Устройство для бурения скважины

 

Использование: в области бурения шахтных стволов и скважин большого диаметра. Сущность изобретения: породоприемная корзина соединена с породоприемником с возможностью независимого вращения и снабжена фиксатором от проворачивания в стволе, при этом механизм измельчения породы выполнен в виде шарошек, прикрепленных посредством кронштейнов к днищу породоприемника, с расстоянием между шарошками механизмами измельчения и днищем породоприемной корзины не больше 2/3 диаметра выходного канала породоприемника . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Е 21 D 1/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857491/03 (22) 06.06.90 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства(72) О.С.Докукин, В,П.Громыко и Д.Д,Сто-. цкий (56) Авторское свидетельство СССР

М 1252493, кл. Е 21 0 1/06, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ

Предлагаемое устройство относится к области бурения шахтных стволов и скважин большого диаметра, а более конкретно — к фазному бурению.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности выноса шлама за счет предотвращения забивки каналов шламоприемника.

На фиг, 1 изображено предлагаемое породоразрушающее устройство, вид сбоку, частичный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, Породоразрушающее устройство содержит корпус 1 бурового органа с кронштейнами несущими породораэрушающий инструмент. К корпусу 1 бурового органа, прифланцован корпус 2 породоприемника, в нижней части которого расположено устье выдачного канала 3, „„ЯЦ „„1807210 А1 (57) Использование: в области бурения шахтных стволов и скважин большого диаметра, Сущность изобретения: породоприемная корзина соединена с породоприемником с возможностью независимого вращения и снабжена фиксатором от проворачивания в стволе, при этом механизм измельчения породы выполнен в виде шарошек, прикрепленных посредством кронштейнов к днищу породоприемника, с расстоянием между шарошками механизмами измельчения и днищем породоприемной корзины не больше 2/3 диаметра выходного канала породоприемника. 2 ил.

На корпусе 2 породоприемника расположены подшипники 4, обоймы которых посредством приливов 5 связаны с породоприемной корзиной 6; на нижнем торце корпуса 2 установлены кронштейны 7 с шарошками для доизмельчения породы.

Днище корзины 6 футеровано квадратными накладками 8 из высокопрочной стали, располагаемыми с промежутками, например в шахматном порядке, что необходимо для улучшения условий дробления породы, а также повышения износостойкости днища корзины.

На торце корзины расположены кронштейны 9 с шарошками, врезающимися в стенки буримой выработки и препятствующими вращению корзины совместно с поро-. доразрушающим органом.

Расстояние между днищем корзины 6 и шарошками 7 выбираем на основании рас1807210

Yap С, м/с, Ф где С вЂ” опытная константа, зависящая от ® условий технологического транспортирования;

С = 7,5 — 9,5.

Величина коэффициента а:

a = (Ум Yp) Уо, 15 где Ум и Yp — соответственно удельные веса . породы и бурового раствора, Н/мз. р —.ускорение силы тяжести, м/с.;

S — концентрация твердого в гидросмеси;

D — диаметр трубы, м;

f — обобщенный коэффициент трения частиц о стенку труб, зависящий от вида транспортируемого материала.

Примем для самых тяжелых условий f = 0,7..

Согласно В.Г.Качана "Ьурение шахтных . стволов и скважин", М., "Недра". 1984, с.

102-104 критическая скорость гидросмеси:

5

Устройство для бурения скважины, включающее пародоразрушающий инструмент, установленный на полом буровом ставе, породоприемник, выходной канал которого сообщен с полостью бурового ста ва, имеющий породоприемную корзину, и механизм измельчения породы, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности выноса шлама за счет пред5 отвращения забивки каналов шламоприемника, породоприемная корзина соединена с породоприемником с возможностью независимого вращения и снабжена фиксатором от проворачивания в отводе, при этом механизм измельчения породы выполнен в виде . шарошек, прикрепленных посредством кронштейнов к днищу породоприемника, а расстояние между шарошками механизма измельчения и днищем породоприемной, корзины небольше 2/3 диаметра выходного канала породоприемника.

=293 вв Н, найдем соотношение:

° 1

С -f à q.D

h—

29 32 ф 0 7 (25 10 —. 1,1 " 10 ) 9 81 0 50 з

1,1 10

29 32

= 0,65D; т.е. при величинах h 2/30 удаление поро- 55 ды будет происходить без закупорки выдачного канала. чета равным 2/3 диаметра выдачного канала 3 в свету.

Согласно А.Е. Смолдыреву и Гидро- и нневмо-транспорт критическая скорость движения гидросмеси для кусковых материалов:

Икр-29,3 в h, м/с: где h — ширина пространства между забоем и корпусом расширителя, м;

29,3 — размерный коэффициент, 3 .М1/2 .С-1

Приравнивая правые части изложенных уравнений: и поинимая: Y = 25 10 Н/мз;

Yî = 1 1 -10 Н/м

С =8;f=07;

Устройство работает следующим образом, С началом разбуривания выработки шарашки на кронштейнах 8 врезаются в стенки выработки, предотвращая проворачивание корзины 6 совместно с буровым органом 1.

Корпус 2 породоприемника, прифланцованный к корпусу бурового органа 1, свободно вращается внутри корзины 6 благодаря наличию подшипников 4, связанных приливами 5 со стенками корзины 6.

Куски породы, откалываемые породоразрушающим инструментом бурового органа 1, попадают в корзину 6, где . доизмельчаются шарошками 7. При этом проскальзывание измельчаемых кусков предотвращается футеровкой 8 днища корзины 6.

Расстояние между поверхностью днища корзины 6 и шарошками 7, равное, как известно, 2/3 диаметра- выдачного канала, обеспечивает дробление породы до величины кусков, не создающих забивки выдачного канала или по крайней мере снижающей ее вероятность.

Предлагаемое устройство позволит увеличить осевую нагрузку на шарошку, а следовательно и увеличить механическую скорость бурения, исключить спуска-подъемы по причине забутовки выдачного канала, а следовательно увеличить и техническую скорость бурения.

Формула изобретения

Составитель Д.Стоцкий

Редактор С.Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Куль

Заказ 1367 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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