Термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте

 

1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТР(Й1СТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В МЕРЗЛОМ ГРУНТЕ, включающее вибратор, полый корпус с паропроводящей арматурой, кольцевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми радиальными проточками, образукмцими режущие кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения скорости и экономичности процесса бурения путем варьирования подачи рабочего агента, оно снабжено инерционным клапаном расхода пара, вьлолненным с возможностью включения при направлении колебания коронки в сторону забоя, а радиальные проточки коронки выполнены сферическими . 2. Устройство ПОП.1, отли (Л чаю щ.ееся тем, что инерционный клапан размещен внутри буровой с коронки и выполнен в виде кольца с пружинной подвеской. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СРЛ Ц

РЕСПУБЛИК (19) 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ и aetopcHOMY СВИДЕВ\ЬСтВУ

3151) Е 21 В 7 14 (21) 3526913/22-03 (22) 29.10.82 (46) 07.04.84. Бюл. В 13 (72) Д.П. Высоцкий, Ю.О. Таргулян, Н.Н. Третьяк, В.П. Мушенко, Ю.Д. Высоцкий и М.P. Гохман (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (53) 622.233.051(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР по заявке У 3497468,кл.Е 21 В 7/ 15, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

М 665056, кл. Е 21 В 7/14, 1977 (прототип). (54) (57) 1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙ"

СТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В МЕРЗЛОМ

ГРУНТЕ, включающее вибратор, полый корпус с паропроводящей арматурой, кольцевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми. радиальными проточками, образующими режущие кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения скорости и экономичности процесса бурения путем варьи- рования подачи рабочего агента, оно снабжено инерционным клапаном расхода пара, выполненным с BosMoEHocTblo включения при направлении колебания коронки в сторону забоя, а радиальные проточки коронки выполнены сферическими.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что инерционный клапан размещен внутри буровой коронки и выполнен в виде кольца с пружинной подвеской.

Ф . 1

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин и может быть использовано, например, в области горной промышленности и строительной для бурения скважин под сваи

Известно термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте, включающее полый корпус с паропроводящей арматурой, кольцевую буровую коронку, в торцовой части которой выполнены радиальные проточки, в основаниях которых размещены отверстия 1 .

Недостатком устройства является то, что степень механического воздействия.на забой относительно невысока, вследствие чего скорость бурения снижается.

Более близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте, включаюшее вибратор, полый корпус .с паропроводящей арматурой, кольцевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми радиальными проточками, образующими режущие кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки 2 ).

Недостатком устройства является то, что вследствие остроугольной фор мы режущих коронок эффективность передачи энергии рабочего агента кольцевому забою несколько снижается, что приводит к снижению скорости бурения, а постоянный подвод пара к забою приводит к снижению экономичности бурения.

Цель изобретения — повышение скорости и экономичности процесса бурения за счет варьирования подачи рабочего агента. укаэанная цель достигается тем, что термомеханнческое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте, включающее вибратор, полый корпус с паропроводящей арматурой, коль цевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми радиальными проточками, образующими режущие кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки, снабжено инерционным клапаном расхода пара, выполненным с возможностью включения при направлении колебания коронки в сторону забоя, а радиальные проточки коронки выполнены сферическими.

084404

Кроме того, инерционный клапан размещен внутри буровой коронки и выполнен в виде кольцевого клапана с пружинной подвеской.

На фиг. 1 показано устройство с частичным продольным разрезом; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1, буровая коронка; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 (вид торцовой части буровой коронки).

Термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте состоит из полого корпуса 1, вибратора 2, кольцевой буровой коронки 3

15 с отверстиями 4 для выхода пара, внутренней полостью 5, радиальными проточками 6, образующими режущие кромки 7; паропроводящей арматуры

8, кольцевого инерционного клапана 9, 20 который размещен в полости 5 коронки 3 и имеет пружину 1О подвески, причем масса клапана 9 н жесткость пружины 10 подобраны с учетом работы клапана в противофазе коле25 баниям коронки 3 °

Радиальные проточки 6 выполнены сферическими, причем диаметр закругления сферы проточек 6 равен расстоянию между смежньаии выходньии зо отверстиями 4 для выхоца пара.

Устройство имеет паропроводящую арматуру 11 °

Принцип работы термомеханического устройства для бурения следующий.

Под воздействием струй пара .(на фиг. 1 направление движения пара показано стрелками), выходящих через отверстия 4, происходит оттаивание мерзлого грунта под радиальньии проточками 6, где образуются протаянные лунки. Перемычки иэ мерзлого грунта между образованными лунками по периметру буровой коронки 3 разрушаются под воздействием вибрации

45 Режущими кромками 7, "o«pb «K b -. вают мерзлый грунт в сторону лунок, и затем сколотый грунт отттаивается парок, чему способствует выпоЛнение проточек 6 в виде сфер.

Вертикальные колебания корпуса 1 от работы вибратора 2 воздействуют на инерционный клапан 9, который открывает пар к выходным отверстиям

4 в момент, когда рабочий орган идет вниз и отверстия 4 для выхода

55 пара приближаются к забою,и прикрывают пар, когда рабочий орган идет вверх и выходные отверстия 4 удаляются от забоя.

3 f084404 4

При использовании предлагаемого боя рабочим агентом возрастает, что 1 изобретения в результате импульсной облегчает механическое воздействие подачи пара при приподнятом (верхней на забой и такие приводит к сникени фазе колебания коронки) рабочем расхода пара. органе эффектйвйость обработки за1084404

Составитель В. Захаров

Техред М.Кузьма . Корректор A. Зимокосов

Редактор Н. Руднева

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

Заказ 1946/24 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5