Устройство для бурения скважинбольшого диаметра

Устройство для бурения скважинбольшого диаметра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е „„@@976

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.07.77 (21) 2512259/22-03 с присоединением заявки № (51) М Кл з

Е 21D 1/06

Е 21В 9/18 (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (53) УДК 622.251.8 (088.8) по делам изобретений и открытий

А. Д. Прохоров и E. Б. Гаврилов

Всесоюзный научно-исследовательский инст фй - -"- -":.".>транспортного строительства 1. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к колонковым бурам для проходки кольцевым забоем в вечномерзлых грунтах скважин больших диаметров под столбы фундаментов опор мостовых переходов. 5

Известно устройство для проходки скважин большого диаметра, в котором использована вращающаяся колонна труб, несущая буровой инструмент (1).

Недостатком устройства является боль- 10 шая энергоемкость установки.

Известен колонковый снаряд, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, долота, закрепленные на корпусе, и устройство для захвата керна. Корпус подвижно 15 соединен с крышкой и керноприемным устройством при помощи направляющего желоба, а долота снабжены индивидуальным приводом, выполненным в виде встроенных в них электродвигателей, статоры которых 20 скреплены с корпусом снаряда, а роторы— с венцами (2).

Недостатком этого снаряда является то, что невозможно обеспечить электробезопасность буровых работ при проходке скважин 25 в мерзлых грунтах с межмерзлотными водами и чередующимися линзами льда.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и износоустойчиво-;>0 стп при проходке скважин в вечномерзлых грунтах.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено многошпиндельным редуктором, вмонтированным в крышку, а выходные концы его шпинделей связаны с шарошечными долотами посредством карданной передачи, размещенной в кольцевом пространстве между корпусом и керноприемником.

На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого устройства с активно вращающимися шарошечными долотами и гпдромеханическим кернорвателем.

Двухступенчатый корпус 1 устройства связан с керноприемной трубой 2 и в верхней части крышкой 3, в которой размещен многошпиндельный редуктор 4, а в нижней — рабочим кольцом 5. Фасонное рабочее кольцо 5 и крышка 3 к керноприемной трубе 2 привариваются, а к корпусу 1 крепятся болтами. Для удобства монтажа деталей кернорвателя и привода вращения шарошечных долот корпус 1 устройства выполнен съемным. В рабочее кольцо 5 вмонтпроьаны»а подшипниках 6 валы 7 с жестко закрепленными резьбовыми муфтами 8 под шарошечные долота 9.

Многошпиндельный редуктор 4 является вращателем шарашечных долот 9. Прину810976 дительное вращение (вокруг собственной оси) шарошечных долот создает независимое вращение устройства за счет возникающего в процессе бурения реактивного момента. Многошпиндельный редуктор 4 состоит из корпуса с вмонтированными в него солнечной шестерней и шести ведомых шестерен. Передача вращения от редуктора шарошечным долотам осуществляется карданными валами 10.

Кернорватель, вмонтированный в полость между корпусом и керноприемником, состоит из трех фасонных скалывающих ножей

11, шарнирно связанных с гидроцилиндрами 12. Гидроцилиндры кернователя навешиваются на кронштейны 13 керноприемной трубы 2 корпуса устройства. Боковое смещение деталей кернорвателя в момент срыва керна воспринимается направляющими, приваренными к керноприемной трубе 2 корпуса.

Крепление устройства к буровой штанге установки осуществляется через фланец 14 полого вала 15 солнечной шестерни редуктора.

Очистка скважины от бурового шлама осуществляется воздухом по схеме прямой продувки.

Устройство работает следующим образом. Перед забуриванием в грунт колонковый бур помещают в направляющий люнет буровой установки. Включают в работу систему продувки скважины воздухом. Начинают бурение. Буровой шлам сжатым воздухом выносится в шламоприемник бура и частично на поверхность скважины.

При проходке скважин на глубину, равную высоте керноприемной трубы устройства, бурение прекращается. Приступают к отрыву и извлечению керна на поверхность скважины. Для отрыва керна включаются в работу гидроцилиндры фасонных скалывающих ножей 11. Штоки гидроцилиндров 12, выдвигаясь, перемещают ножи 11 в сторону керна. Быстрый скол грунтового керна осуществляется усилием, слагаемым из сил

45 сдвига и отрыва, возникающих за счет движения ножей 11 в сторону керна по фасонному рабочему кольцу 5 устройства. При необходимости процесс скола керна можно повторить, поворачивая каждый раз устройство на 90 . Для этих целей устройство снабжено гидроповоротным устройством.

После скола керна устройство извлекается на поверхность. Реверсивная работа цилиндров 12 позволяет убрать ножи 11 кернорвателя в исходное положение, после чего керн свободно выпадает из керноприемной камеры.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным устройством конструктивно проще, технологично в изготовлении, надежней в эксплуатации. Активное вращение шарошечных долот многошпиндельным редуктором и быстрый скол керна ножевым гидромеханическим кернорвателем позволяет повысить производительность предлагаемого колонкового бура.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин большого диаметра, включающее цилиндрический корпус с крышкой, с размещенной внутри него керноприемной трубой, и шарошечные долота, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства при проходке скважин в вечномерзлых грунтах, оно снабжено многошпиндельным редуктором, вмонтированным в крышку, а выходные концы его шпинделей связаны с шарошечными долотами посредством карданной передачи, которая размещена в кольцевой полости между корпусом и керноприемной трубой, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 99931, кл. Е 21D 1/06, 1952.

2. Авторское свидетельство № 376551, кл. Е 21В 9/18, 1971 (прототип).

810976

12

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Г. Мозжечкова Техред И. Заболотнова Корректор 3. Тарасова

Заказ 511/15 Изд. № 214 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунов . 2