Шнековый бур

 

ЩНЕКОВЫЙ БУР по авт.св. 1002499, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения работы бура в режимах вращательного или удйрно-вращательного шНекового бурения, в верхней части опорной трубы выполнены лабиринтные пазы, а внутренняя поверхность шнековой трубы имеет кулачки и упоры , -причем кулачки размещены в лабиринтных пазах с возможностью перемещения по ним, а упоры установлены напротив шпицевых пазов ударника с возможностью перемещения по ним и взаимодействия с его верхней торцовой поверхностью.

СОЮЗ COBETCHMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЙУБЛИН (др Е 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРМТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаеснаму свидатияЬствм (6t) 1002499 . (21) 3450809/22-03 (22) 10.06.82 (46) 07.03.85. Вюп. Р 9 (72) В Н. Комаров., С.П. Мельников, М.М. Розин и Л.П. Андреев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтяного машиностроения (53) 622.243.955(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 1002499, кл. Е 21 В 7/24,; 1981 (54)(57) ШНЕКОВЫЙ ВУР по авт.св.

9 1002499 ° î т л и ч а ю шийся

„„SU„,„ 1143826 А тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения работы бура в режимах вращательного или ударно-вращательного шнекового бурения, в верхней части опорной трубы выполнены лабиринтные назы, а внутренняя поверхность шнековой трубы имеет кулачки и упоры, причем кулачки размещены в ла» биринтных пазах с возможностью перемещения по ним, а упоры установлены напротив шлицевых пазов ударника с возможностью неремещенйя по ним и взаимодействия с его верхней торцовой поверхностью.

4 114

Изоб ретение относится к устройст. вам для бурения.

По основному авт. св.Ф 1002499 известен шнековый бур, включающий пустотелую шнековую трубу, соеди-ненную с переходником, размещенный в нем ударник, наковальню с буровым долотом и опорную трубу, у которого наковальня снабжена установленным концентрично опорной трубе патруб- 10 ком, на наружной поверхности которого выполнены выступы, на внутренней поверхности ударника также выполнены выступы с возможностью их взаимодействия, при этом переходник 15 соединен с верхней частью ударника посредством шлицевого соединения 1 1).

Недостаток известного шнекового бура заключается в том, что его конструкция не позволяет в процес- 20 се бурения переключать бур с ударновращательного действия на вращательное и наоборот, что сужает технологические возможности бура, Целью изобретения является рас- 25 ширение технологических возможностей шнекового бура путем обеспечения его работы в режимах вращательного или ударно-вращательного шнекового бурения. 30

Указанная цель достигается тем, что в шнековом буре, включающем пус" тотелую шнековую трубу, соединенную . с переходником, размещенный в ней ударник, наковальню с буровым долотом и опорную трубу, у которого наковальня снабжена установленным концентрично опорной трубе патрубком, на наружной поверхности которого выполнены выступы, на внутренней поверхности ударника также выполнены выступы с возможностью их взаимодействия, при этом переходник соединен с верхнеч частью ударника посредством шлицевого соединения, 45 в верхней части опорной трубы выполнены лабиринтные пазы, а внутренняя поверхность шнековой трубы имеет кулачки и упоры, причем кулачки размещены в лабиринтных пазах с

50 возможностью перемещения по ним, а упоры установлены напротив шлицевых пазов ударника с возможностью перемещения по ним и взаимодействия с его веРхней торповой поверхностью.

5S

На фиг. 1 изображен шнековый .бур, продольный разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; íà A»r. 3 — разрез Б-Б

3826 2 на фиг. 1, при работе бура. в режиме ударно-вращательного бурения; на фиг. 4 — то же, при работе бура в режиме вращательного бурения, на фиг. 5 — - развертка лабиринтных пазов шнекового бура.

Шнековый бур имеет пустотелую шнековую трубу 1 (фиг. 1) и размещенный в ней ударный механизм, включающий наковальню 2, жестко связанную с буровым долотом 3 и имеющую подшипниковый узел 4, через который наковальня соединяется с опорной трубой 5. На торцовой части наковальни выполнены один или несколько винтовых выступов б, имеющих наклонные поверхности вверх по ходу вращения.

К наковальне прикреплен патрубок 7 с выступами на верхнем конце, причем количество выступов соответствует количеству винтовых выступов наковальни. Ударник 8 имеет в нижней части ответные винтовые выступы 9, а на боковой части выступы 10, взаимодействующие с выступами патрубка наковальни 2. В верхней части ударника имеются прорези 11 шлицевого устройства.

