Устройство для бурения скважин

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН г вклипакяцее ПОЛЫЙ цилиндрический корпус, ведущую штангу с верхним и нижним упорами, {размещенную в корпусе с возможностью осевого перемещения и конический спиральный рыхлитель , отличающееся тем, что,-с целью снижения трудоемкости операций по разгрузке, корпус подпружинен относительно ведущей штанги и снабжен подпружиненными челюстями с рычагами, установленными с возможностью взаимодействия рычагов с нижним упором ведущей штанги, выполненным в виде диска, при этом ;Спираль рыхлителя размещена внутри корпуса. 2. Устройство по п.1, о т ли ч а .Ю щ в е с я тем, что спираль рыхли|теля в1Л1олнена из стержней, скреплен-С нызс между собой. О) с

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(51) Е 21 В 7 24

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ(- НИЙ. И ОТКРЫТИЙ (212 .3419806/22-03 ., (22) 09. 04.82 (46), 07g09,83 ° Бюл, 9 33. (72) В.Л. Гой (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научноисследовательский". институт Гидро проект им. С.Я.Жука (53) 624 ° 131. 84 (088. 8) (56) 1. Патент СИ)А В 3537537, 175"

394 опублик. 1967 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 658223, кл. Е 21 В 7/24, 1977 (прототип ), (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН, включаЮщее полый цилиидрический корпус, ведущую штангу с верхним и нижним упорами, размещенную в корпусе с возможностью осевого перемещения и конический спиральный рыхлитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,-с целью снижения трудоемкости операций по разгрузке, корпус подпружинен относительно ведущей штанги и снабжен подпружиненными челюстями с рычагами, установленными с возможностью взаимодействия рычагов с нижним упором ведущей штанги, выполненным в виде диска, при этом спираль рыхлителя размещена внутри корпуса.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а,ю щ е е с я тем, что спираль рыхли теля выполнена Ms стержней, скреплен-I ных между собой.

1040109

Изобретение относится к горной и строительной отраслям промышленности, а именно к инструментам для вращательного бурения шурфов и неглубоких сква- жин большого диаметра в мягких грунтах с валунно-галечными включениями.

Известен буровой инструмент для удаления валунов, включающий штангу с укрепленным на ней конусообразным шнеком, забурник и средство подсоединения инструмента к буровой колонне (1) .

Однако такой буровой инструмент недостаточно эффективен при транспор" тировке грунта с валунно-галечными включениями, так как в процессе подъе. ма его с забоя шурфа к устью значительная часть разбуренной породы с валунами и галечником осыпается обратно на забой. 20

Наиболее близким к изобретению является устройство для бурения скважин, включающее полый цилиндрический корпус, ведущую штангу с верхним и нижним упорами, размещенную в корпусе25 с возможностью осевого перемещения, -и конический спиральный рыхлитель(2 .

Недостатки. известного устройства — большая трудоемкость по разгрузке устройства от выбуренной поро-. ды с лемехом через боковые окна в корпусе и необходимость в операциях по реверсу буровой колонны при включении и выключении байонетного сое. динения в процессе бурения и раэ35 груэки.

Цель изобретения — снижение трудоемкости операций по разгрузке бура от породы.

Указанная цель достигается тем, 40 что в устройстве для бурения скважин, включающем полый цилиндрический корпус, ведущую штангу с верхним и нижним упорами, размещенную в корпусе с воэможностью осевого перемеще- 4 ния, и конический спиральный рыхлитель, корпус подпружинен относитель- но ведущей штанги и снабжен подпружиненными челюстями с рычагами, установленными с возможностью взаимодействия рычагов с нижним упором ведущей штанги, выполненным в виде.диска, при этом спираль рыхлителя размещена внутри корпуса.

Кроме того, спираль рыхлителя выполнена из стержней, скрепленных между собой.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез,(левая часть проекции-процесс спуска — подъема, правая-процесс бурения и разгрузки); на фиг. 2 — 60 разрез A-A на фиг. 1.

Устройство для бурения скважин состоит из ведущей штанги 1 и поло,го цилиндрического корпуса 2, причем ведущая штанга в верхней части име- 5 ет участок некруглого сечения 3 взаимодействующий с конгруэнтным отверстием в крышке 4, жестко закрепленной на корпусе 2. Между ведущей штангой 1 и буровой колонной (не показана) установлен переходник 5, а между корпусом 2 и ведущей штангой

1 — пружина 6. В нижнем конце ведущей штанги установлен::: забурник 7.

