Расширитель скважин

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бурения скважин большого диаметра путем расширения передовой скважины в породах и рудах средней и высокой крепости. Цель изобретения -повышение производительности расширителя за счет увеличения мощности ударных механизмов и обеспечения предварительного разрушения забоя. Рас ширитель содержит центральную колонку 1 с опорным 2 и воздухораспределительным 4 фланцами, между которыми вокруг колонны 1 установлены ударные механизмы (УМ) 5 и аккумуляторы пневматической энергии (АПЭ) 20 с буровыми коронками 3. Поршень 22 в каждом АПЭ 20 имеет длину меньше его диаметра, а также дросселирующее отверстие 24. Буровые коронки 3 установлены хвостовиками

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 7/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2Ô

22

Фи2. 5 (21) 4653713/03 (22) 23,02.89 (46) 30.09,91. Бюл. № 36 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Н.А.Беляев, В,А.Гаун, А.В.Белоусов и И.И.Болотнов (53) 624,24.051.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 624474, кл. Е 21 В 7/28 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 335388, кл. Е 21 В 7/28, 1970. (54) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бурения скважин большого диаметра путем расши,, ЯЛ„„1680926 Al рения передовой скважины в породах и рудах средней и высокой крепости. Цель изобретения — повышение производительности расширителя за счет увеличения мощности ударных механизмов и обеспечения предварительного разрушения забоя. Расширитель содержит центральную колонку

1 с опорным 2 и воздухораспределительным 4 фланцами, между которыми вокруг колонны 1 установлены ударные механизмы (УМ) 5 и аккумуляторы пневматиеской энергии (АПЭ) C с буровыми коронками 3. Поршень 22 в каждом АПЭ

20 имеет длину меньше его диаметра, а также дросселирующее отверстие 24. Буровые коронки 3 установлены хвостовиками

1680926

10 в опорном фланце 2 и закреплены в нем шпонками. Поступающий в цилиндр 21 АПЭ

20 сжатый воздух повышает мощность YM 5, а также прижимает поршень 22 к хвостовику коронки 3, которая, прижимаясь к забою, разрушает образующиеся на нем выступы и

Изобретение относится к горному делу может быть использовано для бурения скважин большого диаметра путем расшиения передовой скважины в породах и руах средней и высокой крепости.

Цель изобретения — повышение проиэодительности расширителя путем увеличеия мощности ударных механизмов и беспечения предварительного разрушения забоя, На фиг.1 схематически изображен расШиритель скважины, продольный разрез по пневмоударным механизмам; на фиг.2— разрез А — А на фиг.1, на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.1; на фиг,4 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 — аккумулятор пневматической энергии, продольный разрез; на фиг.6 — разрез

à — Г на фиг.5.

Пневмоударный расширитель скважин (фиг.1) состоит иэ центральной колонны 1, опорного фланца 2 с.буровыми коронками

3, воздухораспределительного фланца 4, пневматических ударных механизмов 5, пе,реднего направляющего фонаря 6 и переходника 7. Опорный фланец 2 содержит ложементы 8 (фиг.4), посадочные отверстия 9 под хвостовики буровых коронок 3, ступенчатое отверстие 10 с пазами 11 в отверстии меньшего диаметра и шпонки l2 (фиг.3). Центральная колонна 1 выполнена пустотелой и включает в себя упорную головку 13, зубья (шлицы) 14 и 15, входящие в зацепление с пазами 11 опорного фланца 2 и пазами 16 в центральном отверстии воэдухораспределительного фланца 4 (фиг.2).

Со стороны упорной головки 13 установлен передний направляющий фонарь 6 с воэможностью вращения вокруг собственной оси и осевого перемещения по лыскам

17, ограниченного пальцем 18(фиг,3), установленным в поперечное отверстие упорной головки 13 и замкнутым центральным отверстием 10 опорного фланца 2. В хвостовике направляющего фонаря 6 выполнены дополнительные продувочные отверстия 19 (фиг.5), направленные к голо- . вкам буровых коронок 3. На опорном фланце 2 (фиг.5) вместо пневматических

45 дополнительно ослабляет ударами горную породу. Выходящий через отверстие 24 короткого поршня 22 воздух обеспечиваетдополнительную очистку забоя и охлаждение коронки 3. 1 з,п, ф-лы, 6 ил, ударных механизмов 5 над одной или более буровых коронок 3 могут быть установлены аккумуляторы 20 пневматической энергии, включающие в себя цельные цилиндры 21, короткие поршни 22, через которые аккумуляторная (20) и подпоршневая

23 полости связаны дросселирующим отверстием 24, выполненным в коротком поршне 22.

