Устройство для бурения скважин

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции устройств для бурения погружными пневмоударниками скважин большого диаметра на станках шарошечного бурения. Устройство включает пневмоударник, в корпусе которого размещен поршень-ударник, через осевое отверстие которого пропущена воздухораспределительная трубка, на которой с возможностью взаимодействия с поршнем-ударником установлена штыревая коронка. Воздухораспределительная трубка пропущена через осевое отверстие штыревой коронки, при этом на конце воздухораспределительной трубки закреплено шарошечное долото, диаметр которого меньше диаметра штыревой коронки. Корпус навинчен на бурильной колонке шарошечного бурового станка. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат при бурении и расширение технологических возможностей экономичных маломощных шарошечных буровых станков. 2 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкции устройств для бурения погружными пневмоударниками скважин большого диаметра на станках шарошечного бурения.

Известны шарошечные долота, закрепленные на бурильной колонке станков шарошечного бурения (см. Справочник инженера по бурению, под редакцией В.И. Мищевича, Н.А.Сидорова, изд. "Недра", М., 1973 г., т. I, с. 174-180).

Незначительное увеличение диаметра буримых скважин требует значительного увеличения осевого усилия и крутящего момента на бурильную колонку, что может обеспечить использование только мощных габаритных станков шарошечного бурения с большими энергозатратами.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для бурения скважин, содержащее пневмоударник, в корпусе которого размещен поршень-ударник, через осевое отверстие которого пропущена воздухораспределительная трубка, на которой с возможностью взаимодействия с поршнем-ударником установлена штыревая коронка (см. а. с. СССР 998742 А, кл. Е 24 С 3/21, 1983 г.).

При бурении скважин большого диаметра данным устройством требуется большой расход сжатого воздуха, применение специальных мощных компрессорных установок, в конечном счете это увеличивает энергозатраты.

Изобретение решает задачу снижения энергозатрат при бурении скважин большого диаметра, расширяет технологические возможности экономичных маломощных шарошечных буровых станков.

Для достижения поставленной цели заявленное изобретение - устройство для бурения скважин содержит следующие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной задачи.

Изобретение содержит пневмоударник, в корпусе которого размещен поршень-ударник, через осевое отверстие которого пропущена воздухораспределительная трубка, на которой с возможностью взаимодействия с поршнем-ударником установлена штырева коронка.

По отношению к наиболее близкому аналогу у заявляемого имеются следующие отличительные признаки: воздухораспределительная трубка пропущена через осевое отверстие штыревой коронки, при этом конце воздухораспределительной трубки закреплено шарошечное долото, диаметр которого меньше, чем диаметр штыревой коронки.

Такая совокупность признаков снижает энергозатраты при бурении скважин большого диаметра с экономичных маломощных шарошечных буровых станков.

Достигается это тем, что существенные признаки приобрели новое свойство - так, воздухораспределительная трубка не только выполняет свое прямое назначение в пневмоударнике - распределять воздушный поток, но и служит теперь для переноса осевого усилия и крутящего момента от бурильной колонки на шарошечное долото, обеспечивая бурение опережающего забоя. Это позволило использовать мощности компрессора шарошечного станка не только для проветривания забоя шарошечного долота, но и использовать их для работы пневмоударника, расширяющего забой шарошечного долота. При этом кольцевидная штыревая коронка пневмоударника разрушает уже ослабленный, уступообразный забой, что не требует мощного пневмоударника и дополнительных энергозатрат.

По имеющимся сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат совокупности признаков, которые отличают от близкого аналога заявленное изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкции устройств для бурения скважин на серийных станках шарошечного бурения, расширяя их технологические возможности бурения скважин большого диаметра.

Сущность изобретения поясняется чертежами общего вида устройства фиг. 1 и фиг. 2.

Устройство для бурения скважин содержит пневмоударник, в корпусе 1 которого размещен поршень-ударник 2, через осевое отверстие которого пропущена воздухораспределительная трубка 3, на которой с возможностью взаимодействия с поршнем-ударником 2 установлена штыревая коронка 4. Воздухораспределительная трубка 3 пропущена через осевое отверстие штыревой коронки 4, при этом на конце воздухораспределительной трубки 3 закреплено шарошечное долото 5. Корпус 1 навинчен на бурильной колонке 6 шарошечного бурового станка (не показан).

Работает устройство следующим образом. В начальный момент при вращении бурильной колонки 6 и подачи по нему сжатого воздуха шарошечное долото 5 разрушает центральную часть забоя 7 скважины и колонка 6 перемещается вниз. При соприкосновении штыревой коронки 4 с уступом забоя 7 по периметру скважины пневмоударник начинает работать, а его выхлоп используется для проветривания и выноса шлама из забоя шарошечного долота. Сжатый воздух из бурильной колонки 6 через подводящее осевое отверстие 8 воздухораспределительной трубки 3 и отверстия 9 поступает в камеру 10 холостого хода через кольцевую проточку 11, отверстия 12 и каналы 13 поршня-ударника 2. Удаление сжатого воздуха из камеры рабочего хода 14 осуществляется по пути: каналы 15, отверстия 16, кольцевая проточка 17 поршня-ударника 2, отверстия 18 и отводящее осевое отверстие 19 воздухораспределительной трубки 3, продувочные отверстия шарошечного долота 5 для выноса шлама из его забоя 7. После чего отработанный сжатый воздух вместе со шламом от шарошечного долота попадает в зону забоя штыревой коронки 4, захватывает шлам от работы этой коронки и выбрасывает весь шлам из скважины. Дополнительная продувка забоя штыревой коронки 4 производится посредством отбора отработанного сжатого воздуха из отверстий 19 и 20 воздухораспределительной трубки 3, кольцевой проточки 21 штыревой коронки 4. После этого начинается холостой ход. На фиг. 2 показан момент начала рабочего хода поршня-ударника 2. Поступление свежего воздуха в камеру рабочего хода 14 осуществляется по следующему пути: подводящее осевое отверстие 8, отверстие 9 воздухораспределительной трубки 3, кольцевая проточка 17, отверстия 16, каналы 15, выполненные в поршне-ударнике 2. Выхлоп отработанного сжатого воздуха из камеры холостого хода 10 осуществляется через отверстие 18, отводящее осевое отверстие 19, продувочные отверстия шарошечного долота 5. Дополнительная продувка забоя штыревой коронки 4 производится аналогично, что и при совершении поршнем-ударником 2 холостого хода.

После завершения рабочего хода поршнем-ударником 2 цикл повторяется.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, содержащее пневмоударник, в корпусе которого размещен поршень-ударник, через осевое отверстие которого пропущена воздухораспределительная трубка, на которой с возможностью взаимодействия с поршнем-ударником установлена штыревая коронка, отличающееся тем, что воздухораспределительная трубка пропущена через осевое отверстие штыревой коронки, при этом на конце воздухораспределительной трубки закреплено шарошечное долото, диаметр которого меньше диаметра штыревой коронки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2