходимой производительности инструмента, а шаг витков линейных штанг принимается не более диаметра буримой скважины. Кроме того сразу за буровой короной перед первым витком первой штанги она снабжена коническими отверстиями, расходящимися внутрь полости штанги (фиг. 2), причем количество и суммарная площадь входных отверстий должны составлять не более 80 площади внутреннего канала штанги. Диаметр входного отверстия нее более 1/3 от диаметра внутреннего канала штанги. Внутренний канал в шпинделе соединяется через боковые отверстия с измерительной камерой(фиг. 3), где находятся сенсоры, реагирующие на импульсный выброс метана из внутреннего канала штанги, появление тонкодисперсной пыли кл 0,01 мм, снижение температуры газа на 5-7 С. Предлагаемый станок работает следующим способом Станок с помощью стрелы комбайна устанавливается в необходимом направлении. Включается привод вращения буровой штанги и привод подачи станка. Буровая мелочь выносится из скважины витками шнека буровой штанги. При попадании буровой коронки в нарушенный выбросоопасный массив происходит микровыброс в забое скважины. При этом импульсно выделяется газ, выброшенная масса устремляется в отверстие перед первым витком шнека и в шнековый канал. По внутреннему каналу штанги газ и тонкодисперсная масса устремляется в измерительную камеру, где установленные там сенсоры фиксируют импульсный выход метана,наличие тонкодисперсной пыли Кл 0,01 мм. Расширяющийся газ, сжатый в пласте до 3,0-5,0 МПа снижает свою температуру, что фиксируется также сенсором температуры в измерительной камере. Электрические сигналы от сенсоров по линиям связи поступают на пульт диспетчера на поверхности и сигнального устройства на комбайне,которые подают сигнал Выбросоопасная зона. По направлению скважины и длине пробуренной скважины определяется местоположение выбросопасного участка. Такая конструкция бурового инструмента с раходящимся шагом витков на газовых буровых штангах, а также форма и соотношение отверстий внутрь штанги для отбора параметров газовой среды исключают заштыбовку витков штанги и внутреннего канала штанги. При проходе скважины по угольному пласту с нормальной (не нарушенной) структурой такие признаки отсутствуют, так как в скважину и внутренний канал штанги газ поступает в ламинарном режиме при поступлении его из фильтрующих трещин, макропор из угольного пласта. Поступление сигналов от сенсоров позволяет своевременно предвидеть выбросоопасный участок в угольном пласте при проведении горной выработки и принять соответствующие меры по предотвращению выброса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Бурильная установка для разведочных скважин,включающая электро или (гидро) привод с редуктором, шпиндель для вращения бурового инструмента, а также буровой инструмент,включающий буровые штанги с каналом внутри штанги и буровую коронку, отличающийся тем,что первые одна или (две) штанги от забурника имеют расходящийся шаг шнека в сторону устья скважины, перед первым витком за забурником штанга снабжается коническими отверстиями,расходящимися внутрь штанги, причем количество и суммарная площадь входных отверстий должна составлять не более 80 площади внутреннего канала штанги диаметр входного отверстия - не более 1/3 диаметр внутреннего канала штанги, а внутренний канал штанги в шпинделе соединяется через боковые отверстия в штанге с измерительной камерой, неподвижно закрепленной на редукторе и имеющей сенсоры регистрирующие импульсный выброс метана из внутреннего канала штанги,импульсный выброс тонко дисперсной пыли кл менее 0,01 мм и снижение температуры метана на 57 С по отношению к окружающей среде, сенсоры электрическими каналами связаны с пультом управления оператора станка и с пультом диспетчера шахты.