Шурфобур

 

1. ШУРФОБУР, содержащий корпус с керноприёмником; переходник , жестко закрепленный на буровой Колонне, шнековую спираль с породоразЕУушающими лезвиями, закрепленную на корпусе, и механизм подрезки керна, включающий вертикальные валы и керноподрезающие ножи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, керноподрезающие ножи снабжены втулками с щелевидными отверстиями в верхних торцах, установленными продольно оси вращения ножей, а переходник жестко связан с вертикальными валами и установлен с возможностью ocefeoro пере . мещения, причем нижняя часть камсдого вертикального вала выполнена в виде спирали, установленной В казхдом щелевидном отверстии. 2. Шурфобур поп. 1,отли-. чающийся тем, что, с целью § повышения эффективности процесса под (Л .резки керна, переходник подпружинен относительно корпуса шурфобура.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 > E 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3445754/22-03 (22) 28.05,82 (46) 15.09.83. Вюл. Р 34 (72) В.Л.Гой (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука (53) 692.24.051 (088.8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР

Р 620535, кл. E 21 H 7/24, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 685763, кл. E 21 В 7/24, 1972 (прототип). (54)(57) 1. ШУРФОБУР, содержащий корпус с керноприемником, переходник, жестко закрепленный на буровой колонне, шнековую спираль с породоразрушающими лезвиями, закрепленную

„.БО„„А на корпусе, и механизм подрезки керна, включающий вертикальные валы и керноподрезающие ножи, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения надежности, керноподреэающие ножи снабхены втулками с щелевидными отверстиями в верхних торцах, установленными продольно оси вращения ножей, а переходник жестко связан с вертикальными валами и установлен с воэможностью осевого перемещения, причем нихняя часть каждого вертикального вала выполнена в виде спирали, установленной в каидом щелевидном отверстии.

2. Шурфобур по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью Я повышения эффективности процесса под .резки керна, переходник подпружинен относительно корпуса шурфобура.

1041666

Изобретение относится к горной и строительной промышленности, а именно к бурению шурфов и неглубоких скважин с отбором керна большого диаметра в мягких породах с ненарушенной структурой.

Известно устройство для бурения скважин, включающее привод вращения, соосно располо>кенные наружную шнековую трубу с режущей торцовой коронкой и внутреннюю трубу,.а также уст- 10 ройство для подрезки и выемки керна, размещенное в межтрубном пространстве, выполненное в виде подпружиненных грейферных челюстей и снабженное гидроцилкндрами,причем грейферные 15 челюсти шарнирно установлены в основании внутренней трубы, а гидроцилиндры установлены с воэможностью взаимодействия с внутренней трубой с помощью сухарей (1 1.

Недостаток данного устройства заключается в громоздкости бурового става, состоящего из двух труб больгого диаметра, что исключает его наращивание и ограничивает максималь- 25 ную глубину бурения. Кроме того, наличие гидроцилиндров предполагает использование гидравлической системы, что еще более усложняет устройство.

° 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шурфобур, содер>кащий корпус с керноприемником, переходник, жестко закрепленный на буровой колонне, шнековую спираль с З5 породоразрушающими лезвиями, закрепленную на корпусе, и механизм подрезки керна, включающий вертикальные валы и керноподрезные ножи (2 ).

Недостаток этого устройства эа- 40 ключается в необходимости реверсивного привода буровых штанг, что исключает применение стандартных резьбовых соединений штанг. Кроме того, механизм подрезки керна сложен 45 по конструкции и ненадежен в работе при наличии шлама на забое.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что у шурфобура, содержащего корпус с керноприемником, переходник, жестко закрепленный на буровой колонне, шнековую спираль с породоразрушающими лезвиями, закрепленную на корпусе, и механизм подрезки керна, включающий вертикальные валы и керноподрезающие ножи, последние снабжены втулками со щелевидными отвер.— стиями в верхних торцах, установленными продольно оси вращения ножей, 60 а переходйик жестко связан с вертикальными валами и установлен с возможностью осевого перемещения, причем нижняя часть каждого вертикального вала выполнена в виде спирали, 65 установленнои в каждом щелевидном отверстии.

Кроме того, переходник может быть подпру>кинен относительно корпуса шурфобура.

