Снаряд для ударно-канатного буре-ния сважин

 

1щ 85308l

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.11.79 (21) 2841412/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (51) Ч К> 3

E 21В 4/08

Гасударственный комитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 622.233.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. И. Ларионов, В. В. Верстов, М. 3. Певзнер, Л. Л. Либин и И. И. Кустанович

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации санитарно-технических и специальных строительных работ (71) Заявитель (54) СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ

СКВАЖИ Н

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для погружения обсадных труб при бурении скважин с помощью станков ударно-канатного бурения. 5

Известен снаряд для ударно-канатного бурения скважин, состоящий из рабочего инструмента и ударной штанги, выполненной в виде герметичного корпуса, в котором размещен подпружиненный цилиндри- 10 ческий груз с торцовыми выступами (1).

Однако при бурении в слабых породах из-за недостаточной жесткости забоя невозможно получать устойчивое колебание цилиндрического груза, а следовательно, и 15 дополнительное ударное воздействие инструмента на забой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является снаряд для ударно-канатного бурения скважин, содер- 20 жащий рабочий инструмент с наковальней, который размещен в корпусе, подпружиненный цилиндрический груз с подвижными упорами и траверсу (2).

В этом снаряде для высокочастотного ударного воздействия грунтозаборника на забой используется возвратно-поступательное движение инструментального каната станка с преобразованием его в высокоча- 30 стотное движение груза (до 300 ударов в минуту) .

В процессе работы такого снаряда обеспечивается эффективное погружение трубчатого грунтозаборника в песчаный и глинистый грунт.

Этот снаряд можно использовать и для погружения обсадных труб при соответствующем увеличении массы груза. Однако эффективность использования будет мала, так как груз представляет собой сплошную цилиндрическую массу, движущуюся внутри корпуса и при использовании его для погружения обсадных труб потребуется многократное снятие для очистки труб желонкой с последующей установкой для погружения. Это снижает производительность работ.

Цель изобретения — повышение эффективности работы снаряда путем обеспечения возможности использования породоразрушающего инструмента на забое скважины без многократного снятия снаряда с погружаемой трубы для очистки.

Поставленная цель достигается тем, что снаряд снабжен размещенным коаксиально корпусу цилиндром с прорезями, причем траверса выполнена в виде соединенных между собой кольцами двух втулок П-образного сечения, каждая из которых имеет не853081 сколько поворотных рычагов и установлена с возможностью перемещения в прорезях цилиндра, а корпус выполнен с нланкамп для взаимодействия с подвижными упорами подпружиненного цилиндрического груза.

На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд, смонтированный на станке ударно-канатного бурения, общий вид; »а фиг. 2— то же, в плане; на фиг. 3 — разрез Л вЂ” Л на фиг. 2; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез B — Б на фиг, 4; на фиг. 6 — узел 11 на фиг. 3.

Снаряд 1 подвешивается на инструментальном канате 2 ударно-канатного станка и скрепляется с погружаемой трубой 3. С целью повышения эффективности погружения труба может дополнительно нагружаться пригрузочным полиспастом, для чего может использоваться талевый канат 4 станка.

Блоки 5 полиспаста монтируются на кондукторе или на специальной балке 6, связанной с кондуктором и являющейся опорой для основания мачты станка. Возможна работа снаряда без пригрузочного полиспаста.

Корпус 7 выполнен из трубы 8 и концентрично с ней расположенного цилиндра 9, который имеет прорези 10 для движения втулок 11 траверсы 12 с откидными рычагами 13, Труба 8 и цилиндр 9 в нижней части связаны между собой кольцом — наковальней

14, а в верхней — крышкой 15, которая прикрепляется к фланцу 16 цилиндра 9 болтами 17. На трубе 8 крышка 15 зажимается гайкой 18.

B кольцевом пространстве между трубой

8 и цилиндром 9 размещен подпружиненный кольцевой груз 19. Он постоянно прижат несколькими пружинами 20 к наковальне 14.

Характеристика пружин 20 подобрана таким образом, чтобы был обеспечен необходимый ход груза 19 с учетом массы погружаемой трубы и силы пригрузки трубы полиспастом.

На нижней части трубы 8 смонтированы два блока 21, используемые при монтаже пригрузочного полиспаста.

В случае работы снаряда без пригрузочного полиспаста должна быть изменена суммарная жесткость пружин 20 заменой их или удалением нескольких штук.

Кольцевой груз 19 в верхней части имеет два диаметрально расположенных подвижных упора 22, которые могут перемещаться перпендикулярно к образующим цилиндрической поверхности груза 19. Пружинами 23 упоры 22 постоянно прижаты к планкам 24, укрепленным на трубе 8. Эти планки имеют углубления 25. Планки 24 укреплены так, чтобы при крайнем верхнем положении кольцевого груза 19 оси упоров

22 находились на уровне углублений 25.

Зо

40 ,15

G0

4

11а внутрсшшх концах упоров 22 установлены ролики 26, снижающие сопротивление трсши упоров 22 Ilo планкам 24 при неремещснии груза 19. С этой же целью планки 24 изготавливаются оронзовыми.

