Ручной разбуриватель для скважин

Авторы патента:

E21B10/26 - буровые долота с направляющими частями, т.е. буровые долота с направляющим режущим инструментом; буровые долота для расширения скважины, например буры-расширители (буровые долота для ударного бурения с направляющей частью E21B 10/40; шнеки с направляющей частью E21B 10/44)

Владельцы патента RU 2488680:

Степанов Игорь Николаевич (RU)
Степанов Александр Игоревич (RU)

Изобретение относится к области бурильной техники, а именно к конструкциям ручных буров для проходки как горизонтальных, так и вертикальных скважин, и предназначено для увеличения диаметра пробуренной скважины в тех случаях, когда применение обычного ручного бура ограничивается физическими возможностями человека. Обеспечивает расширение возможностей ручных буров при проходке скважин диаметром более 40 см и снижение усилий при проходке таких скважин. Ручной разбуриватель для скважин состоит из штанги, рукояти, режущих элементов и грунтоприемника с днищем. Разбуриватель имеет силовой каркас, выполненный в виде трубчатого кольца, соединенного со штангой посредством спиц, а верхний край грунтоприемника выполнен отогнутым для обеспечения его жесткости и соединен с силовым каркасом не менее чем двумя режущими элементами, установленными под углом 40-45° относительно вертикальной оси вращения штанги, при этом каждый элемент выполнен в виде лопасти прямоугольной в плане формы с отогнутыми по ее ширине краями и режущей кромкой по ее длине, при этом отогнутые края имеют форму разнонаправленных треугольников, а режущая кромка каждого режущего элемента состоит из двух частей - верхней, выполненной параллельной относительно вертикальной оси вращения штанги, и нижней, выполненной параллельной образующей режущего элемента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Известен ручной бур для формирования отверстий в почве или грунте, содержащий штангу, имеющую заостренный наконечник в ее нижней части и снабженную рукояткой, закрепленной в ее верхней части, и режущий узел, расположенный в нижней части штанги над наконечником и выполненный из двух полудисков с заточенными прямолинейными кромками, закрепленных на штанге таким образом, что их плоскости образуют между собой угол в 30° (см. А. Мишин. Для сада и огорода. Поделки и советы: М.: «Московская правда», 1989 г., с.55, 91).

Недостатком описанного ручного бура является то, что для внедрения его в грунт требуются значительные усилия. Производительность труда при его использовании недостаточно высока. Он не предназначен для бурения скважин большого диаметра.

Известен также ручной бур для формирования скважин в почве или грунте, содержащий штангу, имеющую заостренный наконечник в ее нижней части и снабженную рукояткой, закрепленной в ее верхней части, и режущий узел, расположенный в нижней части штанги над наконечником. Штанга выполнена с регулируемой длиной, наконечник штанги выполнен в виде перового сверла (Патент РФ №2262579, кл. Е21В 10/44, опубл. 20.10.2005 г.).

Недостаток известного бура состоит в том, что при попытках использовать описанную конструкцию для проходки скважин диаметром более 30-40 см резко возрастает момент вращения и усилие выемки бура из скважины.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является ручной разбуриватель для скважин, состоящий из штанги, рукояти, режущих элементов и грунтоприемника с днищем (SU №1776728, Е02F 5/20, опубл. 23.12.1992 г.).

Недостатком описанного устройства является его низкая производительность.

Технический результат от использования изобретения заключается в расширении возможностей ручных буров при проходке скважин диаметром более 40 см и в снижении усилий при проходке таких скважин.

Указанный технический результат достигается тем, что ручной разбуриватель для скважин, состоящий из штанги, рукояти, режущих элементов и грунтоприемника с днищем, имеет силовой каркас, выполненный в виде трубчатого кольца, соединенного со штангой посредством спиц, а верхний край грунтоприемника выполнен отогнутым для обеспечения его жесткости и соединен с силовым каркасом не менее чем двумя режущими элементами, установленными под углом 40-45° относительно вертикальной оси вращения штанги, при этом каждый элемент выполнен в виде лопасти прямоугольной в плане формы с отогнутыми по ее ширине краями и режущей кромкой по ее длине, при этом отогнутые края имеют форму разнонаправленных треугольников, а режущая кромка каждого режущего элемента состоит из двух частей - верхней, выполненной параллельной относительно вертикальной оси вращения штанги, и нижней, выполненной параллельной образующей режущего элемента. И тем, что режущая кромка режущих элементов выполнена из твердосплавных материалов. И тем, что днище грунтоприемника выполнено откидным.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид разбуривателя, на фиг.2 - разбуриватель в аксонометрии, на фиг.3 - режущий элемент в плане.

