Устройство для погружения полимерных гидроигл в скважины

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ПОГРУЯСЕНИЯ (ПОЛИМЕРНЫХ ГИДРОИГЛ В СКВАЖИНЫ,вклю-, Чающее вибровращательную каретку, . штангу с буровоД коронкой и узел для заправки гидроигл, содержащий корпус с вертикальным осевым каналом и загрузочной наклонной прсфезью, о тличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения производительности при использовании вибровращательной каретки с каналом для нагнетания жидкости или газа, штанга выполнена с осевым каналом, закреплена на кгфетгке через узел для заправки гидроигл, который .имеет коаксиально установленную в канале его корпуса с возможностью повсфота втулочную пробку с выведенной через корпус ручкой управления и наклонной прорезью, совмещенной в одном из п.оложений пробки с наклонной прорезью корпуса, при зтом буровая коронка смонтирована на штанге посредством переходника с расширяющимся в сторону последней осевым кангшом, выполнена с разновеликими по длине и расположенными в ее торцовой части режущими кромками и имеет выведенный в зону между последними наклонный кангш, который последовательно сообщен с каналами переходника, (отангй, узла для за .правки гидроигл и расположенным в вибровращательной каретке нагнета1 тельным канал «. СЛ « tsD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3ЦР Е 21 В 7/24

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3549174/22-03 (22) 16 12.82 (46) 30,11.83. Бюл, 9 44 (72) П.Д. Чабан, О.Г.Бондаренко, А.И.Осипов., О.A.Батухтин и A.È.Øòûêà (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт золота .и редких ме-. ° таллов (53) 624,155.1.002 ° 5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 96536, кл. Е 21 В 7/20, 1952 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3549174,кл.E 21 В 7/20, 24 ° 06,82 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ ПОГРУЖЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ГИДРОИГЛ В СКВАЖИНЫ вклю, чающее вибровращательную каретку, штангу с буровой коронкой и узел цля заправки гидроигл, содержащий корпус с вертикальным осевьм каналом и загрузочной наклонной прорезью, о тличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения производительности при исSV;„,1057672 А пользовании вибровращательной каретки с каналом для нагнетания жидкости или газа, штанга выполнена с осевым каналом, закреплена на каретке через узел для заправки гидроигл, который .имеет коаксиально установленную в канале его корпуса с воэмож ностью поворота втулочную пробку с выведенной через корпус ручкой управления и наклонной прорезью, совмещенной в одном из положений пробки с наклонной прорезью корпуса, при этом . буровая коронка смонтирована на штан ге посредством переходника с расширяющимся в сторону последней осевым каналом, выполнена с разновеликими по длине и расположенными в ее тор- I цовой части режущими кромками и имеет выведенный в вону между последними наклонный канал, который последовательно сообщен с каналами С переходника, штанги, узла для за,правки гидроигл и расположенным в вибровращательной каретке нагнетаIтельным каналом.

1057672

Изобретение относится к тенологии открытой разработки вечномерэлых пород и может быть использовано в горно-добывающей промышленности и строительстве при гидрооттаива.нии мерзлого грунта с предварительной установкой полимерных гидроигл в скважины в летнее время.

Известно устройст во для бурения скважин, используемых в последующем для размещения в них полимерных гидроигл, состоящее иэ двух. разъем:ных частей: обсадной трубы с цилиндрической коронкой и вставленной внутри трубки буровой штанги с коронкой. Буровую штангу соединяют с обсадной трубой посредств м соединительной муфты. С верхн и частью муфты сочленяют хвостовик бурильного молотка. Бурение шпуров ведут через разрушенную породу на глубину.

