Снаряд для ударно-канатного бурения скважин

 

Союз Советскнд

Соцнвлистнческнк

Республик.О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030275 (21) 2103643/22-03 {51) с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Е 21 В 10/36

Государственнмй коинтет

СССР

so делан нзобретеннй к открмтнй

Опубликовано 30,1280, Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 30.12ЯО

{53) УДК 622.233, ю051. 7 (088. 8) (72) Авторы изобретения

B ..B. Верстов, B ..М. Лукин, Б.A. Цыганков и Ю.Ф. Виноградов (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (541 СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО

БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано при ударно-канатном бурении скважин в плотных породах.

Известен снаряд для ударного бурения, содержащий герметический стакан с подпружиненным поршнем, взаимодействующий с бойком (1).

Однако такой снаряд обладает малой скоростью проходки в плотных порода-..

Известен также снаряд для ударноконтактного бурения скважин, содержащий долото и ударную штангу с герметизированной, заполненной жидкостью полостью, в нижней части которой расположен подпружиненный поршень (2) .

Этот снаряд наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату и поэтому может быть выбран в качестве прототипа.

Недостатком такого снаряда является то, что в нем эффективность дополнительного динамического воздействия на забой не является высокой, Цель предлагаемого изобретения .повышение эффективности бурения.

С укаэанной целью снаряд снабжен дополнительными породоразрушающими элементами, расположенными в продольных пазах долота и жестко связанными с поршне л.

На фиг.1 представлена принципиальная схема варианта выполнения предлагаемого снаряда; на фиг.2 — разрез

А-А фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б

10 фиг.1; на фиг.4 — разрез В-В фиг.1; на фиг.5 — разрез Г-Г фиг.1; на фиг.6 — вид снаряда снизу; на фиг.7 и 8 — вид забоя, разработанного сна рядом, соответственно, в плане и

15 разрезе;

Снаряд содержит долото 1 и ударную штангу 2 снабженную герметизированной полостью 3, заполненной жидкостью таким образом, что в верхней ее части остается воздушное пространство.

В нижней части полости 3 содержится круговой выступ 4, на котором размещена пружина 5, удерживающая

25 поршень 6 в нерабочем положении.

Внутренняя часть долота 1 содержит прямоугольную полость 7 с продольными пазами 8 и смонтированными в них. соответственно, траверсой 9 и

gp породораэрушающими элементами 10, 791900 формула изобретения

Снаряд для ударно-канатного бурения скважин, содержащий долото, ударную штангу с герметизированной заполненной жидкостью полостью, в нижней части которой расположен подпружиненный поршень, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы- шения эффективности бурения, снаряд

35 снабжен дополнительными породоразрушакщими элементами, расположенными в продольных пазах долота и жестко связанными с поршнем.

Источи ик и инФормации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 215153, кл. E 21 В 1/06, 02,08.65.

2. Патент США Р 3 395 767, кл. 175-293, опублик. 1968. выполненными, например, в виде пикообраэных стержней. Пазы 8 снабжены уплотнительными элементами 11, препятствующими проникновению бурового шлама в полость 7 долота и нижнюю часть полости штанги, заполненных воздухом при атмосферном давлении.

Шток 12 жестко соединяет траверсу 9 с псршнем 6.

В нерабочем положении снаряда пружина 5 удерживает породоразрушающие элементы в отверстиях заподлицс с режущей кромкой долота 1. В верхней части штанга 2 снабжена перевсдником 13, служащим для соединения снаряда с канатныМ замком (на фиг.1 условно не показан), обеспе-чивающим повороты долота вокруг своей оси после каждого удара по забою.

Работа снаряда осуществляется следующим образом.

Снаряд подвешивается над забоем на расстоянии, рациональном для работы в плотных породах, а затеи сбрасывается на него механизмом бурового станка. После. сброса снаряд под действием силы тяжести падает вниз и ударяет режущей частью долота 1 по забою, которое внедряется в породу. В момент этого основногс удара, вследствие действия силы инерции, жидкость, заполняющая полость 3, продолжает двигаться вниз и производит гидродинамический удар по поршню 6. Вследствие этого удара породоразрушаюпие "-лементы

10 начинают ускоренно двигаться вниз и внедряться в породу забоя. Следует отметить, что относительно небольшая суммарная масса поршня 6, штока 12 и породоразрушающих элементов 10 обеспечивают достижение значительной скорости движения поро доразрушающих элементов в сторону забоя.

Относительно малая поперечная площадь активной части породоразрушающих элементов в сочетании с их высокой скоростью движения позволит им эффективно внедряться в забой и разрушать его, образуя в породе углубления 14.

После завершения основного и дополнительного ударов снаряд вновь поднимается над забоем (при этом поворачивается с помощью канатного замка на некоторый угол), а затем вновь сбрасывается на забой, и цикл © работы снаряда повторяется с внедрением породоразрушающих элементов в новых точках забоя.

B результате некоторого времени работы снаряда в породе забоя образуется разрыхленная зона в виде кольдевого углубления 15, способствующего увеличению скорости разрушения породы при основных .ударах долота по забою за счет того, что куски

;р породы будут скалываться и сдвигаться в сторону этой разрыхленной зоны.

Такое выполнение снаряда повышает эффективность его бурения.

791900 л-л

Фмй.й в ag

Г- Г

Фию. 5

4. ис. б

Фнв.1

Корректор И. Муска

Подп ис ное

61 в .

Состав итель, Н. Надеждина

Редактор Л, Герасимова Техред С,Мигунова

Заказ 9414/31 Тираж 626

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óìãîðîä, ул.Проектная, 4