Снаряд ударного бурения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичвсинк

Республик

< 927947 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 09 09 80 (21) 2982129/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (5! )М. Кл.

Е 21, B 4/14

Е 21 В 6/00

Гееударстеанный камнтет

СССР

Опубликовано 15 ° 05 ° 82 ° Бюллетень № 18 пе делам нзобретеннй и открытий (53) УДК622.243. .92.05(088.8) Дата опубликования описания 15.05.82

l с IА.А. Павличенко /";

Специальное проектно-конструкторскоф и технологическое бюро по электровибрационной технике 6сеооащогб "научно1 производственного объединения "Потенциал" (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) снАРЯД удАаного Буаения

Изобретение относится к погруженым устройствам для бурения скважин ударным и ударно-вращательным способом.

Известно устройство для ударного бурения, содержащее корпус, приводной вал, связанный посредством косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, соединенный штангой с подпружиненным ударником ведущий поршень 1).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ударного бурения, содержащее корпус, приводной вал, связанный посредством косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, соединенный штангой с ударником и долотом ведомый поршень, полость под которым гид. равлически связана с камерой ведущего поршня 2 . Это устройство относится к классу молотковых, у которых ударная масса (молоток) и- породоразрушающий инструмент (долото) разобщены. Иолотковые устройства широко используются в промышленности для работы на малых и средних (до 500 кгс м) величинах энергий ударов, но они практически непригодны для работы на больших (свыше 100 кгс.м) энергиях ударов из-за утечек рабочей жидкости через уплотнения ведомого поршня.

Целью изобретения является увеличение энергии единичного удара.

Для достижения этой цели полость над ведомым поршнем выполнена замкнутой и связана с полостью под ведомым поршнем посредством канала, в котором установлен обратный клапан для пропуска жидкости из полости под поршнем в полость над поршнем.

На фиг. 1 показана конструкция снаряда ударного бурения, разрез;на фиг. 2 - разрез. А-А на фиг. l.

Снаряд ударного бурения имеет корпус 1, внутри которого находится многоступенчатая гидравлическая турбина 2 (или электродвигатель), при- . водной вал которой посредством косой

3 92 шайбы 3 с серпообразным пазом 4 и гидростатической шаровой опоры g связан с ведущим поршнем 6, ведомый поршень 7 соединен штоком 8 с ударни- ком 9 и с привернутым к нему плоским долотом 10.

В качестве силовой пружины, при помощи которой по горной породе нано" сятся удары долотом 10, используется с>натое масло, заключенное в замкнутой полости 11, расположенной над ведомым поршнем 7. Ведущий поршень 6

q гидростатической опорой 5 прижимается к косой шайбе 3 при помощи пружины 12.

Снаряд соединяется с бурильными ,трубами при помощи резьбы 13 на верх >нем конце переходника 14.

Необходимое для нормальной работы снаряда небольшое избыточное давление масла в полости корпуса 1 по отношению к действующему в скважине давлению промывочной жидкости создается при помощи разделительного поршня 16 и пружины 17, Крутящий момент с корпуса 1 передается на ударник 9 и долото 10 скользящим шлицевым соединением 18, Полость 19 под ведомым поршнем 7 связана с каналом 20 на штоке 8, с камерой ведущего поршня 6 и с полостью 11 над ведомым поршнем 7 посредством канала

21, в котором установлен обратный клапан 22.

Снаряд ударного бурения работает следующим образом.

Промывочная жидкость подается с поверхности по буровым трубам и, приводя в движение турбину 2, пропускается через снаряд по кольцевому пространству, образованному между корпусами 1 и 15. В нижней части снаряда промывочная >нидкость направляется

s осевой канал ударника 9, а оттудав долото 10.

Снаряд приводится во вращение с поверхности бурильными трубами от ротора или вращателя.

Перед запуском снаряд должен быть несколько приподнят над забоем,и под действием силы веса долото 10, ударник 9, шток 8 и поршень 7 занимают крайнее нижнее положение. С момента подачи в буровые трубы с поверхности промывочной жидкости приводится в движение турбина 2 и ведущий поршень

6 совершает возвратно-поступательные движения. Вниз его толкает косая шайба 3, а вверх - пружина. Число

7947 4

30 жины.

В положении, когда гидростатическая опора наезжает на серповидный паз 4, полость 19 сообщается с масляной полостью снаряда,.и не встречая больше противодействия со стороны.полости 19, поршень 7 вместе с де4о талями 9 и 10, под действием силы ве са и жидкости, сжатой в полости ll, направляется к забою и долото 10 наносит по породе удар. Затем совершается следующий подъем долота 10 с зарядной жидкостной пружины и выполняется новый удар по забою скважины, далее удары по горной породе повторяются.

В процессе следующих друг за дру50 гом сжатий и разрядок жидкостной пружины масло (утечки через неплотности) из полости 11 перетекает по щелевому зазору между стенками цилиндра и поршнем 7 - в полость 19. При этом корпусы 1 и 15 несколько проседают

55 вниз.

Со смещением корпусов 1 и 1р вниз открывается входное отверстие кана î !

zo

25 двойных кодов соответствует числу оборотов ротора турбины. При этом ведомый поршень 7 и ударник 9 с долотом 10 остаются неподвижными, поскольку полость 19 сообщается каналом 20 с масляной полостью снаряда и под ведомым поршнем 7 не развивается необходимое для подъема ударника с долотом давление.

Для того, чтобы ударник с долотом начали двигаться и наносить удары по породе, снаряд опускают в скважину и долото подводится к забою. При продвижении снаряда к забою скважины корпуса 1 и 1 сдвигаются относительно деталей 8, 9 и l0 и канал 20 закрывается. С момента перекрытия канала 20 долото 10 вместе с другими деталями приводятся в движение— они поднимаются над забоем и падают на него.

Пока гидростатическая опора 5 скользит по участку поверхности косой шайбы 3 без серповидного паза, ведущий поршень 6 совершает движение сверху вниз, а через масло, заключенное между поршнями 6 и 7 последний движется вверх. Вместе с поршнем 7 поднимаются ударник 9 и долото 10.

Во время этого хода снижается масло, заключенное в полости 11, и происходит зарядка силовой жидкостной прула 21 и из полости 19 через клапан

Формула изобретения

5 92794

22 в полость 11 впрыскивается порция масла, возвращающая корпус 1 и 15 в исходное состояние.

Применение предлагаемого снаряда позволяет производить процесс ударно" го разрушения горной породы при минимальных осевых и крутящих нагрузках (почти на порядок меньших, чем при вращательных способах бурения), чем предопределяется минимальный износ 10 вооружения долота.

Снаряд ударного бурения, содержа. щий корпус, приводной вал, связанный посредством косой шайбы и шаро" вой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, .соединенный штангой с

7 6 ударником и долотом ведомый поршень, полость под которым гидравлически связана с камерой ведущего поршня, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергии единичного удара, полость над ведомым поранем выполнена замкнутой и связана с полостью под ведомым поршнем посредством канала, в котором установлен ратный клапан для пропуска жидкоси из полости под поршнем в полость над поршнем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

11 373384, кл. E 21 8 5/00, 1969.

2. Авторское свидетельство CCCP

У 446616, кл. Е 21 В 5/00, 1970 (прототип).