Пневмоударный бур

 

ОП ИСАНИЕ ()941568

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.04.81 (21) 3272949/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 С 3/24

Е 21 D 1/06

Гесудяретвяннмй нямнтет

СССР (53) УДК 622.24 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.82

M дялям изобретений н нткрмтий

1

Ф.3. КРасновский, А. Н. Селиванов и 3 A Ониискто т р

"в л

Отлеление экспериментальных исследований Нен/ралйното „иво исследовательского геологоразведочного института цвет1йтх"--.=. и благородных металлов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПНЕВМОУДАРНЫЙ БУР

Изобретение относится к средствам для бурения скважин большого диаметра с получением керна и может быть использовано при создании технических средств, предназначенных для бурения геологоразведочных и технических скважин и шурфов на россыпных и коренных месторождениях.

Известны буры ударно-вращательного бурения скважин большого диаметра с получением керна, включающие корпус, керноприемную камеру, пневмоударники, долота и механизм подрезки керна (1) .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является пневмоударный бур, содержащий корпус в виде двух кольцевых цилиндрических оболочек, размещенные внутри корпуса -пневмоударники, включающие цилиндры и поршни, долота и керноподрезные элементы (2).

Однако данные пневмоударные буры имеют большую ширину разрушаемого забоя в связи с необходимостью размещения между керноприемной камерой и корпусом бура пневмоударников, имеющих в известных конструкциях круглое поперечное сечение. Это приводит к большим энергозатратам на раз2 рушение забоя, большому шламообразованию и, вследствие этого, к малым скоростям бурения и большому расходу воздуха для удаления шлама. Уменьшение диаметра пневмоударников не обеспечивает решение проб5 лемы, так как при этом происходит более интенсивное падение их ударной мощности и, следовательно, снижение механической скорости бурения.

Целььр изобретения является увеличение

f0 механической скорости бурения и снижение расхода сжатого воздуха.

Указанная цель достигается тем, что цилиндры и поршни пневмоударников выполнены в форме кольцевых секторов в поперечном сечении.

1з На фиг. 1 изображен пневмоударный бур, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — пневмоударник, вертикальное сечение; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3.

Пневмоударный бур состоит из корпуса

20 бура 1, выполненного в виде кольцевои цилиндрической оболочки с керноприемной камерой 2. Между керноприемной камерой 2 и наружной поверхностью корпуса бура 1 размещены пневмоударники 3, с породоФормула изобретения разрушающими долотами, и керноподрезные элементы 5. Пневмоударники 3 состоят из поршня 6 и корпуса пневмоударника 7, выполненных в форме кольцевых секторов в поперечном сечении, что позволяет при небольшой радиальной ширине поршня 6 и корпуса пневмоударника 7 получать достаточно большую площадь сечения поршня и соответственно высокую ударную мощность пневмоударников. В корпусе пневмоударника 7. выполнены впускное окно 8, воздухоподводящие каналы 9 и 10 и выхлопные каналы 14 и 15. Поршень разделяет корпус пневмоударника на нижнюю 16 и верхнюю 17 камеры.

Работа пневмоударника осуществляется за счет периодического поступления сжатого воздуха в нижнюю 16 и верхнюю 17 камеры. В момент, когда поршень 6 находится в крайнем нижнем положении (см. фиг. 3), сжатый воздух через впускное окно 8 и по каналам 12, 10 и 13 поступает в нижнюю камеру 16, заставляя поршень подниматься вверх, при этом в начальный момент из верхней камеры 17 происходит выхлоп воздуха через выхлопно . окно 11, а после перекрытия выхлопного окна поршнем 6 сжатие воздуха в верхней камере до момента остановки поршня 6 в крайнем верхнем положении. При этом положении поршня сжатый воздух поступает из впускного окна 8 в верхнюю камеру 17 через каналы 12 и 9, а из нижней камеры 16 происходит выхлоп воздуха через канал 15 и выхлопное окно 14, что заставляет поршень двигаться вниз, нанося удар по долоту 4. В процессе работы бура воздух подается одновременно по всем пневмоударникам 3. Бурение осуществляется путем одновременного вращения бура и ударного воздействия долот 4 на породу.

Очистка забоя скважины от шлама производится воздухом, выходящим из выхлопных окон 11 пневмоударников 3. Образующийся в процессе бурения керн заполняет керноприемную камеру 2. По окончании рейса производится выключение пневмоударников и включение керноподрезных элемен941568 тов 5, осуществляющих подрезку и захват керна.

Выполнение пневмоударников в форме кольцевого сектора в поперечном сечении позволяет значительно уменьшить ширину разрушаемого кольцевого забоя при сохранении ударной мощности пневмоударников.

В реальных конструкциях пневмоударных буров, предназначенных для бурения скважин диаметром 500 †8 мм,предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить ширину забоя без изменения ударной мощности и тем самым пропорционально повысить механическую скорость бурения и уменьшить массу разрушенной породы (шлама) для выноса которой с забоя скважины требуется значительно меньшее количество сжатого воздуха. При этом представляется возможность использовать для очистки забоя скважины воздух, отработанный в пневмоударниках, без дополнительного расхода сжатого воздуха.

Пневмоударный бур, содержащий корпус в виде двух кольцевых цилиндрических оболочек, размещенные внутри корпуса пневмоударники, включающие цилиндры и поршни, долота и керноподрезающие элементы, отличающийся тем, что, с целью увеличения механической скорости бурения и сниЗ0 жения расхода сжатого воздуха, цилиндры и поршни пневмоударников выполнены в форме кольцевых секторов в поперечном сечении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 576402, кл. Е 21 D 1/06,,1973.

2. Грабчак Л. Г. Бурение шпуров. ЦНИИ

40 информации и техникоэкономических исследований цветной металлургии. М., 1973, с. 50 — 51 (прототип).

941568

Составитель Е. Михайлова

Редактор М. Товтин Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4786/17 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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