Снаряд для бурения скважин

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повьшеиие произв-сти бурения за счет одновременной замены изношенных резцов. На ступенях двухступенчатой буровой коронки снаряда с помощью дерхсавок 27 закреплены двухлезвийные резцы 1. Ступени буровой коронки выполнены в виде обойм 10 с прорезями 26, обращенными к забою и выполненными по ширине большими толщины державки 27. В прорезях

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU,„, 145653 (51)4 Е 21 В 10 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЕ1ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3865019/22-03 (22) 06.03.85 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (7l) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (72) Г.Ю, Валуконис и В.Н. Канарев (53) 622.24.051.624(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 318686, кл. E 21 В 17/04, 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 350943, кл. E 21 В 17/04, 1970. (54) СНАРЯД ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повьппение произв-сти бурения за счет одновременной замены изношенных резцов. На ступенях двухступенчатой буровой коронки снаряда с помощью державок 27 закреплены двухлезвийные резцы I ° Ступени буровой коронки выполнены в виде обойм

I0 с прорезями 26, обращенными к забою и выполненными по ширине большими толщины державки 27. В прорезях

14 о расположены державки 27, выполненные с радиальными отверстиями

29 и закрепленные в обоймах 10 с помощью запорных стер>эней. Обоймы 1 0 закреплены в кассетах (К ) 2 с воэможностью двухстороннего поворота.

В К 2 выполнены кольцевые выточки на наружной поверхности и осевые отверстия. На К 2 с возможностью взаимодействия с кольцевыми выточками закреплены фиксаторы. В осевых и радиальных отверстиях 29 расположены запорные стержни, а упругие элементы расположены в прорезях 26 и закреплены на державках 27.

56533

Снаряд для бурения скважин имеет также буровую штангу с накидной реэьбовой муфтой. При вращении буровой коронки под. действием усилий резания на одну иэ передних граней резцов 1

К 2 вместе с режущим инструментом поворачиваются в обоймах 10 на некоторый угол. При вращении буровой коронки в противоположном направлении

К 2 поворачивается в обоймах вместе с резцами 1 таким образом, что в работу вступают вторые режущие элементы резцов 1, что равносильно перезарядке, При этом К 2 могут быть извлечены и заменены новыми. 5 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к инструментам для бурения скважин в угольных пластах и мягких породах.

Цель изобретения — повышение про- 5 изводительности бурения.

На фиг. 1 представлен снаряд для бурения скважин, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — снаряд, вид сверху; на 10 фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 1.

Снаряд содержит двухлеэвийные резцы 1, кассету 2, эапорньй стержень

3 резцов 1 второй ступени, обойму

4, двухлезвийные резцы 5, установленные под углом к вертикальной оси коронки, эапорный стержень 6, запорное кольцо 7, фиксатор 8 кассеты первой ступени или забурника, корпус- 20 ную трубу 9, обоймы 10, фиксаторы 11 кассеты 2, ребра 12 жесткости забурника, хвостовик 13 буровой коронки с резьбой, ребро 14 жесткости, упор

15 кассеты, стопорную шайбу 16 фиксатора кассет, кассету 17 первой ступени, упругий элемент 18, упорную планку 19, резьбовую накидную муфту

20, буровую штангу 21, фиксатор 22 кассеты 2, бобышку 23 и шплинт 24.

Фиксатор 22 размещен в кольцевой выточке 25.

Обоймы выполнены с прорезями 26, обращенными к забою, в которых размещены державки 27. В кассетах 2 вы- 35

2 полнены осевые отверстия 28, а в державках 27 — радиальные отверстия

29, через которые державки 27 резцов

1 закреплены в. обоймах 10 с помощью эапорных стержней 6.

Прорези 26 выполнены по ширине большими толщины державок 27, что дает резцам 1 возможность двухстороннего поворота при реверсировании снаряда, упругие элементы 18 закреплены на державках 27 и установлены в прорезях 26.

Снаряд для бурения скважин работает следуют им образом.

Крутящий момент и усилие подачи передаются буровой штанге 21, имеющей концевую часть шестигранной форУ мы, которая входит в отверстие хвостовика 13 буровой коронки. Соединение буровой штанги и коронки обеспечивается накидной резьбовой муфтой

20.

