Устройство для бурения скважин

Устройство для бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к бурению в горной пром-сти промышленных скважин в перемежающихся горных породах Цель изобретения - повышение надежности работы устр-ва. Между пневмоударником (ПУ) устр-ва и буровым ставом расположен механизм управления, в корпусе 6 которого размещены упругий элемент (УЭ) 12 и втулка 16 с внутренней профилированной поверхностью . Последние установлены между пере

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

28

77

Д

2б

27

Фиг 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4625419/03 (22) 26.12.88 (46) 07.04.91. Бюл. 7Ф 13 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) Ю.Ф.Шалашов и Г.Д.Воропаев (53) 622,233.056 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 193394, кл. Е 21 С 1/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР

Я 977749, кл. Е 21 С 1/12, 1979.

ÄÄ5Q ÄÄ 1640326 А1 (ss)s Е 21 В 4/14, Е 21 С 3/24, 1/12 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к бурению в горной пром-сти промышленных скважин в перемежающихся горных породах. Цель изобретения — повышение надежности работы устр-ва. Между пневмоударником (ПУ) устр-ва и буровым ставом расположен механизм управления, в корпусе 6 которого размещены упругий элемент (УЭ) 12 и втулка 16 с внутренней профилированной поверхностью. Последние установлены между пере1640326 ходником 14 с одной стороны и регулировочной 10 и стопорной 9 гайками с другой.

С гайкой 10 связан дроссель. Концентрично внутри распределительной трубки 4 ПУ установлена разделительная трубка 18 с образованием между ними кольцевого канала(К)

19 для подачи воздуха в ПУ. Дроссель выполнен в виде установленного в трубке 18 с возможностью осевого перемещения стакана со сквозными отверстиями 22 в верхней части, На стакане установлен подпружиненный относительно УЭ 23 клапан 24 с возможностью взаимодействия с внутренней профилированной поверхностью 17 втулки

Изобретение относится к бурению в горной промышленности, а более конкретно к устройству комбинированного бурового инструмента, предназначенного для эффективного бурения промышленных скважин в перемежающихся горных породах. Цель изобретения — повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — конструкция устройства.

Устройство для бурения скважин содержит долото 1 и погружной пневмоударник 2 с беззолотниковой системой распределения сжатого газа. В корпусе пневмоударника 2 расположен ударный механизм, состоящий из бойка 3 и распределительной трубки 4 с отверстием в торце. Между пневмоударником 2 и буровым ставом 5 расположен механизм управления, в корпусе 6 которого установлены подвижные хвостовик 7 и стакан 8. Внутри стакана 8 находятся стопорная 9 и регулировочная 10 гайки с фиксатором 11, опирающиеся на верхний подвижный торец упругого элемента 12, который имеет прорези 13, Нижний торец упругого элемента 12 опирается на корпус неподвижного переходника 14. Верхняя концентрическая поверхность упругого элемента 12 образует центральный канал 15.

Механизм управления включает также втулку 16, которая выполнена с внутренней профилированной поверхностью 17 и жестко закреплена между переходником 14 и упругим элементом 12, Устройство снабжено установленной концентрично внутри распределительной трубки 4 разделительной трубкой 18 с образованием между ними кольцевого канала 19 для подачи воздуха в пневмоударник, а механизм управления имеет связанный с регулировочной гайкой

16 для регулирования подачи воздуха в К 19.

Втулка 16 жестко закреплена между переходником 14 и УЭ 12, При бурении пород различной «р пасти изменяются величины дроссельных отверстий, образованных с одной стороны клапаном 24 и втулкой 16, с другой стороны клапаном 24 и величиной проходной площади отверстий 22. Это приводит к постоянному перераспределению сжатого газа из центрального К 15 в К 25 и

19 питания ударного механизма и К 26, 27 подачи газа на забой. При этом изменяются величины энергии и частоты ударов ПУ. 2 ил, 10 дроссель, выполненный в виде установленного в разделительной трубке 18 с воэможностью осевого перемещения стакана

20, который выполнен с упором 21, а в верхней части имеет сквозные отверстия 22, и установленный на стакане 20 и подпружиненный посредством упругого элемента 23 относительно упора 21 клапан 24, который перекрывает отверстия 22 стакана 20. Дроссель установлен в центральном канале 15 и делит его на канал 25 питания ударного механизма, совпадающий с кольцевым каналом 19, и канал 26 подачи газа в призабойную зону. Разделительная трубка

18 жестко связана с распределительной трубкой 4 и имеет продольный канал 27, совпадающий с каналом 26 подачи газа на забой. Движение клапана 24 ограничивается кольцом 28, установленным неподвижно на стакане 20. Клапан 24 установлен с возможностью взаимодействия с внутренней профилированной поверхностью 17 втулки

16 для регулирования подачи воздуха в кольцевой канал 19.

