Устройство для бурения в угольном пласте

Устройство для бурения в угольном пласте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресттублик

< 956729 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.80 (21) 3213188/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Е 21 В 7/08

Гесудеретееннвм кемнтет

СССР

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень №33 (53) УДК 622.233..05 (088.8) до делам нэейретеннй н етнрмтий

Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Автор изобретения

И. В. Равилов

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ В УГОЛЬНОМ ПЛАСТЕ

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам, предназначенным для бурения скважин в угольных пластах, н может быть использовано на предприятиях угольной промышленности.

Известен инструмент для бурения в уголь- 5 ных пластах, который включает коронку и размещенные на ней конические фрезы, армированные резцами, и утяжелитель. При бурении таким инструментом резцы разрушают породу на лежачей стенке скважины и инструмент следует вдоль контакта угля и породы почвы (1).

Недостатком этого инструмента является то, что он может эффективно работать только при прочных породах почвы, в которых возникают значительные усилия, отклоняющие инструмент в сторону угля. В слабых же породах инструмент может зарезать уступ в породах почвы и выйти из пласта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бурения в угольном пласте, включающее трубчатый корпус с боковыми окнами и коронкой, соосно установленную гильзу с калиброванным отверстием и выдвижные элементы с приводом, размещенные в окнах корпуса (2).

Недостатком указанного устройства является невозможность регулирования искривления скважины по восстанию пласта.

В складчатых угольных пластах, где требуется регулирование искривления скважины по восстанию и по падению пласта, этот недостаток может привести к выходу скважины в породы почвы вследствие зарезки уступа боковыми резцами инструмента в породах почвы пласта.

Цель изобретения — обеспечение возможности управления искривления скважины при бурении в складчатых угольных пластах.

Цель достигается тем, что привод выдвижных элементов выполнен в виде подпружиненных поршней, которые размещены между корпусом и гильзой и имеют односторонние конические поверхности, на которых размещены выдвижные элементы, выполненные с ответными коническими поверхностями, при этом между поршнями образована полость, которая посредством радиальных каналов соединена с полостью гильзы для подачи напорного агента.

956729

Формула изобретения

5О

3

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1.

Устройство для бурения в угольном пласте состоит из корпуса 1, на концах которого расположены переходники 2 и 3. На переходник 3 навинчена коронка 4. В корпусе 1 выполнены окна 5. Внутри корпуса

1 между переходниками 2 и 3 размещены гильза 6, полость которой Через отверстия

7 сообщается с полостью корпуса 1. В гильзе 6 закреплена втулка 8 с калиброванным отверстием. На гильзе 6 подвижно расположены поршни 9 и 10, в теле которых выполнена проточка, образующая коническую поверхность 11. Уплотнения 12 расположены на поршне 10 со стороны основания конуса, а на поршне 9 — со стороны вершины. Между поршнем 10 и переходником 2 установлена пружина 13, а между переходником 13 и поршнем 9 — пружина 14, причем пружина 13 располагается со стороны вершины конуса поршня 10, а пружина 14 — со стороны основания конуса поршня 9. Пружины 13 и 14 находятся в предварительно сжатом состоянии.

На конических поверхностях поршней 9 и 10 с помощью шлицов 15 подвижно установлены плашки 16 и 17, приводами для которых являются подпружиненные поршни 9 и 10. Плашки 16 и 7 выполнены в виде секторов с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхностями, Коническая поверхность снабжена фигурным пазом для шлица 15 и сопрягается с конической поверхностью поршней.

Плашки 16 и 17 располагаются в окнах 5 корпуса 1. Устройство присоединяется к буровому стану 18 с помощью переходника 2.

Инструмент работает следующим образом.

Во время бурения промывочная жидкость проходит из бурового стана 18 в переходник 2, гильзу 6, переходник 3, коронку 4 и омывает забой. Во втулке 8 создается перепад давления, в связи с чем повышается давление в полости, ограниченной корпусом 1, уплотнениями 12, — îðøíÿìè 9 и 10 и гильзой 6.

При относительно небольшой подаче промывочной жидкости, например 100 л/мин, положение поршней 9 и 10 и связанных с ними плашек 16 и 17 остается неизменным, так как усилие на поршни 9 и 10 не превышает усилия предварительно сжатых пружин 13 и 14.

В этом положении кривизна образуемого ствола скважины зависит от геометрических параметров инструмента, т. е диаметров коронки 4, переходника 2 и поверхности, образуемой плашками 16. Дуга окружности, проведенная через кромки указанных деталей, будет направлена выпуклостью вниз, т. е. ось скважины будет направлена к кровле пласта.

f0

25 зо

Если необходимо направить ось скважины к почве пласта, то увеличивают подачу жидкости (например, до 200 л/мин). При этом увеличивается давление на втулке 8 а усилие, действующее на поршни 9 и 10, превышает силу сжатия пружин 13 и 14, и происходит смещение поршня 10 влево, а поршня 9 вправо. Одновременно происходит выдвижение плашек 17 из окон 5 и утапливание плашек 16 во внутрь корпуса 1.

В этом случае опорами инструмента, которые образуют криволинейную форму ствола скважины, будут коронка 4, поверхность плашек 17 и корпус 1 между коронкой и плашками 17. Дуга окружности, проведенная через эти три опоры, обращается выпуклостью вверх, т. е. скважина направляется к почве пласта.

Зная изменения угла падения пласта на длине лавы по данным очистного забоя, можно, ориентируясь по глубине скважины в процессе бурения, изменять путем увеличения или уменьшения подачи жидкости направление оси скважины, приводя его в соответствие с гипсометрией пласта.

Изменение подачи жидкости в определенных пределах не влияет существенно на качество очистки забоя скважины от шлама. В принципе возможно получение промежуточных положений выдвижения плашек

16 и 17, т. е. регулирование интенсивности искривления от максимума до нуля (бурение по прямой линии).

Внедрение разработанного устройства для бурения в угольном пласте скважин, параллельных очистному забою, позволяет сократить число скважин, не добуренных до проектной глубины из-за выхода в почву или кровлю. В свою очередь это улучшит качество профилактических мероприятий, так как уменьшение числа скважин, не дошедших до проектных глубин, вызывает увеличение зоны действия на пласт при нагнетании воды, улучшает дегазацию пласта и безопасность проводимых очистных работ.

Устройство для бурения в угольном пласте, включающее трубчатый корпус с боковыми окнами и коронкой, соосно установленную гильзу с калиброванным отверстием и выдвижные элементы с приводом, размещенные в окнах корпуса, отличающееся тем; что, с целью управления искривлением скважины в складчатых угольных пластах, привод выдвижных элементов выполнен в виде подпружиненных поршней, которые размещены между корпусом и гильзой и имеют односторонние конические поверхности, на которых размещены выдвижные элементы, выполненные с ответными коническими поверхностями, при этом между поршнями образована полость, которая по956729

4Руг. 1

Составитель Ю. Стрелов

Редактор С. Запесочный Техред А. Бойкас Корректор И.Муска

Заказ 6547/14 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 средством радиальных каналов соединена с полостью гильзы для подачи напорного агента.

Источники информации, принятые во внимание пви экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 518562, кл. Е 21 С 1/14, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 761694, кл. Е 21 В 10/00, 1977 (прототип).