На фиг. 1 изображен шурфобур, общий вид (на левой части Мида-- в положении бурения, на правой — в процессе подрезки керна ); на фиг.2 разрез A-A на фиг. 1 (в рабочем положении керноподреэающих ножей ), на фиг. 3 — вариант выполнения шурфобура с подпружиненным переходником; на фиг. 4 — керноподрезающий нож с нижним участком вертикального вала; на фиг. 5 — разрез Ь-Б на фиг. 4.

Иурфобур содер>кит корпус, в состав которого входит шнековая труба 1,крышка 2 и коронка 3, причем коронка 3 жестко соединена со шнековой трубой 1, а крышка -2 прикреплена к шнековой трубе 1 с помощью разъемного болтового соединения. На шнековой трубе 1 и коронке 3 жестко установлена шнековая спираль 4, имеющая в своей нижней части .породоразрушающие лезвия 5. В крышке 2 размещен переходник б с возможностью поступательного перемещения, взаимодействующий с ней профильным участком 7 (квадрат, шлицы и т.д.), В верхней части переходника б выполнено средство 8 подсоединения шурфобура к буровой колонне. Нижни 1 торец переходника б снабжен диском 9 с жестко закрепленными на нем и дропущенными через направляющую 10 ,вертикальными валами 11, рабочая часть 12 которых выполнена в виде спирали и размещена во втулках 13 керноподрезающих ножей.

Верхние торцы втулок. 13 имеют щелевидные отверстия 14. В полости корпуса на направляющей 10 размещена диафрагма 15, на которой посредством шарикоподшипников 16 смонтирована керноприемная гильзая 17.

Возмо>кен вариант конструкции шурфобура с установкой пружины 18 между переходником б и крышкой 2. На переходнике б выполнены две канавки

19, а в крышке 2 установлены фиксаторы 20, служащие для фиксации корпуса шурфобура относительно перехсдника 6 и буровой колонны в крайних положениях.

Ыурфобур работает следующим образом.

В процессе спуска в скважину на колонне буровых штанг корпус шурфобура подвешен на переходнике б и керноподреэающие ножи находятся в рабочем положении. При опускании на забой шурфобур останавливается, а переходник 6 под весом колонны буровых штанг продолжает двигаться вниз вместе с вертикальными вала1041666 ми 11, которые своей рабочей частью

12, выполненной в виде спирали, взаимодействуют с щелевидным отверстием 14 в верхних торцах втулок 13 керноподрезающих ножен и .поворачивают ножи,в нерабочее 21 положение.

Шурфобур приводят во вращение,при этом крутящий момент на него передается через профильный участок 7, а осевая нагрузка — от переходника

6 на кры»ку 2 и далее на корпус. 10

Производится бурение шурфа, в процессе которого породоразрушающие лезвия 5 разрушают породу и она принимается шнековыми спиралями 4.

Неразрушенный участок в центре, забоя 35 входит в керноприемную гильзу 17.

По окончании рейса, равного по длине высоте гильзы 17, углубку шурфобура прекращают и начинают медлен- . ный подъем колонны буровых штанг с одновременным вращением шурфобура .Корпус шурфобура при этом под дей-,. ствием собственного веса остается на забое, а переходник 6, поднимаясь относительно корпуса, приподнимает за собой вертикальные валы 11, рабочая часть 12 которых поворачивает на некоторый угол втулки 13 совместно с керноподрезающими ножами,.производящими подрезку керна.

Затем шурфобур поднимают на дневную поверхность, очищают шнековые

) спирали 4 от разрушенной породы и установкой шурфобура на упор отводят керноподрезающие ножи в положение

21, освобождают керноприемную гильзу от керна. При этом верхнее положение корпуса относительно переводника 6, когда ножи убраны в положение 21, фиксируют с помощью фиксатора 20 в канавках 19. B таком положении шурфобур поднимают над грунтоприемной площадкой с убранными ножами и извлекают керн из гильзы 17. Если веса шурфобура недостаточно для создания на керноподрезающих ножах необходимого усилия резания, например при проходке более твердых пород, то между переходником 6 и крышкой 2 устанавливается пружина 18 с рабочим усилием, несколько меньшим веса колонны буровых штанг. В этом случае усилие на ножах равно весу шурфобура и части веса колонны буровых штанг, так как при медленном движении переходника 6 вверх на керноподрезающие ножи передается часть веса колонны буровых штанг. !

Данное устройство позволяет значительно повысить производительность бурения шурфов за счет автоматического включения при подъеме керноподрезного механизма.

1041666

1041666

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