Разбуриватель состоит из штанги 1 с резьбовым наконечником 2 и навинченной на него рукоятки 3, грунтоприемника 4, силового каркаса 5, режущих элементов 6. Грунтоприемник 4 выполнен в виде цилиндрического сосуда с отогнутыми верхними краями для обеспечения его жесткости. Днище грунтоприемника 4 выполнено в виде диска, закрепленного по центру на конце штанги 1. Для повышения удобства высыпания грунта днище может быть выполнено откидным. Над грунтоприемником 4 к штанге 1 соосно прикреплен силовой каркас 5, представляющий собой кольцо из трубы, соединенное со штангой 1 посредством радиальных спиц. Верхние края грунтоприемника отогнуты и соединены с силовым каркасом двумя или несколькими режущими элементами 6, установленными под углом 40-45° относительно вертикальной оси вращения штанги. Режущие элементы выполнены в виде прямоугольной в плане лопасти с вогнутой серединой и с отогнутыми краями. Отогнутые края имеют форму разнонаправленных треугольников. Режущая кромка каждого режущего элемента 6 выполнена из твердосплавных материалов и состоит из двух частей - верхней части 9, выполненной параллельной относительно вертикальной оси вращения штанги и нижней части 7, выполненной параллельной образующей режущего элемента. Части кромок выполнены из твердосплавных материалов.

Нижняя часть кромки описывает коническую поверхность, обеспечивая заглубление разбуривателя и осыпание грунта с края скважины в грунтоприемник 4, а верхняя описывает цилиндрическую поверхность и срезает грунт с ее стенок. С целью уменьшения прилагаемого момента вращения угол наклона режущей кромки имеет тот же угол наклона, что и режущий элемент, и равен 40-45°. Это обусловлено тем, что при таком угле наклона преодолеваемый момент вращения минимален. При угле наклона режущих элементов более чем в 45° возрастает площадь контакта режущей кромки со стенкой скважины, что увеличивает сопротивление вращению. Угол наклона режущих элементов менее 40° приведет к неоправданному увеличению момента вращения и, следовательно, уменьшению скорости его заглубления. Для уменьшения веса разбуривателя он может быть выполнен из легкосплавных материалов.

Разбуриватель работает следующим образом. Сначала пробуривается скважина буром, диаметр которого равен диаметру верхнего края грунтоприемника 4. Отогнутые края грунтоприемника 4 предотвращают осыпание грунта в пробуренную скважину и увеличивают жесткость конструкции разбуривателя. Эта скважина является направляющей. В нее опускается разбуриватель до соприкосновения режущих элементов 6 со стенками пробуренной скважины. Вращая разбуриватель за рукоятку 3, с помощью режущих кромок 7 и 9 режущих элементов 6, производят осыпание грунта с края пробуренной скважины в грунтоприемник 4, заглубление разбуривателя и расширение скважины. После наполнения грунтоприемника разбуриватель вынимают, высыпают из него грунт, и цикл повторяют. Осыпание грунта с края скважины в грунтоприемник 4 с помощью режущих элементов 6 происходит при меньших крутящих моментах, чем при проходке скважины такого же диаметра обычным путем, а усилие выемки разбуривателя уменьшается из-за отсутствия трения вынимаемого грунта о стенки скважины.

1. Ручной разбуриватель для скважин, состоящий из штанги, рукояти, режущих элементов и грунтоприемника с днищем, отличающийся тем, что разбуриватель имеет силовой каркас, выполненный в виде трубчатого кольца, соединенного со штангой посредством спиц, а верхний край грунтоприемника выполнен отогнутым для обеспечения его жесткости и соединен с силовым каркасом не менее чем двумя режущими элементами, установленными под углом 40°-45° относительно вертикальной оси вращения штанги, при этом каждый режущий элемент выполнен в виде лопасти прямоугольной в плане формы с отогнутыми по ее ширине краями и режущей кромкой по ее длине, при этом отогнутые края имеют форму разнонаправленных треугольников, а режущая кромка каждого режущего элемента состоит из двух частей - верхней, выполненной параллельной относительно вертикальной оси вращения штанги, и нижней, выполненной параллельной образующей режущего элемента.

