Снаряд для ударно-канатного бурения скважин

Снаряд для ударно-канатного бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДВТЙЛЬСТВУ

-Gee аеас, о:.;,, б"„, 4с4 (о j ,, у

)\

2 (51) М, Кл.

4L.. (6l) Дополнительное к авт. свна-ву(22) Заявлено13.02.78 (21) 2580213/22-03 с присоединением заявки №Е 21 В 5/00

Е 21 В 1/06

Гесудератеенный комитет

СССР не делам изобретений н еткрмтнй . (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.79.Бюллетень № 18 (53) УДК 622.233..5.-7.2 72. 2 (088.8) Дата опубликования описания 18.05.79 с (72) Авторы изобретения

В. B. Верстов, П, И. Ларионов и М. 3. Певзнер

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации санитарно-технических и специальных строительных работ (71) Заявитель (54) СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проходке скважин различного назначения с помошью станков ударно-канатного бурения.

Известен снаряд для ударно-канатного бурения, состоящий из канатного замка, 5 ножниц, ударной штанги и рабочего инструмента-желонки (1). Однако производительность этих снарядов низка иэ-за малой, частоты ударов (не более 50 в минуту).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является снаряд, состояший иэ рабочего инструмента и ударной штанги, выполнецной в виде герметичного корпуса, в котором раэмешен подпружиненный цилиндрический груз с торцовыми вы- 15 ступами (2 .

При работе такого снаряда в крепких породах подпружиненный цилиндрический груз, совершая колебательные движения внутри корпуса, наносит дополнительные

20 удары рабочим инструментом по забою, повышая скорость бурения крепких пород.

Однако при бурении в слабых породах из2 эа недостаточной жесткости забоя невозможно получить устойчивое колебание цилиндрического груза, а следовательно, и дополнительное ударное воздействие инструмента на забой.

Бель изобретения — повышение эффективности воздействия, рабочего инструмента на забой путем принудительного возбуждения колебаний груза.

Это достигается тем, что в предлага- емом устройстве цилиндрический груз выполнен с полостью и кольцевыми упорами на внутренней поверхности, причем внутри полости раэмешен соединенный с канатом шток с подпружиненными рычагами для взаимодействия с кольцевыми упорами цилиндрического груза.

На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд, продольный разрез; на -фиг. 2 - узел

I на фиг. 1.

Снаряд состоит из рабочего инструмента 1, полого герметично. закрытого корпуса 2, цилиндрического груза 3, штока

4 и канатного замка 5.

6626

Корпус выполнен в виде трубы, в нижней и средней части которой установлены

-направляющие втулки 6 и 7, а в верхней части - сальник 8. Нижняя втулка 6 имеет наковальню 9, чоспринимающую удары 3 цйлиндрического груза и передающую их энергию на рабочий инструмент. Билиндри. ческий груз имеет внутреннюю полость, на цилиндрической поверхности которой выполнены кольцевые поперечные упоры 10. ©

Между цилиндрическим грузом 3 и направляющей втулкой 7 установлена пружина 11. В верхней части цилиндрического груза 3 имеется выступ 12, ограничивающий движение груза вверх, а в нижней час- ти - ударный выступ 13.

Шток 4 проходит через сальник 8, отверстие в средней втулке 7 и полость ци- линдрического груза 3, В штоке 4 выполнена поперечнач прорезь 14, в которой установлены рычаги

15 с наружными 16 и внутренними 17 роликами. P.,очаги через втулку 18 взаимо действуют с пружиной 19, сила сжатия которой регулируется винтом 20 и гайками 21 и 22. В месте перехода верхней части штока к нижней части большего диаметра имеется выступ 23. Иля фиксации рычагов 15 в горизонтальном положении служит пружина 24, действующая на рыча-@ ги через втулку 25. Пружина 26, установленная между нижним торцом штока 4 и дном полости груза 3, предотвращает удары штока, по грузу при опускании штока в крайнее нижнее положение. С помощью канатного замка 5 снаряд соединяется с рабочим канатом 27 бурового станка.

В процессе бурения высокочастотное ударное воздействие на забой происходит при подъеме каната 27, который в свою 40 очередь поднимает шток 4. При этом наружные ролики 16 рычагов 15, упираясь в очередной кольцевой упор 10, захватывают цилиндрический груз 3 и поднимают его. Подъем груза происходит до момента соприкосновения выступа 12 с запле чиком втулки 7. В этот момент груз 3 останавливается, а шток 4, продолжвя движение вверх, поворачивает рычаги 15 вом круг их оси, которые внутренними роликаЮ ми 17 сжимают пружину 19, а наружны.ми 16 перекатываются через кольцевой упор 10.

Груз 3 под действием силы тяжести и силы, аккумулированной в пружине 11, начинает падать и ударяет выступом 13 по наковальне 9, которая передает удар ный импульс рабочему инструменту 1.

83 4.

Так как шток 4 продолжает поднимать ся, то происходит подхват груза 3 эа очередной кольцевой упор 10.

Таким образом, при подъеме штока 4 происходит несколько ударов груза 3 по наковальне 9.

При опускании каната 27 шток 4 под действием силы тяжести опускается, а рычаги 15, сжимая своими внутренними ро ликами 17 пружину 24 через втулку 25, наружными роликами 16 обкатывают коль цевые упоры 10.

При достижении своего нижнего положения шток 4 канатом 27 поднимается и цикл работы снаряда повторяется.

После заполнения рабочего инструмен та. 1 грунтом, разгрузка его может осуществляться также, как разгрузка желонок или грунтозаборных стачков, для,чего снаряд канатом 27 поднимается на поверхность

При работе снаряда число ударов инст румента по забою находится в пределах .

300-"400 уд/мин, что позволяет повысить механическую скорость разрушения породы.

Изобретение позволяет увеличить эффективность использования станков ударноканатного бурения и повысить их производительность примерно на 10-15% за счет повышения механической скорости бурения, . сокрашения затрат времени на вспомогательные операции, повышения степени заЭ полнени" рабочего инструмента, породой.

Формула изобретения

Снаряд для ударно-канатного бурения скважин, включающий рабочий инструмен, полый герметично закрытый корпус и v ä пружиненный цилиндрический груз с тор цовыми в ыступами, о т л и 4 а ю щ и и с я тем, что, с целью повчшения эффек тивности воздействия рабочего инструмента на забой путем принудительного возбуждения колебаний груза, подпружиненный цилиндрический груз выполнен с полостью и кольцевыми упорами на внутрен ней поверхности, причем внутри полости размещен соединенный с канатом шток с подпружиненными рычагами для взаимодействия с кольцевыми упорами цилиндрического груза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вортман 3. М. Практика ударно-г на тного бурения на воде, М., "Недра, 1971, с. 57.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 578 "18, кл. Е 21 В 5/00, 1972.