Ведущая штанга снабжена .рыхлителем

8, выполненным в виде конусообразного шнека из скрепленных между собой цилиндрических стержней 9 (фиг. 1),. причем конусообразноеть рыхлителя 8. образована увеличением по высоте снизу вверх числа стержней, составляющих транспортирующую поверхность рыхлителя.

По нижнему торцу корпуса 2 установлены породоразрушающие резцы 10. В полости корпуса 2 на осях 11 смонтированы челюсти 12, жестко соединенные с рычагами 13 и подпружиненные относительно корпуса 2 пружиной 14 таким образом, что пружина 14. стремится постоянно прижимать челюсть 12 к стенке корпуса 2 (правая часть проекции на фиг. 1). В средней части ведущей штанги 1 на уровне рычагов

13 имеется упорный диск 15, жестко. закрепленный на ведущей штанге. Кр ка 4 корпуса 2 снабжена крюком 1б (либо другим устройством, позволяющим зафиксировать корпус бура на базовой бурильной машине ).

Устройство работает следующим образом.

Подвешенный на бурильной колонне бур опускают на забой скважины (шурфа), при этом корпус 2,относитель- но ведущей штанги 1 под действием собственного веса и усилия пружины б находится в нижнем положении, челюсти 12 закрыты (левая часть проекции на фиг. 1). После постановки на забой бур приводят во вращение, при этом рыхлитель 8, завинчиваясь в породу. Разрыхляет ее, а, часть породы, в том числе валуны и галечник, поступает на верхние витки спирали рыхлителя.

При разбуривании забоя рыхлитель 8 опережает корпус 2, сжимая пружины б, так как при вращении рых. лителя, выполненного в виде конусообразного шнека, возникает эффект завинчивания рыхлителя в породу, сознающий на ведущей штанге 1 тяговое усилие в сторону забоя, при этом минимальный вес ведущей штанги и буровой колонны (или только вес ведущей штанги при работе с крановой бурильной установкой) должен превышать рабочее усилие пружины б.

Корпус 2 с резцами 10 также вращается и обуривает периферийную часть забоя, калибруя диаметр скважины.

1040109

В начале каждого рейса бурения, Ког- да штанга с рыхлителем начинает опережать корпус, упорный диск 15 уходит вместе со штангой вниз, освобождая рычаги 13, и пружина 14 прижима ет .. челюсти 12 к стенке корпуса 2.

После заполнения межвиткового пространства рыхлителя породой с валунами вращение бура прекращают и ведущую штангу поднимают вверх.

Корпус 2 при этом остается прижа" 10 тым к забою усилием пружины 6.

В конце своего хода вверх .относительно корпуса ведущая штанга посредством упорного диска 15 нажимает на рычаги 13 и челюсти 12 закрыва- 5 ются на рыхлителе, предохраняя выбуренную породу на спиральных лопас тях рыхлителя от осыпания обратно на забой скважины.

Бур поднимают на дневную поверх- О ность, устанавливая его над грунтоприемной площадкой, затем корпус 2 подвешивается за крюк 16 к базо-! вой машине, после чего ведущую штангу опускают вниз. При этом упор ный диск 15 освобождает рычаги 13, а челюсти 12 под действием пружины 14 раскрываются, открывая рыхлитель 8, который опорожняется под .действием собственного веса породы на грунтоприемную площадку, Причем рабочий ход пружины 6 должен быть равен или превышать высоту рыхликеля, В этом случае рыхлитель при разгрузке бура доступен для визуального осмотра и очистки от застравших между в.;тками валунов вручную.

Технико-экономический эффект изобретения — значительное сокращение трудоемкости разгрузочных опера" ций.

Пружинный механизм позволяет уп" ростить процесс закрытия и раскрытия бура, что приводит к повышению рейсовой скорости бурения. Кроме того, рыхлитель в форме конусообразного шнека работает эффективнее;чем остроугольный конус с вырезами,так как рыхление лопастями шнека вызывает подачу породы с валунно-галечными включениями вверх по лопастям шнека и сам процесс рыхления требует меньшего крутящего момента на ведущей штанге.

Изготовление рыхлителя иэ сваренных между собой стержней. (диаметром 25-30 мм) повышает надежность витков рыхлителя в работе при проходе пород с валунами и упрощает технологию изготовления рыхлителя.

1040109

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Н.Джуган Техред A.A

Корректор Л,.Бокшан

Заказ 6845/33 Тирам 603

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изрбретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4