В нижней части груз 19 имеет внутреннюю шпоночную канавку 27, которая, взаимодействуя со шпонкой 28, укрепленной на трубе 8, удерживает груз 19 от вращения вокруг оси, оосспечивая только продольное его перемещение.

Траверса 12 состоит из двух П-образного сечения втулок 11, смонтированных в одну конструкцию верхним 29 и нижним 30 кольцами. 1раверса может перемещаться вдоль продольной оси снаряда При этом втулки скользят в прорезях 10 цилиндра 9.

В каждой втулке установлено, например, по семь откидных ры агов 13. Количество рычагов зависит от вели пшы хода каната.

Например, при ходе каната 1000 мм и принятых скоростях движения каната в современных ударно-канатных станка нри семи откидных рычагах оптимальная высота подъема груза будет около 7 — 10 см.

Откидные рычаги 13, вращаясь на осях

31, могут несколько поворачиваться вверх.

В горизонтальном положении онн опираются на упор 32 под деиствием собственного веса и пружин 33.

Таким образом, при движении траверсы

12 вниз откидные рычаги i3 своими закругленными нижними сторонами свободно охватывают упоры 22, несколько отгиоаясь кверху, не препятствуя опусканию траверсы. Г1ри движении же траверсы вверх рычаги подхватывают груз.

I Ia верхнем кольце 29 траверсы 12 смонтирована воронка 34, нрпчсм два рсбра 35 воронки имеют отверстия 36 для крепления строп инструментального каната 2 ударноканатного станка.

Для закрепления травсрсы 12 на корпусе

7 имеется стопор 37.

Это закрепление применяется Ilpli транспортировке снаряда к месту производства работ и в начальный период установки снаряда на погружаемой трубе.

При работе, после установки ооорудования, выполнения необходимых работ по бурению долотом и желонкой, включают кривошипно-шатунный механизм станка.

При подъеме каната 2 поднимается траверса 12. При этом очередные парные рычаги 13, упираясь в упоры 22, захватывают кольцевой груз 19 и поднимают его до момента установки роликов 26 напротив углублений 25.

Под действием пружин 23 упоры 22 утаплнваются и соскакивают с рычагов 13.

Груз 19 под действием собственной силы тяжести и силы, аккумулированной в пружинах 20, опускается до удара по наковальне 14, которая передает ударный импульс через трубу 8 погружаемой обсадной трубе.

853081

Так как траверса 12 вместс с канатом 2 продол>каст поднплтаться, то груз 19 подхватьтвается следуютттстт ттяпотй вычагов.

Такилт о >разом. зя врел!H потгьелта тряверсы происхочттт ттапрттлтер, семь ударов гр,за 19 по наковялт-не 14.

При опускатттттт кяттата 2 траверса 12 год действием силы тяжести опускается, а рьтчаги 13, упираясь закругленными сторонами в упоры 22, отгибаются кверху, сжимая пружины 33 и обогнув ч поры, под действием силы тя>кести и пружттн 33 устяттавчттваются в гot>n;,отттальттое положение.

При дости>кентти своего нижнего крайнего поло>ттенття тт>авепса 12 вслед за канатом

2 начнет новый подт.ем, и цтткч работы снаряда повтот>яется.

При работе описываемого снаряча число его ударов около 350 в лтинуту. Причем, скоростт. движеттия груза вниз болт.ше, чем скорость свободного падения тела, так как на него деттствл тот с>катьте ппужиньт. Это увеличивает энепгию удара. Кроме того. во время удавов погоу>каелтяя труба постоянно находится под воздействием прпгрузочного усилия от полиспаста.

Все это стптзттт в,ттияние упругттх гил ня процесс погружения и повысит скорость забивки труб, Таким образом, использование изобретения позволит увеличить эффективность погружения обсадных труб, а следовательно, и эффективность использования станков ударно-канатного бурения, повысив их производителт,ность на 5 — 10%.

Формула изобретения

Снаряд для ударно-канатного бурения скважин, содер>кащий рабочий инструмент с наковальней, который размещен в корпусе, подпружиненный цилиндрический груз с подвижными упорами и траверсу, о тл и ч аю шийся тем, что. с целью повышения эт1>т1>ективности работы снаряда путем обеспечения возмо>кности использования породоразрутпающего инстрултента на забое скважины без многокоатного снятия снаряда с погружаелтотт трубы для очистки, он снабжен размещенным коаксиально Kopl!vcy цилиндром с прорезями, причем траверса вт тполпена в виде соединенных между собой кольпами двух втулок П-образного сечения, каждая из которых имеет несколько поворотных рычагов и установлена с возможностью перемещения в прорезях цилиндра, а корпус выполнен с планками для взаи >в модействпя с подвижными упорами подпружиненного цилиндрического груза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

ЗО № 578418, кл. Е 21В 5/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 662683, кл. Е 21Â 5/00, 1978 (прототип) .

853081

Л

lб

Составитель А, Симецкая

Техред М. Гайдамак Корректор Н. Федорова

Редактор С. Титова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 512/17 Изд. № 497 Тираж 634 Подписное

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

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