Аналогичным образом осуществляется и .соединение буровых штанг бурового става. При вращении буровой коронки под действием усилий резания на одну из передних граней двухлезвийных резцов 1 кассеты 2 вместе с режущим инструментом поворачиваются в обоймах на некоторый угол, величина которого, а следовательно, и величина угла резания зависят от размеров продольного паза в верхней части обоймы, геометрических параметров двухлезвийных резцов, дефор56533 з 14 мационных свойств упругого элемента

18 и прочностных свойств разрушаемой породы, При вращении буровой коронки в противоположном направлении кассеты 2 поворачиваются в обоймах вместе с резцами таким образом, что в работу вступают вторые режущие элементы двухлезвийных резцов 1, что равносильно перезарядке режущим инструментом буровой колонки. Реверсирование буровой коронки в зависимости от прочностных свойств разрушаемых пород целесообразно осуществлять через 0,2-1,0 м пробуренной скважи ны, причем большие значения интервала реверсирования рекомендуются для менее прочных пород.

Переразрядка буровой коронки режущим инструментом осуществляется при снятии фиксаторов 8 и 11, которые конструктивно могут быть выполнены в виде винтов с головками, ввинчиваемых в обоймы 3 (фиг. 4) или в виде стержней, запираемых стопорными кольцами или шплинтами 24 (фиг. 5) в цилиндрических бобышках 23, имеющихся на обоймах. Извлеченные кассеты заменяются новыми с заранее набранными двухлезвийными резцами.

В конструкции обойм может быть преду. смотрена двухсторонняя установка фиксаторов кассет. Удаление буровой мелочи при бурении скважин на крутых пластах осуществляется за счет гравитационных сил, на полого-наклонных и наклонных — промывкой. С этой целью в корпусной трубе 9 на уровне лучей-гребенок и в обойме забурника в месте присоединения его к корпусной трубе выполнены отверстия.

Кассетная зарядка инструмента обеспечивает быструю смену режущего инструмента. Кроме того, так как кассеты второй ступени выполнены симметричными и оснащены двухлезвийными резцами, то они при извлечении могут разворачиваться на 180 и снова вставляться в обойму, что обеспечивает ввод в работу ранее не работающих резцов, а также резцов, расположенных ближе к центру коронки и имеющих величину износа меньшую, чем резцы, расположенные ближе к пе-, риферии.

Каждан буровая коронка оснащается набором кассет с различным расс я.— нием между гнездами, а следовательно, с различным шагом расстановки резцов, который принимается в зависимости от предлагаемых прочностных свойств разрушаемых пород.

Повышение скорости бурения и износостойкости буровой коронки, а следовательно, и производительности бурения достигается за счет чередования в работе режущих элементов двухлезвийных резцов в процессе бурения при изменении направления вращения буровой коронки, так как при этом направление действия реактивного мо- .

-мента на коронку со стороны разруша- емого массива будет периодически менять свой знак.

В процессе бурения обеспечивается

2р саморегулирование угла резания за счет упругих элементов, находящихся на державках резцов и упирающихся в упорные планки на боковых гранях державок резцов. В процессе бурения

25 при изменении прочностных свойств разрушаемых пород изменяется угол резания резцов, так как кассеты с двухлезвийными резцами поворачиваются на некоторый угол, величина кото-

30 рого при прочих равных условиях saвисит от величины усилий, действующих на режущих элементах резцов и деформационных свойств упругого элемента.

При увеличении усилий резания угол резания увеличивается, что положительно сказывается на прочностных свойствах режущих лезвий, а следовательно, эксплуатационной надежности

4р бурового снаряда.

Кассетная зарядка инструмента со- кращает время на замену резцов, повышает эффективность использования бурового снаряда на породах,.с различными прочностными свойствами, а розможность саморегулирования угла резания в процессе бурения будет

„пособствовать сокращению поломок режущих резцов, что в конечном итоге

SO повысит эксплуатационную надежность предлагаемого бурового снаряда.

Формула изобретения

Снаряд для бурения скважин, включающий двухступенчатую буровую коронку, с закрепленными на ступенях с помощью державок двухлезвпйными резцами и буровую штангу с накидной резьбовой муфтой, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы5 14565 шения производительности бурения за счет одновременной замены изношенных резцов, он снабжен кассетами, фиксаторами, упругими элементами и запорными стержнями, причем ступени выпол5 иены в виде обойм с прорезями, обраценными к забою, кассеты выполнены с кольцевыми выточками на наружной поверхности и осевыми отверс10 тиями, а державки резцов выполнены с радиальными отверстиями, располо33 жены в прорезях, выполненных по шири/ не большими толщины державки, и закреплены в обоймах с помощью запорных стержней, расположенных в осевых и радиальных отверстиях, упругие элементы расположены в прорезях и закреплены на державках, фиксаторы закреплены на кассетах с возможностью взаимодействия с кольцевыми выточками обойм, закрепленных в кассетах с возможностью двустороннего поворота.! 456533

1456533

Составитель А. Скалунов

Редактор А, Мотыль Техред <,яндык Корректор Н. Король

Заказ 7467/26 Тираи 514 Подписное

Мщу Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уятород, ул. Проектная, 4