Устройство для бурения сопряженных скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых в условиях проявления горного давления и контурного оформления горных выработок. Целью является повышение устойчивости работы устройства при оформлении линейных щелей и упрощение конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бурения сопряженных скважин, включающем бурильную колонну труб, ударник с буровой коронкой и опорными втулками, свободно закрепленными на ударнике, направляющий сектор, ось которого разведена с осью ударника на угол 0,5-1,5^o и жестко закрепленный на передней втулке скалыватель, грань которого выполнена с наклоном под углом 15-25^o и обращена в сторону перемещения трассы сопряженной скважины от вращения буровой коронки, имеет сектор, снабженный направляющим отжимным роликом с кольцом и армированный пружинными скобами. 6 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых в условиях проявления горного давления и контурного оформления горных выработок.

Известно устройство для бурения параллельно-сопряженных скважин (авт. свид. СССР N 1546627), содержащее направленную штангу и буровой инструмент. Направляющая штанга снабжена пластиной, закрепленной на ее обращенной к буровому инструменту наружной поверхности и установленной ниже клина, при этом толщина пластины больше расстояния от наружной поверхности направляющей штанги до нижней кромки наклонной поверхности клина.

К недостаткам устройства относится, что бурение сопряженной скважины производится по винтовой линии из-за вращающего момента от вращения бурового снаряда, часто заклинивается на глубине скважины из-за скалывания междускважинного целика в сторону поверхности вращательного бурового снаряда.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для бурения сопряженных скважин (авт. свид. СССР N 1763631), включающее бурильную колонну с ударником и буровой коронкой, направляющий элемент с верхней и нижней опорами, свободно закрепленными на ударнике, и жестко закрепленный на нижней опоре скалыватель с режущей гранью, направляющий элемент выполнен в виде сектора трубы, при этом ось ударника разведена с осью направляющего элемента на угол 0,5-1,5^o в плоскости, проходящей через оси ударника и направляющего элемента, а в перпендикулярной к ней плоскости она установлена под углом 0,5-1,0^o к оси бурильной колонны и с выдвижением буровой коронки по отношению к ударнику в направлении бокового смещения трассы сопряженной скважины от вращения буровой коронки, причем грань скалывателя выполнена с наклоном под углом 15-25^o и обращена в сторону перемещения трассы сопряженной скважины от вращения буровой коронки.

Недостатком этого устройства является сложность устройства: установить ось направляющего элемента под углом 0,5-1,0^o к оси бурильной колонны и с выдвижением буровой коронки по отношению к ударнику в направлении бокового смещения трассы сопряженной скважины от вращения буровой коронки, в процессе работы необходимо укреплять узел, связывающий направляющий элемент с ударником, допускается при трещиноватых породах с падением в сторону пионерной скважины сдвиг устройства в сторону пионерной скважины, трудно поддерживать грань скалывателя в рабочем состоянии от истирания о крепкие и образивные породы.

Целью является повышение устойчивой работы устройства при оформлении линейных щелей и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бурения сопряженных скважин, включающем бурильную колонну, ударник с буровой коронкой и опорными втулками свободно закрепленными на ударнике, направляющей сектор трубы, ось которого разведена с осью ударника на угол 0,5-1,5^o и жестко закрепленный на передней втулке скалыватель, грань которого выполнена с наклоном под углом 15-20^o и обращена в сторону перемещения трассы сопряженной скважины от вращения буровой коронки, сектор трубы снабжен направляющим отжимным роликом и армирован пружинными скобами.

Устройство для бурения скважин поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез по сопряженным скважинам с проекцией на плоскость разреза устройства; на фиг. 2 - разрез по А-Б-В-Г на фиг. 1, где показан узел направляющего отжимного ролика 8 без кольца 9 расширителя скважин и его относительное положение в пробуренной скважине 23 между буримой 24 и пробуренной плонерной 23; на фиг. 3 - узел примыкания прижимной скобы и поверхности сектора трубы; на фиг. 4 - разрез по А-Б-В-Г на фиг. 1, где показан узел направляющего отжимного ролика 8 с кольцом 9 расширителя скважин и его относительное положение в пробуренной сопряженной скважине 24 между буримой 25 и пробуренной 23; на фиг. 5 - продольный разрез кондуктора для забуривания сопряженных скважин; на фиг. 6 - план кондуктора.

Устройство для бурения сопряженных скважин представляет колонну труб 1 с переходником 2 и ударником 3 (например, пневмоударник М-48) с коронкой 4, сектор трубы 5, к которому присоединены втулки: опорная 6, направляющая 7 и направляющий отжимной ролик 8 с кольцом 9.

