Устройство для бурения скважин

 

Сущность изобретения: устройство содержит корпус с приводом вращения, рабочий инструмент и порсдоразрушающие наконечники . Рабочий инструмент размещен в корпусе с возможностью вращения вокруг своей продольной оси. Породоразрушэющие наконечники размещены на боковой рабочей поверхности рабочего инструмента . Рабочий инструмент установлен с пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента, Рабочий инструмент кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с ним вращения вокруг продольной оси корпуса. 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

союз советских ,,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 F 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИ ГЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л (21) 4844808/03 (22) 29.06,90 (46) 23.08,92. 6юл. Н 31 (71) Институт горного дела им. А.A.Ñêî÷èíского (72) 6,М.Качалин, В.П.Кузнецов, В.С,Ситов и

В.Л.Скрипка (56) Патент СССР N 371730, кл. Е 02 F 5/18, опублик. 1968.

Авторское свидетельство СССР N; 296867, кл. Е 02 F5/18,,1969. (54),УСТРОЙСТВО ДЛЯ 6УРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Сущность изобретения: устройство содержит корпус с приводом вращения, рабоИзобретение относится к горной про- мышленности, а именно к устройствам для бурения скважин преимущественно в скаль" ном грунте.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее привод и бурильную головку, получающую вращение от привода. На бурильной,. головке размещены режущие- . ,элементы, для разрушения грунта, выпол,ненные в вйде установленных с возможностью вращения дисков, которые вращаются

r при вращении головки.

Это устройство обеспечивает проходку скважин в грунте невысокой крепости.

Известно также, устройство для бурения скважин, включающее корпус, привод и рабочий инструменг в виде тела вращения с рабочей поверхностью, оснащенной породоразрушающими наконечниками, в котором корпус и рабочий инструмент установлены с возможностью вращения со Ы, 1756476 А1

2 чий инструмент и породоразрушающие наконечники. Рабочий инструмент размещен в корпусе с воэможностью вращения вокруг своей продольной оси. Породоразрушающие наконечники размещены на боковой рабочей поверхности рабочего инструмента. Рабочий инструмент установлен L пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента, Рабочий инструмент кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с ним вращения вокруг продольной оси корпуса. 4 з.п. ф-лы. 2 ил, ответственно вокруг сйоих и родольных осей;

Это устройство обеспечивает бурение скважин в скальных грунтах, но при большой крепости буримой породы оНО трЕбует приложения высоких осевых нагрузок и, крома того, его применение ведет к высокой энергоемкости разрушения; так как при этом реализуется вра1цательный спо об бу6ения, который не рационален при породах высокой крепости.

Целью изобретения является увеличение скорости бурения за счет снижения осе-. вых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что рабочий инструмент установлен с пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента и кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с ним вращения вокруг продольной осй корпуса, рабочий инструмент выполнен

1756476

20

35

45

55 в виде нескольких цилиндрических тел, закрепленных на одном валу, цилиндрические тела выполнены с различной длиной по продольной оси рабочего инструмента, породоразрушающие наконечники закреплены на боковой рабочей поверхности посредством упругих элементов, породораэрушающие наконечники закреплены группами, причем в каждой из групп породораэрушающие наконечники установленй последовательно друг за другом с увеличейием их высоты от продольной оси рабочего инструмента.

На фиг.1 представлено устройство для бурения скважин, продольный разрез; на фиг.2 — схема рабочего инструмента.

Устройство для бурения скважин содержит корпус 1, s котором размещен привод (не показан), кинематически связанный с рабочим инструментом, представляющим рабочую поверхность 2, оснащенную породораэрушающими наконечниками 3, размещенную на валу 4, Рабочий инструмент (фиг.1) выполнен в виде нескольких цилиндрических тел 2, которые имеют различную длину по продольной оси рабочего инструмент вала 4. Продольная ось рабочего инструмента пересекается с продольной осью корпуса 1 0 — 0 внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента. Породоразрушающие наконечники 3 (фиг.2) закреплены на боковой рабочей поверхности упругих элементов 5. При этом породоразрушающие наконечники могут быть закреплены группами, причем в каждой из групп породоразрушающие наконечники установлены последовательно друг за другом с увеличением их высоты от продольной оси рабочего инструмента.

Устройство работает следующим образом.

При вращении корпуса вокруг оси, совпадающей с осью буримой скважины, рабочий инструмент получает одновременно вращение вокруг продольной оси вала 4 с частотой, примерно на порядок большей частоты вращения корпуса 1. Для пояснения процесса разрушения породы на забое буримой скважины рассмотрим действие на забой породоразрушающих наконечников рабочих поверхностей А и Б (фиг,1).

При вращении рабочего инструмента вокруг своей оси, породораэрушающий наконечник рабочей поверхности А наносит удар в одной из точек забоя под углом к поверхности забоя и в направлении по касательной. При повороте корпуса устройства вокруг своей оси на 180О, в этой же точке забоя окажется породораэрушающий наконечник рабочей поверхности Б. Этот наконечник наносит удар в ту же точку забоя, но под углом и в направлении, развернутом на некоторый угол относительно направления первого удара; Это объясняется тем, что направление вращения инструмента для этой точки забоя будет изменено на обратное;

Таким образом в одной и той же точке забоя последовательно будут приложены две ударные нагрузки с двух разных и встречных направлений. Такое приложение ударных нагрузок позволит в полной мере использовать преимущества ударного раэрушения крепких пород при одновременном снижении нагрузок в целом.

Формула изобретения

1, Устройство для бурения скважин, включающее корпус с приводом вращения, размещенный в корпусе с возможностью вращения вокруг своей продольной оси рабочий инструмент в виде тела вращения с боковой рабочей поверхностью, и породоразрушающие наконечники, размещенные на боковой рабочей поверхности рабочего инструмента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости бурения эа счет снижения осевых нагрузок, рабочий инструмент установлен с пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента и кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с ним вращения вокруг продольной оси корпуса.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочий инструмент выполнен в виде нескольких цилиндрических тел, закрепленных на одном валу.

3. Устройство по пп.1 и 2. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что цилиндрические тела выполнены с различной длиной по продольной оси рабочего инструмента.

4.Устройство по пп.1-3,отл ича ю щее с я тем, что породоразрушающие наконечники закреплены на боковой рабочей поверхности посредством упругих элементов, 5. Устройство по пп.1-4, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что породоразрушающие наконечники закреплены группами, причем в каждой из групп породораэрушающие наконечники установлены последовательно друг за другом с увеличением их высоты от продольной оси рабочего инструмента.

1756476

1756476

Составитель В,Скрипка

Техред М.Моргентал

Редактор О.Головач

Корректор О,Кравцова

Заказ 3068 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5

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