Расширитель для бурения скважин большого диаметра

 

Использование: в горной промышленности для бурения скважин большого диаметра и шахтных стволов. Сущность изобретения: расширитель содержит корпус и закрепленные на нем ярусообразно лапы с клиновидными шарошками, причем шарошки на лапах установлены консольно и размещены между корпусом и лапами. С целью повышения производительности процесса бурения минимальное расстояние между шарошкой и корпусом равно или превышает высоту клиновидного вооружения шарошки. 2 ил.

Изобретение относится к роторному бурению шахтных стволов и скважин большого диаметра, конкретно к устройству породоразрушающих органов.

Известны буровые органы плоской формы (лобового действия), разрушающие породный массив по всему сечению горной выработки за один проход . Органам лобового действия свойственная низкая эффективность бурения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является расширитель уступного действия, включающий корпус и ярусообразно закрепленные на нем лапы с шарошками, установленными между лапами и корпусом .

Такой расширитель дает высокие технико-экономические показатели при бурении хрупких пород за счет крупного скола.

Недостатком устройства является низкая эффективность при бурении в вязких склонных к сальникообразованию породах, когда на шарошках и корпусе образуется плотный глинистый сальник, препятствующий внедрению вооружения шарошек в породный массив.

Цель изобретения заключается в повышении производительности расширителя в вязких тугопластичных породах.

Достигается это тем, что минимальное расстояние между шарошкой и корпусом равно или превышает высоту вооружения шарошки.

Отличительным признаком предлагаемого технического решения является обеспечение определенного расстояния между шарошкой и корпусом - равного или превышающего высоту вооружения шарошки.

Преимуществом предлагаемого технического решения является исключение сальникообразования на шарошках и корпусе расширителя, вследствие чего повышается эффективность бурения, заключающаяся в повышении механической скорости бурения, увеличении продолжительности работы бурового органа до подъема (сокращение непроизводительного времени, затрачиваемого на спуско-подъемы), сокращение общей продолжительности бурения, энергозатрат, трудозатрат, амортизационных отчислений.

Предлагаемое техническое решение распространяется как на расширители для фазного бурения, так и на расширители в составе бура с забурником.

Сравнение предлагаемого технического решения с известными, а также с прототипом, свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию новизны.

Сравнение с прототипом и другими известными решениями не позволило выявить признаков, аналогичных тому, которым предлагаемое решение отличается от прототипа и который обеспечивает новый технический эффект, заключающийся в исключении сальникообразования на шарошках и корпусе и в конечном счете в повышении эффективности бурения в сальникообразующих породах, что позволяет считать отличие предлагаемого технического решения соответствующим критерию "существенного".

На фиг. 1 и фиг. 2 представлены чертежи предлагаемого решения.

На фиг. 1 показан расширитель, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Расширитель состоит из корпуса 1 и ярусообразно расположенного на нем шарошечного инструмента, состоящего из папы 2 и венца 3 с вооружением 4, например клиновидно-дисковым или зубчатым. Венец 3 расположен между корпусом 1 и лапой 2. Минимальное расстояние В между корпусом 1 и венцом 3 равно или превышает высоту Н вооружения 4.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. При бурении по сальникообразующим породам тонкодисперсный шлам, образующийся на контакте вооружения 4 шарошки с породным массивом 5 и склонный к адгезии на металле, постепенно вытесняется в сторону, противоположную породному массиву 5, то есть в сторону корпуса 1, скользя вдоль конической поверхности венца 3 шарошки. Таким путем из тонкодисперсного шлама, как из теста, постепенно формируется сальниковый бублик 6, толщина которого приблизительно равна высоте Н вооружения 4 шарошки. В связи с тем, что венец 3 шарошки имеет коническую форму, по мере удаления бублика 6 от вооружения 4 он теряет связь с венцом 3, скользит вдоль него и сваливается в промежуток между венцом шарошки и корпусом 1 расширителя при условии, что расстояние В ≥ Н. При меньшем значении размера В бублик не имеет возможности схода с шарошки, в результате чего происходит засаливание всей шарошки, включая вооружение и пространства между шарошкой и корпусом.

Формула изобретения

РАСШИРИТЕЛЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающий корпус и закрепленные на нем ярусообразно лапы с консольно установленными на них между лапами и корпусом шарошками с клиновидным вооружением, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности расширителя в вязких и тугоплавких грунтах, минимальное расстояние между шарошкой и корпусом равно или превышает высоту клиновидного вооружения шарошки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2