Центральная колонна 1 (фиг,5) может быть выполнена облегченной путем образования продольных ребер 25 жесткости, которые входят в пазы 26 и 27 опорного фланца 2 и воздухораспределительного фланца 4. Ребра 25 жесткости в зоне контакта с пазами 26 и 27 опорного фланца 2 и воздухораспределительного фланца 4 имеют утолщения 28 (фиг.б). Цилиндры ударных механизмов 5 и цельные цилиндры 21 аккумулятора 20 устанавливают вокруг колонны 1 на выступы 29 опорного фланца 2 и закрывают крышкой воздухораспределительного фланца 4, через который закрепляются все узлы расширителя, переходником

7 поджимая опорный фланец 2 к упорной головке 13 колонны 1. Для подачи сжатого воздуха к пневмоударным механизмам 5 в центральной колонне выполнены радиальные отверстия 30, а в воздухораспределительном фланце 4 — расточка 31, каналы 32 и цилиндрическая полость 33, охватывающая корпус воэдухораспределительного устройства 34 пневмоударного механизма 5, Пневмоударный расширитель скважин работает следующим образом.

Крутящий момент от переходника 7 и пустотелой центральной колонны 1 передается через упорную головку 13, зубья 14 и

15 или утолщения 28 продольных ребер 25 на воздухораспределительный коллектор

4 и опорный фланец 2 с буровыми коронками 3, между которыми зафиксированы и стянуты крутящим моментом цилиндры пневмоударных механизмов 5 и аккумуляторы 20, После подачи сжатого воздуха в полость центральной колонны 1, впереди которой размещен хвостовик фонаря 6, давление

1680926 сжатого воздуха воздействует на торец последнего и перемещает его по лыске 17 вперед до упора в палец 18, передавая крутящий момент фонарю 6, увеличивая скорость транспортировки буровой мелочи 5 через впадины направляющей части фонаря

6. При заклинивании фонаря 6 крупными частицами породы он перемещается назад, палец 18 выходит по лыске в проточку на хвостовике и фонарь 6 может проворачи- 10 ваться относительно колонны 1, исключая возможность поломок хвостовика.

Через радиальные отверстия 30 в колонне 1 сжатый воздух поступает в расточку

31, далее через ка;:àëû 32 и цилиндриче- 15 скую полость 33 коллектора 4 к воздухораспределительному устройству 34 пневмоударного механизма 5 или в аккумулятор 20. Воздухораспределительное устройство 34 обеспечивает попеременную 20 подачу сжатого воздуха на прямой и обратный ход поршня ударного механизма 5, который наносит удары по хвостовику буровой коронки 3. Последний внедряется в уступ забоя скважины, разрушает породу, обра- 25 зуя скважину большого диаметра.

Дополнительная непоерывная продувк"-. уступа забоя скважины поступающим сжатым воздухом в полость центральной колонны 1 осуществляется через продувочные 30 отверстия 19 фонаря 6, которые направлены к головкам буровых коронок 3. Направленная непрерывная струя сжатого воздуха удаляет с забоя частицы буровой мелочи и охлаждает забойную часть головки коронки 35

3. Не п реры вна я и родувка посадочн ых мест хвостовика и головок буровых коронок 3 осуществляется при установке аккумулятора 20, в этом случае сжатый воздух из аккумулятора 20 поступает в подпаршневую полость 23 через дросселирующее отверстие

24, выполненное в коротком поршне 22, и выходит через зазоры в посадочном отверстии хвостовика буровой коронки 3, препятствуя проникновению шлама в зазоры, Диаметр отверстия дросселя выполнен с учетом средней величины площади зазора в посадочном отверстии под хвостовик буровой коронки 3, Формула изобретения

1. Расширитель скважин, включающий центральную колонну с опорным фланцем, ударные механизмы, установленные на опорном фланце и вокруг центральнои колонны, воэдухораспределительный фланец и буровые коронки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности расширителя за счет увеличения мощности ударных механизмов и обесг1ечения предварительного разрушения забоя, он снабжен одним или несколькими аккумуляторами пневматической энергии и дополнительными буровыми коронками, при этом каждый аккумулятор пневматической энергии выполнен в виде цилиндра с поршнем, имеющим дросселирующее отверстие. установлен между огорным и воздухораспределительным фланцами с возможностью сообщения с полостями ударных механизмов и взаимодействия поршнем с закрепленной в опорном фланце дополнительной буровой коронкой, 2. Расширитель по п.1, о -: л и ч а юшийся тем, что длина поршня аккумулятора пневматической энергии меньше его диаметра.

1680926

1680926

@uzi

Составитель Л. Черепенкина

Техред М,Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор Л, Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3293 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5