Стабилизатор

Стабилизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области горного дела, в частности к бурению скважин ударно-канатными станками в перемежающихся породах.

При ударно-канатном бурении пород, имеющих значительную трещиноватость, сопротивление забоя скважины во всех его точках неодинаково и буровой инструмент, углубляясь в большей степени в местах забоя с наименьшим сопротивлением, отклоняется в сторону и искривляет скважину, поскольку диаметр штанги меньше диаметра долота и происходит отклонение верхней части штанги к стенке скважины [1]. Чтобы исключить это явление, необходимо центрировать штангу по оси скважины.

При вращательном бурении применяют различные стабилизаторы, размещаемые на буровых штангах [2].

Наиболее близким по существу решаемой задачи является стабилизатор с упругим поджатием опорных поверхностей к стенке скважины с помощью упругого элемента и подвижного хомута. При изменении диаметра скважины опорные поверхности теряют контакт со стенкой скважины, упругий элемент разжимается, перемещает хомут, который разжимает рычаги и увеличивает размер стабилизатора до контакта со стенками скважины [2].

Недостатком стабилизатора, принятого за прототип заявляемому устройству, является возможность применения его только при вращательном бурении.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности работы станков ударно-канатного бурения за счет центрирования буровой штанги в момент удара ее по забою скважины.

Поставленная задача достигается тем, что в стабилизаторе, включающем упругий элемент и опорные поверхности, согласно изобретению, опорные поверхности выполнены из упругого материала, нижние прямые концы их закреплены на верхнем конце буровой штанги, а верхние дугообразные концы соединены с канатом, на котором подвешена буровая штанга.

Стабилизатор представлен на фиг.1 при ослабленном канате и на фиг.2 - при натянутом канате, на фиг.3 - узел А на фиг.1.

Для стабилизации по центру скважины 1 буровой штанги 2 на ней хомутом 3 закреплены нижние концы не менее трех дугообразных элементов 4, выполненных из упругого материала, например, рессорной стали или полимеров. Верхние концы дугообразных элементов 4 снабжены кольцами 5, к которым присоединены тросики 6, соединяющие дугообразные элементы 4 с кольцом 7, размещенным на канате 8, на котором подвешен буровой снаряд. Кольцо 7 свободно установлено над элементом 9, прочно соединенным с канатом 8.

Стабилизатор работает следующим образом.

При сбросе буровой штанги 2 в скважину 1 происходит ослабление тросиков 6 и дугообразные элементы 4 за счет сил упругости раскрываются в стороны, упираются выпуклостями в стенки скважины 1 и буровая штанга 2 скользит верхней частью за счет дугообразных элементов 4 по стенкам скважины 1, сохраняя вертикальное положение в момент удара о забой. После удара снаряда начинается его подъем. При этом кольцо 7 плотно прижимается к элементу 9 и начинает через тросики 6 за кольца 5 стягивать к центру дугообразные элементы 4, отклоняя их от стенок скважины 1. Канат 8 за счет массы буровой штанги 2 раскручивается и поворачивает буровую штангу 2 на некоторый угол. Происходит свободный подъем буровой штанги 2. Затем цикл повторяется. Сохранение вертикальности буровой штанги в момент удара за счет скольжения дугообразных элементов 4 по стенкам скважины 1 исключает уход нижней части буровой штанги 2 в сторону при неблагоприятных условиях бурения, что позволяет решить поставленную задачу.

Источники информации

1. Егурнов Г.П. Открытые горные работы. М.: Углетехиздат, 1954.

2. Сафохин М.С., Богомолов И.Д., Скорняков Н.М. Машинист бурового станка. М.: Недра, 1990 (прототип).

Стабилизатор, включающий упругий элемент и опорные поверхности, отличающийся тем, что опорные поверхности выполнены из упругого материала, нижние прямые концы их закреплены на верхнем конце буровой штанги, а верхние дугообразные концы соединены с канатом, на котором подвешена буровая штанга.