Устройство для ударно-канатного бурения
Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к устройствам для ударно-канатного бурения. Устройство содержит стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату. Буровой снаряд выполнен в виде стакана и имеет поперечную ось, на которой закреплен клещевой механизм для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью ударной штанги, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку для взаимодействия с дополнительным ударником. Устройство имеет также ∩-образную пружину, обеспечивающую максимальный распор зева клещевого механизма в сторону нижней кромки стакана, максимально открывая входное отверстие бурового снаряда при его падении на забой. Обеспечивает повышение производительности устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к бурению скважин различного назначения, а именно к устройствам ударно-канатного способа бурения.
Известно устройство для ударно-канатного бурения (см. а.с. СССР №968293, кл. Е21В 4/00, от 30.04.1981), содержащее стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату.
Известное устройство недостаточно эффективно, так как с его применением производительность бурения обеспечивается неоправданно большим составом комплектующих бурящего устройства.
Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет рационального выполнения бурого снаряда.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ударно-канатного бурения, содержащем стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату, буровой снаряд в виде стакана (в поперечном сечении представляющего окружность, овал, эллипс, квадрат, прямоугольник или ромб) имеет поперечную ось, на которой закреплен клещевой механизм для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью ударной штанги, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку для взаимодействия с дополнительным ударником, устройство имеет также ∩-образную пружину, обеспечивающую максимальный распор зева клещевого механизма в сторону нижней кромки стакана, максимально открывая входное отверстие бурового снаряда при его падении на забой.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид конструкции бурового снаряда.
Устройство для ударно-канатного бурения с предлагаемой конструкцией бурового снаряда содержит стакан 1, имеющий поперечную ось 2, на которой закреплен клещевой механизм 3 для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью 4 ударной штанги 5, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку 6 для взаимодействия с дополнительным ударником 8, к которой крепится инструментальный канат 7, несущий дополнительный ударник 8, имеющий сквозное направляющее отверстие. Устройство закрепления дополнительного ударника 8 на инструментальном канате 7 на технологически оптимальной высоте над ударной штангой 5 и устройство дистанционного управления его срывом с каната содержит ноу-хау и на чертеже не показано.
Устройство для ударно-канатного бурения предлагаемой конструкции работает следующим образом.
Буровое устройство предлагаемой конструкции поднимается вверх за ударной штангой 5 посредством инструментального каната 7, несущего на технологически оптимальной высоте над зоной бурения дополнительный ударник 8. После освобождения каната 7 от вытягивающего вверх усилия ударная штанга 5 с буровым устройством на конце падает на забой, внедряясь нижней кромкой стакана 1 в породу. В момент соприкосновение стакана 1 с породой дополнительный ударник 8 срывается с верхней части каната 7 и устремляется вниз по канату 7, ударяя по тарелке 6 ударной штанги 5 (см. чертеж), которая, перемещаясь вниз относительно стакана 1, расклинивает клещевой механизм 3, смещающийся в угловом отношении относительно оси 2, и тем самым удерживает породу в стакане 1 предлагаемого устройства для бурения.
Зев клещевого механизма 3 до этого момента был максимально открытым в сторону нижней кромки стакана 1 благодаря распирающей ∩-образной пружине.
После этого буровое устройство предлагаемой конструкции поднимается из забоя вверх как одно целое посредством каната 7; из него извлекается порода. Для этого поднимается (в пределах приварных ограничителей осевого хода) ударная штанга 5, освобождая клещевой механизм 3 от расклинивания в стакане 1. Клещевой механизм 3 может быть выполнен так (см. чертеж), что входное отверстие бурового снаряда перекрывается путем смыкания подвижных плеч клещевого механизма 3 навстречу друг другу. Клещевой механизм 3 может быть выполнен также так, что входное отверстие бурового снаряда перекрывается путем смыкания отдельного подвижного плеча клещевого механизма 3 с соответствующей внутренней стенкой бурового снаряда. При этом стакан 1 бурового снаряда в поперечном сечении может быть в поперечном сечении окружностью, овалом, эллипсом, квадратом, прямоугольником или ромбом. В дальнейшем вышеописанный цикл работы многократно повторяется до проходки забоя на заданную глубину.
Преимущество предлагаемого устройства заключается в более высокой производительности в сравнении с известными устройствами для ударно-канатного бурения без усложнения конструкции и без ущерба для автономности устройства.
1. Устройство для ударно-канатного бурения, содержащее стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату, отличающееся тем, что буровой снаряд в виде стакана имеет поперечную ось, на которой закреплен клещевой механизм для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью ударной штанги, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку для взаимодействия с дополнительным ударником, устройство имеет также ∩-образную пружину, обеспечивающую максимальный распор зева клещевого механизма в сторону нижней кромки стакана, максимально открывая входное отверстие бурового снаряда при его падении на забой.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клещевой механизм выполнен так, что входное отверстие бурового снаряда перекрывается путем смыкания подвижных плеч клещевого механизма навстречу друг другу.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клещевой механизм выполнен так, что входное отверстие бурового снаряда перекрывается путем смыкания отдельного подвижного плеча клещевого механизма с соответствующей внутренней стенкой бурового снаряда.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в поперечном сечении стакан бурового снаряда представляет окружность, овал, эллипс, квадрат, прямоугольник или ромб.
