Устройство для бурения скважин во льду

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ВО ЛЬДУ, содержащее укреп- , ленные на штанге коловорот и разрезное кольцо с резцом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности путем улучшения удаления ледяной стружки при бурении, оно снабжено двумя эквидистантньоми вертикальными пластинами, жестко прикрепленными к штанге и кольцу соответственно по его внешнему и внутреннему периметрам на участке между резцом и штангой, при этом пластины выполнены в виде прямоугольных треугольников и прикреплены к штанге и кольцу вдоль их катетов. (Л С 05 СО 4 05

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ :

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3310868/28-13 (22) 06 ° 05.81 (46) 30.01.84. Бюл. Р 4 (72) В.Г. Бережинский (53) 621 ° 581 (088 ° 8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

Р 195474, кл F 25 С 5/02, 1967

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 472237, кл. Р 25 С 5/02, 1974 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

CKBAEHEI BO JIbpV, содержащее укрепленные на штанге коловорот и разрез3f5II A 01 K 75 00 F 25 C 5 02 ное кольцо с резцом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности путем улучшения удаления ледяной стружки при бурении, оно снабжено двумя эквидистантными вертикальными пластинами, жестко прикрепленными к штанге и кольцу соответственно по его внешнему и внутреннему периметрам на участке между резцом и штангой, при этом пластины выполнены в виде прямоугольных треугольников и прикреплены к штанге и кольцу вдоль их катетов.

1069746

Изобретение относится к льдотехнике, а именно к устройствам для бурения скважин во льду при гидрологических, гляциологических и других работах на толстыХ льдах.

Известно устройство для бурения скважин во льду, включающее коловоротное приспособление, штангу и укрепленную на ией режущую головку.

C 1 3, Недостаток данного устройства эак-10 лючается в трудности извлечения ледяной стружки при бурении, низкой скорости проходки скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- 15 мому эффекту являетвя устройство для бурения скважин во льду, содержащее укрепленные на штанге коловорот и разрезное кольцо, в вырезе которого на одном из торцов укреплен 20 резец t:23 .

Однако при эксплуатации известного устройства не обеспечивается необходимое удаление образующейся ледяной крошки и, как следствие, повышенная трудоемкость при бурении скважин глубиной свыше двух метров.

Цель изобретения — повышение hpoизводительности путем улучшения ледяной стружки при бурении скважин в слое льда.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для бур ния скважин во льду, содержащее укрепленные на штанге коловорот и разрезное кольцо с резцом, снабже..о двумя эквидистант-З5 ными вертикальными пластинами, жестко прикрепленными к штанге и кольцу соответственно по его внешнему и внутреннему периметрам на участке. между резцом и штангой, при этом 40 пластины выполнены в виде прямэ» угольных треугольников и прикрепле-. ны к штанге и кольцу вдоль их катетов.

На фиг.1 схематически изображено прЕдлагаемое устройство, общий вид; на фиг . 2 - разрез А-A на фиг. 1.

Устройство для бурения скважин во льду состоит из коловорота 1, штанги 2, разрезного кольца 3 с зуб- 50 чатым резцом 4 и двух эквидистантных пластин 5, прикрепленных вертикально к кольцу соответственно по его внешнему и внутреннему периметрам на участке от штанги 2 до резца 4.

Разрезное кольцо 3 имеет в поперечном сечении клинообразный профиль с острой нижней кромкой, представляющей собой кольцевой торцовый нож, свободно врезающийся в лед и обеспе- 60 чивающий устойчивое положение кольца при вращении.

Зубчатый резец 4 крепится на одном из торцов разрезного кольца 3

6, %To fIGBBo ляет осуществлять его регулирование в вертикальном положении для измене. ния толщины снимаемой стружки льда, а наклонное положение резца 4 обеспечивает отвод ледяной стружки на верхнюю площадку кольца 3 в пространство между пластинками 5.

Пластины 5 выполнены в виде изогнутых, соответственно по внешнему и внутреннему периметру кольца 3, прямоугольных треугольников и прикреплены к штанге 2 и кольцу 3 вдоль их катетов.

Коловорот 1, штанга 2 и разрезное, кольцо 3 жестко соединены между собой с помощью винтов 7. При необходимости устройство удлиняется дополнительными штангами.

Так как в соответствии с принципом работы кольцевых буров бурение с перекосом невозможно, т.е. штанга

2 бура всегда параллельна стенкам скважины и центрального керна, и поскольку ширина резца 4 больше ширины кольца 3, а следовательно, ширина пробуриваемой кольцевой канавки больше ширины резца 4 (иначе вращение бура было бы невозможно), полностью исключается касание и трение установленных пластин 5 о стенки скважины и керна в процессе бурения и поэтому дополнительное сопротивление резанию отсутствует.

Ввиду того, что установленные пластины 5 не испытывают при бурении сколько-нибудь существенных силовых нагрузок, толщина их может быть малой, например 1,0-1,5 мм. При изготовлении их из легких материалов, например, алюминия, капрона и т.п,, масса пластин 5 составляет не более

0,2 кг, что не увеличивает существенно массы устройства, лежащей в пределах от 2,3 до 5,1 кг.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Держа бур за коловорот 1, ставят кольцо 3 на лед в точку бурения и вращают коловорот 1 по часовой стрелке. Через штангу 2 вращение передается кольцу 3 и укрепленному на последнем резцу 4, который прорезает во льду кольцевую канавку. Образующаяся при этом ледяная стружка отводится резцом 4 на верхнюю площадку кольца 3 и скапливается на ней в пространстве между пластинками 5, препятствующими попаданию стружки под кольцо 3.

Через 10-15 мин бурения, когда пространство между пластинами 5 заполнится ледяной стружкой, устройство, извлекают из скважины и удаляют скопившуюся между пластинами 5 стружку.

Так как бурение r роизводится вручную, т. е. скорость вращения устройства мала, стружка между пластинами 5 не

1069746

А 4

Составитель В. Чантурия

Редактор П. Макаревич Техред Т.Маточка Корректор Л. Натай

Заказ 11592/6

Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Гоеударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 уплотняется в сплошную массу и ее удаление производится быстро и просто. Затем бурение продолжается.

Предлагаемый кольцевой бур может быть использован при научных исследованиях для бурения скважин и получения образцов льда (кернов) с различных горизонтов, а также при хозяйственных работах.

ПрОстота извлечения-ледяной струж ки и осколков льда иэ скважины позволяет увелИчИть глубину бурения и скорость проходки скважины более, чем в два раза.