Шлицевое устройство состоит из корпуса 12 и взаимодействующих с ним кулачков.13, на нижней боковой части корпуса 12 имеются пальцы с подшипниками 14, входящими в прорези 1 ударника 8. На боковой поверхности корпуса 12 выполнены лабиринтные пазы 15 в которых размещаются кулачки 13 (фиг. 2 и 5).

На внутренней боковой поверхности пустотелой шнековой трубы 1 на уровне верхней части ударника 8 имеются два упора 1б, которые благодаря наличию лабиринтных пазов могут иметь два положения — одно вдоль прорезей 11 и.второе, смещенное на

90 по отношению к прорезям 15 (фиг ° 3 и 4) .

Работа шнекового бура осуществляется следующим образом.

В режиме ударно-вращательного бурения.

Исходное положение: кулачки 13 находятся в лабиринтных пазах 15 в положении, при.котором упоры 16 располагаются против прорезей 11, в верхней части ударника Я (фиг.1 и 31..

Нри вращении шнековой трубы 1 кулачки 13 вращают корпус 12 шлицевого устройства, а тот, в свою

1143826 очередь, передает вращение через пальцы 14 ударнику 8 ° Вначале вращения долото 3, а вместе с ним и наковальня 2 с патрубком 7 удерживаются от вращения реактивным усилием долота, благодаря чему происходит перемещение винтовых выступов 9 ударника 8 относительно наковальни 2 и ударник поднимается вверх на высоту винтового выступа 6, а затем Ц срывается с него и наносит удар по наковальне 2. Упор 16, находясь против прорези 11 не препятствует подъему ударника 8, поскольку прорезь 11 входит свободно в упор 16. 15

При подъеме ударника вместе с ним поднимаетоя выступ 10, который к концу подъема выходит на уровень вьк:тулов патрубка 7 и в момент соскакивания ударника с винтового выступа 20

6 наковальни 2 происходит соприкосновение выступа 10 с выступами патрубка 7 и совместное их вращение в течение всего времени падения ударника 8. В конце падения удар- 25 ника 8 происходит расцепление высту-. ла 10 с выступом патрубка 7, снова прекращается вращение наковальни 2 и связанного с ней долота 3 и процесс повторяется. 30

Таким образом, в режиме ударновращательного бурения шнековый бур осуществляет следующие функции: постоянное вращение.шнековой колонны, с частотой, обеспечивающей вынос

35 выбуренной породы; интенсивное внед:,рение резцов долота в породу под од ; новременным воздействием усилия подачи и ударов, наносимых.ло нако-!

i вальне прерывистое вращение доло40 та, под воздействием боковых ударов, i обеспечивающих разрушение породы на участке применения долота.

Совместное воздействие указанных факторов обеспечивает интенсивное разрушение твердой породы и вынос ее на поверхность.

В режиме вращательного шнекового бурения.

При бурении мягких пород, разрушение которых не требует дополнительных ударов, необходимо повернуть шнековую трубу 1 путем проворота бурильной колонны с поверхности в обратном направлении, .приподнять ее вверх, а затем снова повернуть назад до упора и опустить вниз. При этом кулачки 13 перемещаются по ла-, биринтным пазам 15 относительно корпуса 12 шлицевого устройства.

При этом упоры 16 смещаются относительно прорези 11 ударника на 90

При вращении шнековой трубы 1 в прямом направлении кулачки 13 заходят в вырез лабиринтных пазов и фиксируются в осевом направлении (фиг.;,2), В указанном положении лопасть долота совпадает с нижней лопастью шнека с тем, чтобы обеспечить вынос породы.

Вследствие того, что упоры 16 препятствуют подъему ударника 8, последний вращается вместе с наковальней 2 и долотом 3, что и необходимо для осуществления обычного шнекового бурения.

Переход на ударно-вращательный способ. бурения осуществляется в обратной последовательности.

Применение предлагаемого шнекового бура с изменяемым режимом работы позвбляет избежать непроизводительных затрат времени на замену бурового инструмента и облегчить труд буровой бригады.

))43826

1143826 рем и и ращаюею ога

Юуреюиа

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Ан. Шандор Техред С.йовмий . Корректор А. Обручар

Закаэ 867/26 Тирж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал НПП "Патент", г. Умгород, ул. Проектная, 4