Шнековый бур

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и,7247! 6

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.12.78 (21) 2693120/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (51) М. Кл.а

Е 21С 15/00

E 21С 1/00

CCG f (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (53) УДК 622.233.057 (088.8) пс делам изобретений и аткрытий (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (72) Авторы изобретения

А. И. Гореликов и В. В. Матвеев (71) Заявитель

Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного научного центра АН СССР (54) ШНЕКОВЪ|й БУР

Гесударствеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к буровой технике, в частности к конструкции шнековых буров для механического вращательного бурения небольших по глубине скважин в мягких, сыпучих и средней твердости породах.

Известна конструкция шнековых буров, состоящая из соединенных между собой на резьбе шнековой штанги и долота. Штанга состоит из отдельных секций, каждая из которых выполнена в виде трубы с наваренной на ней спиралью (1).

Эта конструкция обладает рядом недостатков: трудоемкость и сложность изготовления, так как стальную спираль необходимо сварить на трубе; при сварке не исключена возможность искривления трубы, что вызывает необходимость в последующей станочной обработке или ухудшает эксплуатационные качества шнека; при обычном резьбовом соединении долота и секций штанги происходит их самопроизвольное развинчивание в случае изменения направления вращения шнекового бура.

Известна конструкция шнекового бура, содержащая штангу, навитую на нее с заданным шагом и закрепленные на ее концах съемную спираль и долото (2).

Эта конструкция шнекового бура сложна в изготовлении, так как навиваемая стальная спираль должна соответствовать размерам бура; кроме того, не исключена возможность самопроизвольного развинчивания долота при обратном вращении бура.

5 Целью изобретения является повышение надежности шнекового бура путем упрощения его изготовления и исключения самопроизвольного развинчивания долота и звеньев штанги при обратном вращении

10 бура.

Цель достигается тем, что шнековый бур снабжен барабаном, свободно установленным на штанге с возможностью фиксации его положения, причем один конец спирали

15 закреплен на долоте, а другой уложен на барабане с возможностью фиксации относительно корпуса барабана. Кроме того, спираль может быть выполнена из троса, а длина уложенного на барабан троса равна

20 длине развернутой спирали секций.

На чертеже схематично показан шнековый бур.

Он состоит из штанги 1, на нижнем конце которой навинчено долото 2. С долотом сое25 динена спираль 3, навитая на штангу с заданным шагом витков, в верхней части которой закреплена втулка 4 с внутренним отверстием, выполненным по ходовой посадке относительно наружного диаметра

30 штанги. Для фиксации спирали служат сто724716 парные болты 5 и 6 соответственно на долоте 2 и корпусе барабана 7. Стопорным болтом 8 на штанге фиксируется положение втулки 4, которая неподвижно установлена в осевом отверстии барабана 7. Штанга 1 в верхней части соединена с вращателем 9.

Сборку бура производят следующим образом.

На нижнюю секцию штанги 1 навинчивают долото 2 и стопорным болтом 5 крепят конец спирали 3 в лабиринтном отверстии бура. Спираль 3 может быть выполнена из . троса диаметром 6 — 12 мм. Первоначально весь трос намотан на барабан 7. При навивке троса на штангу барабан перемещают вдоль этой штанги и одновременно вращают. Навивку осуществляют плотно в направлении соединительной резьбы штанги, с заданным шагом витков. Например, для повышенных оборотов бурения выдерживают шаг порядка 50 — 90 мм для трубы 100—

130 мм, а для низкооборотного бурения выдерживают шаг 100 — 200 мм. Шаг резьбы определяют по шаблону или замерам. При завершении навивки болтом 8 фиксируют положение барабана, а болтом 6 — положение каната. В случае необходимости наращивания секций штанги отпускают болты 6 и 8 и продолжают навивку троса на выше устанавливаемую секцию.

Длина уложенного на барабан троса равна длине разверну той спирали секций.

Шнековый бур работает следующим образомм.

При включении вращателя 9 начинает вращаться штанга 1 с навитой на нее спиралью 3, и долото 2 внедряется в грунт. Барабан 7 через втулку 4 также приводится во вращательное движение. Винтовая поверхность троса 3 выносит разбуренную породу наверх.

В процессе бурения нагрузка от троса распределяется равномерно по длине заглубленной части штанги, и на болты 5, 6 и 8 действуют усилия только от натяжения прилегающих витков каната.

Использование предложенной конструкции шнекового бура позволит выпускать более длинные секции с более точными и правильными геометрическими размерами штанги. При эксплуатации бура возможно обратное вращение, необходимое, например, при заклинивании штанги в стволе или для

>0 облегчения процесса извлечения бура из скважины.

Предложенная конструкция позволяет изменять шаг витков в зависимости от технологической необходимости процесса буре 5 ния.

Кроме того, предложенная конструкция шнекового бура позволяет значительно изменить конструкцию и характеристики буровых станков.

Формула изобретения

1. Шнековый бур, содержащий штангу с навитой на нее с заданным шагом съемной

25 спиралью и долото, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения его надежности, он снабжен барабаном, свободно установленным на штанге с возможностью фиксации его положения, причем один конец

30 спирали закреплен на долоте, а другой уложен на барабане с воз ложностью фиксации относительно корпуса барабана.

2, Бур по п. 1, отлич а ющий ся тем, что спираль выполнена из троса.

35 3. Бур по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что длина уложенного на барабан троса равна длине развернутой спирали секций.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Марков Н. П. Геологоразведочное дело. М., МГУ, 1967, с. 138 — 141.

2. Авторское свидетельство СССР

Мю 154206, кл. Е 21С 15/00, 26.03.62, 724716

Составитель В. Родина

Редактор А. Купрякова

Техред А. Камышникова

Корректор В. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 360/15 Изд. № 207 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5