В месте расположения хвостовика ударника 3 косынка 10 опорной втулки 6 скреплена с хвостовой частью направляющего сектора трубы 5 клином 11, установленным в отверстие 12 косынки 10, а в месте расположения головки ударника 3 направляющая втулка 7 жестко скреплена со скалывателем 13 с сектором трубы 5. При этом в местах скрепления на контактах с сектором трубы 5 с обеих сторон (опорной втулки 6 и клином 11) устанавливают прокладки 14, определяющие угол 1^o±30.

Скалывающая грань 15 скалывателя 13 под углом 15-25^o разрушает между скважинами целик 16 с отгрузкой горной массы через отверстие 17 и полость 18, которая образуется в результате установки пружинных скоб 19, жестко (например, путем сварки) присоединены одним концом скобы к внешней поверхности сектора трубы 5, где полость 18 лишает опоры междускважинного целика 16 о внешнюю поверхность сектора трубы 5.

Устройство кондуктора для точного забуривания сопряженных скважин за счет предотвращения радиальных отклонений ударника в момент забуривания представляет жесткую конструкцию, содержащую соединение друг с другом посредством флянца 20 удлиненную разрезную трубу 21 и также разрезной короткий патрубок 22 - ограничителем отклонений ударника устройства для бурения сопряженных скважин. На флянце 20 предусмотрены выступы 23 - места для нанесения ударов при установке кондуктора в устье пробуренной (пионерной) 23 и буримой 24 скважин и далее соответственно в устье 24 и 25.

Устройство для бурения сопряженных скважин работает следующим образом. Подсоединенным к вращательной бурильной установке с колонной бурильных туб (штанг) 1 через переходник 2 ударником 3 с буровой коронкой 4 пробуривают нисходящую пионерную 23 скважину, например на подсечку. Далее с почвы выработки удирают насыпную породу вокруг пионерной скважины 23, извлекают из нее обсадную трубу, после чего в скважину вставляют кондуктор, располагая его коротким патрубком 22 против места расположения устья будущей сопряженной скважины, затем присоединяют устройство к ударнику 3: в одном узле - через переходник 2, кольцо 6 к косынки 10, которые соединены сваркой и соединены через прокладки 14 с сектором трубы 5 клином 11 через отверстие 12 в косынке 10; в другом узле - через втулку 7, соединенную сваркой со скалывателем 13 и сектором трубы 5, на которой установлен отжимной ролик 8 без кольца 9. Далее сектор трубы как направляющий элемент вводят через трубу 21 кондуктора в пионерную скважину 23, в буксу ударника 3 вставляют буровую коронку 4 наибольшего диаметра (новую). Поворачивая буровой станок НКР-100м на распорной стойке, устройство УБПС с буровой коронкой вводят в патрубок 22 кондуктора, осаживая кондуктор до упора патрубком в почву горной выработки, закрепляют в пионерной скважине, производят забуривание и бурение первой сопряженной скважины. После пробуривания первой сопряженной скважины и подъема из нее устройства УБПС извлекают из пионерной скважины кондуктор и устанавливают в сопряженную скважину 24 для бурения второй сопряженной скважины и т.д., предварительно устанавливают прижимной ролик 8 с кольцом 9, который движется по щели между скважинами и предотвращает вращение ударника вокруг пробуренной скважины.

Применение предложенного устройства по сравнению с прототипом позволит: упростить конструкцию; увеличить стойкость устройства тем, что грань скалыватель при бурении пионерной скважины по крепким и образивным породам преобразуется в поперечном сечении до формы равнобедренного треугольника или прямоугольника, и при бурении последующих сопряженных скважин направляющий ролик 8 с кольцом 9 поддерживает только прямолинейное расположение скважин; облегчает подъем бурового снаряда 3 с устройством при уменьшении диаметра скважин от проявления горного давления за счет амортизации пружинных скоб 19.

Формула изобретения

Устройство для бурения сопряженных скважин, включающее бурильную колонну, ударник с буровой коронкой и опорными втулками, свободно закрепленными на ударнике, направляющий сектор трубы, ось которого разведена с осью ударника на угол 0,5 - 1,5^o, и жестко закрепленный на передней втулке скалыватель, грань которого выполнена с наклоном под углом 15 - 25^o и обращена в сторону перемещения трассы сопряженной скважины от вращения буровой коронки, отличающееся тем, что сектор трубы снабжен направляющим отжимным роликом с кольцом и армирован пружинными скобами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6