75-1 00 мм в устойчивой породе, .затем производят поворот бурового молотка на.угол 2-3о.по часовой стрелке.и отсоединяют буровую .штангу с коронкой, муфтой и хвостовиком от обсадной трубы, Вместо .буровой штанги и связанных с нею деталей в бурильный

-молоток вставляют бурильный бур с диаметром коронки, равным внутреннему диаметру обсадной трубы, после чего бурение продолжают, пока не дос тигнут нормальной глубины шпура.Обсадная труба остается при этом в шпуре и предотвращает попадание в него разрушенной породы(1).

Недостатками укаэанного устройств являются невозможность . бурения через толстый слОй разрушенной (талой) породы, так как обсадная труба не имеет продувочных окон для выхода,, шлама, а также необходимость монтажа и демонтажа при его бурении каждой скважины, предназначенной для установки полимерных гидроигл.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для погружения полимерных гидроигл в скважины, включающее наружную обсадную трубу с прикрепленной к ней посредством разъемного соединения муфтой.и внутреннюю штангу с буровой коронкой °

Муфта выполнена с осевым каналом, через который йрьпущена штанга,а обсадная труба — с загрузочной наклонной прорезью 2 ).

Однако для известного устройства характерна значительная металлоем.кость, определяемая наличием обсадной трубы, и недостаточная производи тельность, так как в общей техноло- гии погружения полимерной гидроиглы в скважину предусмотрена нерациональная операция, связанная с погружением и извлечением обсадной ,.трубы,, Цель изобретения — снижение металлоемкости конструкции устройства и по вышение его производительности при использовании вибровращательной каретки с каналом для нагнетания жидкости или газа.

Указанная цель достигается тем, 5 что в устройстве для погружения полимерных гидроигл в скважины, включающем вибровращательную каретку, штангу с буровой коронкой и узел для заправки гидроигл,содержащий кор"Щ пус с вертикальным осевым каналом и загрузочной наклонной прорезью,штанга выполнена с осевым каналом, э акреплена на каретке через узел для заправки гидроигл, который имеет .коаксиально установленную в канале его корпуса с возможностью поворота втулочную пробку с выведенной через корпус ручкой управления и наклонной прорезью, совмещенной в.одном из положений пробки с наклонной прорезью корпуса, при этом буровая коронка смонтирована на штанге посредством переходника с расширяющимся в сторону по)следней осевым каналом, выполнена с разновеликими по длине и расположенными в ее торцовой части режущими кромками и имеет выведенный в зону между последними наклонный канал, который последовательно сообщен с каналами переходника, штанги, узла

-Зо для заправки гидроигл и,расположенным в вибровращательной каретке нагнетательним каналом.

На фиг. 1 изображено устройство для погружения полимерных гидроигл, а35 продольный разрез; на фиг. 2— буровая коронка, вид сбоку; на фиг, 3 — то же, вид снизу; на фиг. 4 — втулочная пробка с ручкой управления °

4О Устройство включает узел для заправки полимерной гидроиглы, корпус 1 которого реэьбовым соединением жестко связан со шпинделеем 2 вибровращательной каретки 3. Корпус 1

45 имеет наклонную загрузочную прорезь

4 с закругленными и скошенными под углами 30 и 45 к оси корпуса 1 кра ями. Внутри корпуса 1 коаксиально и . свободно размещена пробка 5, которая выполнена в виде цилиндра и имеет такую.же наклонную прорезь 6 и ввинченную в нее ручку 7 управления. В корпусе 1 имеется также горизонтальная прорезь, через которую пропущена ручка 7. На корпус- 1 навинчена штанга 8, в другой конец которой вкручен переходник 9, имеющий осевой канал 10, ° верхняя часть которого выполнена расширяющейся и виде центрирующей воронки 11 ° На переходник 9

60 навинчена буровая коронка 12, которая имеет наклонный канал 13 предназначенный для промывки или продувки скважины и погружения через него полимерной гидроиглы 14, и снабжена тремя режущими кромками с твердо1057672 сплавными пластинами; двумя короткими 15 и одной длинной 16. Канал 13 выведен в зону между режущими кромками 15 и 16 и последовательно сообщен с каналами 10,17, 18 и 19 соответственно переходника 9, штанги 8, 5 корпуса 1 узла заправки и шпинделя

2, Канал 19, в свою очередь, сообщен с источником нагнетания жидкости или газа.