Устройство работает следующим образом, В свободном состоянии устройства сжатый газ от компрессорной станции бурового станка через буровой став 5, внутреннее отверстие хвостовика 7 подается в центральный канал 15. Напор сжатого газа заставляет перемещаться клапан 24 относительно стакана 20 и полностью открываются отверстия 22, соединяющие центральный канал 15 с каналом 26 подачи газа в приэабойную зону.

При бурении горных пород с f = 1 — 12 осевое усилие, создаваемое подающим механизмом бурового станка, передается через став 5, хвостовик 7, стакан 8, гайки 9 и

10 на упругий элемент 12. С другой стороны усилие реакции породы через долото 1 пе1640326 редается на корпус пневмоударника 2, переходник 14 и упругий элемент 12. В зависимости от разности величин осевого усилия и реакции сопротивления буримой породы упругий элемент 12 изменяет свою линейную длину в сторону ее уменьшения.

Это приводит к перемещению хвостовика 7, стакана 8, гаек 9 и 10, стакана 20 — подвижной части дросселя, а с ним и клапана 24, который с внутренней поверхностью втулки

16 образует дроссельное отверстие. Величина этого отверстия зависит от величины изменения линейного размера упругого элемента 12 и перепада давлений сжатого газа в центральном канале 15 и канале 19 питания ударного механизма. Величина перепада давлений Л Р определяется жесткостью упругого элемента 23.

При бурении пород различной крепости изменяются величины дроссельных отверстий, образованных с одной стороны клапаном 24, втулкой 16, а с другой — клапаном 24 и величиной проходной площади открывающихся отверстий 22. Это приводит к постоянному перераспределению сжатого газа иэ центрального канала 15 в каналы 25 и 19 питания ударного механизма и каналы 26 и

27 подачи газа на забой. Следовательно, в процессе бурения по мере 1зменения крепости буримой породы изменяется расход и давление с"катого газа в каналы 25, 19 и 26, 27 при постоянном перепаде давлений Л Р, Это приводит к изменению величины энергии и частоты ударов пневмоударника 2, т.е. работой ударного узла управляет крепость буримой горной породы. При больших значениях давления и расхода сжатого газа в центральном канале 15 автоматически поддерживаются необходимые для работы ударного механизма величины расхода и давления сжатого газа в канале 19 с учетом изменяющейся крепости буримой породы.

Причем избыток энергоносителя сбрасывается непосредственно в канал 26 подачи газа в призабойную зону, что значительно повышает эффективность процесса бурения.

При бурении мягких пород, когда величины осевого усилия и реакции забоя малы. а изменение линейного размера упругого

50 элемента 12 небольшое, клапан 24 не образует дроссельного отверстия с втулкой 16, но, открывая отверстия 22, соединяет центральный канал 15 с каналом 26 подачи газа в призабойную зону. В это время ударный механизм пневмоударника 2 отключается и осуществляется эффективная продувка забоя.

Таким образом, предлагаемое устройство при повышенных расходах и давлениях энергоносителя в процессе бурения перемежающихся по крепости горных пород с f=

1-12 автоматически перестраивается и обеспечивает линейный характер зависимости энергии удара от изменяющейся крепости или, что аналогично в устройстве, от осевого усилия, рэзвиваел1ого подающим механизмом бурового станка.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, включающее долото, пневмоудэрник с рапределительной трубкой. буровой став, расположенный между пневл оудэрником и буровым ставом механизм управления, включающий корпус с разл1ещенными в нем упругим элементом и втулкой, которые установлены между переходником с одной стороны и регулировочной v стопорной гайками с другой, и связанный = ре улировочной гайкой дроссель, о т л и ч э ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, устройство снабжено установленной концентрично внутри распределительной трубки разделительнои трубкой с образованием между ними кольцевого канала для. подачи воздуха в пневмоудэрник, а дроссель выполнен в виде установленного в разделительной трубке с возможностью осевого перемещения стакана, который в верхней части имеет сквозные отверстия, и установленного на стакане подпружиненного относительно последнего клапана, при этом втулка механизма управления выполнена с внутренней профилировэнной поверхностью и жестко закреплена между переходником и упругим элементом. а клапан установлен с возможностью взаимодействия с внутренней профилированной поверхностью втулки для регулирования подачи воздуха в кольцевой канал.

1640326

12

27

Риг.!

Составитель Е. Столбцов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Патай

Редактор И; Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1004 Тираж 374 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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