2. Ручной разбуриватель для скважин по п.1, отличающийся тем, что режущая кромка режущих элементов выполнена из твердосплавных материалов.

3. Ручной разбуриватель для скважин по п.1, отличающийся тем, что днище грунтоприемника выполнено откидным.

Похожие патенты:

Расширитель // 2487984

Изобретение относится к буровым устройствам, предназначенным для расширения диаметра ранее пробуренных скважин. .

Гидравлический калибратор // 2486330

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к калибраторам гидравлического типа. .

Гидравлический калибратор // 2481456

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к калибраторам гидравлического типа. .

Устройство для проходки скважин в грунте // 2480570

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной проходки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образования скважин под сваи при возведении фундаментов.

Буровое долото для ударно-поворотного бурения горной породы и способ его изготовления // 2468177

Долото вращательного бурения с калибрующими площадками, имеющее повышенную управляемость и пониженный износ // 2465429

Калибратор-центратор // 2460867

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, предназначенному для калибровки стенок скважин и центрации компоновки низа бурильной колонны. .

Буровое долото // 2457312

Изобретение относится к буровым долотам, которые предназначены для использования при подземной разработке грунта. .

Расширитель скважин // 2445432

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. .

Буровой расширитель, спускаемый на обсадной колонне или хвостовике, и способ его разбуривания // 2436927

Буровое долото // 2492307

Изобретение относится к буровым долотам для использования при подземной разработке грунта

Долото для управляемого направленного бурения, система бурения и способ бурения криволинейных стволов скважин // 2513602

Изобретение относится к буровому инструменту и может быть использовано при наклонно-направленном бурении скважин. Предложен корпус долота, содержащий задний конец, направляющую секцию и разбуривающую секцию. При этом задний конец выполнен с возможностью разъемного скрепления с бурильной колонной. Направляющая секция размещена на ведущем, противоположном конце корпуса долота. Разбуривающая секция размещена между ведущим и задним концами. Причем задний конец, направляющая секция и разбуривающая секция соединены в единый корпус долота. При этом направляющая секция содержит, по меньшей мере, одно устройство управления для управления направляющей секцией корпуса долота и, таким образом, управления всем корпусом долота. Кроме того, корпус долота содержит стабилизирующее кольцо, соединенное с разбуривающей секцией для регулирования перемещения направляющей секции относительно оси вращения. В другом варианте осуществления изобретения создана система оборудования буровой площадки, содержащая бурильную колонну, ведущую бурильную трубу, соединенную с бурильной колонной, и корпус долота, описанный выше. Также предложен способ бурения криволинейного ствола скважины в подземном пласте, с применением указанных выше корпуса долота и системы оборудования буровой площадки. Предложенное изобретение обеспечивает возможность отталкивания всей компоновки долота для отклонения траектории скважины в ограниченном пространстве. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство и способ для расширения скважины // 2529038

Группа изобретений относится к горной промышленности, а именно к устройствам и способам для расширения скважины. Технический результат состоит в повышении эффективности расширения скважины. Устройство для расширения скважины содержит бурильное средство, направляющий элемент, установленный перед бурильным средством, и стабилизирующий элемент, установленный за бурильным средством. Поверхность направляющего элемента имеет цилиндрическую форму. Устройство содержит штанги, соединенные с торцами направляющего элемента и стабилизирующего элемента, при этом цилиндрическая поверхность направляющего элемента сочленена наклонной кольцевой фаской с торцом направляющего элемента, поверхность стабилизирующего элемента имеет цилиндрическую форму, сочлененную наклонной кольцевой фаской с торцом стабилизирующего элемента, поверхность бурильного средства имеет цилиндрическую форму, сочлененную наклонными кольцевыми поверхностями с цилиндрическими поверхностями направляющего элемента и стабилизирующего элемента. Способ расширения скважины включает выполнение пилотной скважины и ее расширение указанным устройством в прямом и обратном направлениях. 2 н.з. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Калибратор ствола скважины // 2531982