Устройство монтируется и рабо тает следующим образом.

На шпиндель 2 вибровращательной каретки 3 последовательно навинчиваются корпус 1, штанга 8, переходник 9 и буровая коронка 12. Устройство готово к работе, после zего начинают процесс бурения. Бурение ведут обычным способом с промывкой водой или продувкой воздухом, при этом пробка 5 повернута ручкой 7 таким образом, чтобы загрузочная прорезь 4 была закрыта. По окончании процесса бурения прекращают подачу воды или воздуха и, поворачивая ручку 7, открывают загрузочную прорезь 4 для погружения полимерной гидроиглы 14. B загрузочную прорезь 4 вставляют и проталкивают внутрь полимерную гидроиглу 14 апределенной длины (в зависимости от глубины скважины), причем конец у : 30 нее срезан под углом 45о, что облегчает ее погружение.

Как видно иэ фиг. 1, полимерная гидроигла 14 изогнута, так как она нарезается иэ трубы небольшого ди- 35 аметра, поставляемой в бухтах. Поэтому для удобства ее погружения через загрузочную прорезь 4 последняя выполнена с закругленными и скошенными под Разными углами краями, что 40 позволяет менять угол погружения по лимерной гидроиглы 14 и погружать как прямые, так и изогнутые гидроиглы., После погружения полимерной гидро-45 иглы 14 второй ее конец вставляют через загрузочную прорезь 4 в корпусе 1 и, поворачивая ручку 7 пробки 5, закрывают загрузочную прорезь 4. Затем вместе с подачей воды или воздуха начинают поднимать вибровращательную каретку 3, а вместе с ней и весь буровой став. Эа счет давления воды или воздуха на полимерную гидроиглу 14 последняя через канал .

13. начинает выдавливаться в освобождающуюся скважину. После полного подъема бурового става в скважине остается полимерная гидроигла 14, которую затем используют для оттайки мерзлых пород. Затем устройство переводят к следующей скважине и процесс повторяется.

Как видно из фиг. 3, выход канала 13 расположен эксцентрично коронки 12 и твердосплавная пластина кромки 16 почти доходит до центра коронки 12, что позволяет вести полное обуривание забоя скважины, Если выходное отверстие канала 13 расположить в центре коронки 12, то оно забьется неразбуренной породой,что вообще прекратит очистку скважины от шлама и не позволит погружать через него полимерную гидроиглу в скважину.

Величина угла с(.(угол наклона канала 13 к оси коронки 12) выбирается исходя из геометрических соотношений между диаметром канала 13 и его высотой и не должна превышать

15, так как при большем угле с(.бу- дет затруднено, а то и невозможно прохождение полимерной гидроиглы 14 через канал 13 при ее,погружении, в результате чего промывка или продувка скважины станет однобокой.

В настоящее время гидроиглы изготавливают как устройства для многократного погружения, что вызывает необходимость дополнительных операций по их извлечению, правке и ремонту, а их большой вес,- вызванный необходимостью соблюдения требований по прочности бурового снаряда, в значительной мере увеличивает трудоемкость этих операций. Естественное снижение прочности многократно используемых труб вызывает повышенную аварийность у ри погружении гидроигл и увеличенйе их потерь при извлечении.

Долголетнее использование труб приводит к затратам средств на их сбор и хранение.

Предлагаемое устройство обеспечивает значительную экономию высоколегированной стали, снижение трудоемкости работ при игловой оттайке и отсутствие дополнительных операций по извлечению, правке и ремонту гидроигл.

1057672

1057672

Составитель Н.Лихоперский

Редактор М.Рачкулинец .Техред Ж.Кастелевич .

Корректор . TJlcKo

Заказ 9545/38 Тираж 603

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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