Установка для подземного бурения скважин

 

O I1 H C A H И E „)899912

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических.

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.05.80 (21) 2930325/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51)Я.Кл з

Е 21 С 11/02

Е21 С 1/02

Гееударетеекнме кемлтетт

СССР (53) УДК 622.233. .055.3 (088.8) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень №3

Дата опубликования описания 28.01.82 по пелен кзебретений и еткрмтий

А. И. Лагерь, Н. И. Шутий, А. В. Балдин, А. П. Ковалев и Э. Э. Нильва, (72) Авторы изобретения

Красноярский институт цветных металлов им. М. нина

Министерства высшего и среднего специал образования РСФСР Я (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к горной ш ромышленности, в частности к установкам для бурения скважин в подземных услоы жх.

Известна буровая, включающая вращатель, электродвигатель, редуктор, механизм подачи (1).

Недостатками этой установки являются ограниченная длина буримых скважин, низкая скорость бурения, сложность и металлоемкость конструкций.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является

Установка для подземного бурения скважин, включающая буровой снаряд турбинного типа, каретку, ролики, шарнир буровой став, управляющую канатную систему с лебедкой и напорный насос (2).

Однако в известной установке размещение электрического или пневматического двигателя в скважине требует больших размеров поперечного сечения. Кроме того, такая конструкция исполнительного органа и буровых штанг не обеспечивает бурение скважин в заданном направлении, а отсутствие средств транспортировки буровой щелочи по скважине не позволяет применять их для бурения в горизонтальном и нисходящем направлениях. Размещение пневматического двигателя вблизи забоя скважины может привести к образованию в ней взрывоопасной концентрации метана, а применение электрического двигателя требует сложных

5 коммуникаций для охлаждения его в скважине.

Цель изобретения — обеспечение направленности и повышение эффективности бурения за счет возможности бурения длинных направленных скважин под любым углом.

Поставленная цель достигается тем, что буровой снаряд размещен в каретке, которая выполнена в виде желоба, при этом на указанной каретке монтирована дуга, на ко15 торой размещены ролики.

Кроме того, буровой снаряд, каретка и буровой став скреплены шарниром.

На фиг. 1 изображена схема бурового снаряда для подземного бурения скважин турбинным агрегатом; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема расположения бурильной установки в горной выработке.

Буровой снаряд для подземного бурения длинных направленных скважин содержит

899912 гидротурбину 1, приводящую во вращение шарошечное долото 2 и режуще-измельчающий орган 3. Гидротурбина 1 своей хвостовой частью закреплена шарнирно к хвостовой части каретки, которая выполнена в виде желоба 4, через ось 5. С помощью этой оси 5 к хвостовой части бурового снаряда и каретки 4 с помощью шарнирной вилки 6 закреплен буровой стан 7. Каретка 4 выставлена на ходовые катки 8, причем они расположены радиально на специальной дуге 9, Это исключает возможность смещения каретки 4 с вложенным в нее буровым снарядом от оси заданной скважины. Соединение гидротурбины 1 с буровым станом 7 осуществляется с помощью гибкого шланга 10.

Подача бурового снаряда с режуще-измельчающим органом 3 и долотом 2 на забой осуществляется с помощью канатной системы 11, у которой один конец закреплен на барабане лебедки 12, а второй — на динамометре 13. Подана бурового снаряда на забой осуществляется путем натягивания каната лебедкой 12 Контроль натягивающей силы в канате 11 осуществляется динамометром 13. Для создания необходимого усилия на забой используются канатные ролики 14. Подача рабочей жидкости от насосов осуществляется насосами 15 через гибкие шланги 16.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Поток промывочной жидкости, подаваемой насосами 15 в буровой став к турбине

1, приводит ее в движение, а последний в свою очередь вращает долото 3 и режущеизмельчающий орган 3. При создании принудительной осевой нагрузки канатной системой 14 на ось бурового става, шарошечное долото 2 врезается в горную массу и скалывает ее. Поток измельченной жидкости под напором ударяется в забой скважины и долото 2 и, тем самым, производит очистку забоя от выбуренной породы, смывая и охлаждая долото 2. Выбуренная масса потоком жидкости выносится под режуще-измельчающий орган 3 и далее к устью скважины.

После бурения скважины на заданную глубину снаряд смещается на установленную величину и цикл повторяется.

При создании осевой нагрузки на забой на корпусе турбобура 1 будет развиваться момент, равный по величине активному моменту, но с противоположным знаком. Этот активный момент гасится в шарнирной системе.

Таким образом, при бурении скважины буровой снаряд независимо от осевых нагрузок и различных отклоняющих сил движется в строго заданном направлении.

Направление задается у устья скважины с помощью специального потока, установленного под заданным углом (фиг. 2) .

Установка может применяться в любых

te горных выработках для бурения как горизонтальных, так и наклонных длинных скважин по породам различной крепости.

При одинаковых условиях бурения предлагаемая установка позволит увеличить скорость бурения.

В турбобуре приводной энергией является вода, позволяющая использовать установку на пластах, склонности к выбросам угля и газа. Расстояния от пульта управления до опасной зоны можно принимать практичес2о ки любые, обеспечивающие безопасность работы обслуживающего персонала.

Формула изобретения

1. Установка для подземного бурения н скважин, включающая буровой снаряд турбинного типа, каретку ролики, шарнир, буровой став, управляющую канатную систему с лебедкой и напорный насос, отличают щаяся тем, что, с целью обеспечения направленности бурения, буровой снаряд размещен в каретке, которая выполнена в виде желоба, при этом на указанной каретке монтирована дуга, на которой размещены ролики.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, буровой снаряд, каретка и буровой став скреплены шарнирно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Буровая установка БИП вЂ” 2, Центральное бюро научно-технической информации

Министерства угольной промышленности

СССР. Донецк, 1972.

2. Братченко Б. Ф. Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. М., «Недра», 1975 с. 133 — 138, (п рототи п ) .

899912

/а

Фиг. 1

А-А фиг..1

Составитель О. Серегина

Редактор В. Лазаренко Тех ред А. Бо йк а с Корректор В. Синицкая

Заказ 12125/48 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4