Изобретение относится к опорно-центрирующим устройствам, используемым в компоновке низа бурильной колонны при наклоннонаправленном бурении нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает уменьшение сальникообразования, повышение скорости промывочной жидкости в затрубном пространстве и механической скорости бурения. Калибратор ствола скважины включает верхнюю и нижнюю присоединительные резьбы, внутренний канал для подвода промывочной жидкости к забою, лопасти с армированными рабочими поверхностями, разделенные между собой промывочными пазами, из внутреннего канала в этих пазах выполнены каналы для дополнительного нагнетания поднимающейся со стороны забоя промывочной жидкости под острым углом к оси с соплом-насадкой на конце или без таковой. Каналы для дополнительного нагнетания промывочной жидкости выполнены в два или более ярусов один над другим в одном или более промывочных пазах. Из внутреннего канала калибратора может быть выведен один или более каналов дополнительного нагнетания в затрубное пространство поднимающейся с забоя промывочной жидкости в направлении верхнего торца в плоскости симметрии лопасти под острым углом в пределах 26°-30° к образующей цилиндрической части калибратора. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ расширения и калибрования ствола скважины // 2543226

Изобретение относится к способам расширения - увеличения диаметра и калибрования ствола скважины. Техническим результатом является исключение отклонения от направления заранее пробуренного ствола и улучшение эксплуатационных показателей - проходки на долото и механической скорости. Способ расширения и калибрования ствола скважины осуществляется с помощью инструмента, включающего полый корпус с промывочным каналом вдоль оси инструмента и промывочным отверстием на торце, нижняя часть корпуса имеет торцевую и боковые поверхности, а верхняя хвостовая часть устройства имеет форму цилиндра, оканчивающегося резьбой, причем нижняя часть корпуса состоит из имеющей цилиндрическую форму пилотной центрирующей части, на боковой поверхности которой выполнены промывочные каналы, и расширяющей части. В качестве инструмента используется долото, нижняя часть корпуса которого имеет рабочие торцевую и боковые поверхности, армированные вооружением, а расширяющая часть нижней части корпуса оснащена лопастями и имеет форму цилиндра большего диаметра, в межлопастном пространстве которой размещены промывочные отверстия. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Долото обсадной колонны и расширительное долото обсадной колонны // 2544946

Группа изобретений относится к вариантам концевого инструмента обсадной колонны, обеспечивает эффективное, равномерное пробуривание концевого инструмента, улучшенную фрагментацию концевого инструмента при его пробуривании, повышение эффективности работы инструмента при бурении и разбуривании, повышение устойчивости к разрушению, абразивному воздействию, ударным нагрузкам. Концевой инструмент обсадной колонны содержит чашеобразный корпус с центральной осью, образованный стенкой с внешней выпуклой поверхностью и внутренней вогнутой поверхностью напротив внешней выпуклой поверхности. Внутренняя вогнутая поверхность неосесимметрична относительно центральной оси, а внешняя выпуклая поверхность осесимметрична относительно центральной оси. Согласно варианту исполнения концевого инструмента внутренняя вогнутая поверхность содержит множество неосесимметричных областей, образованных более толстыми частями стенки. Согласно другому варианту исполнения концевого инструмента внутренняя вогнутая поверхность содержит по меньшей мере одну канальную область, выполненную в стенке, где указанная по меньшей мере одна канальная область выполнена в виде несквозного прерывистого выреза или глухого отверстия для улучшенной фрагментации концевого инструмента обсадной колонны при его пробуривании. 3 н. и 46 з.п. ф-лы, 11 ил.

Калибратор // 2567568

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к калибраторам, обеспечивающим сохранность заданного диаметра скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности работы калибратора. Калибратор содержит корпус с присоединительными резьбами на концевых участках и рабочие элементы, армированные износостойкими вставками. С целью повышения эффективности работы калибратора он снабжен втулкой с уплотнительным элементом, размещенным на наружной поверхности одного из ее концов между наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью корпуса. При этом корпус выполнен в виде кольцевой ленточной пружины, витки которой служат рабочими элементами, а втулка установлена телескопически внутри кольцевой пружины с возможностью перекрытия ее межвитковых зазоров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Подземный разбуриватель // 2592586

Группа изобретений относится к разбуривателям для подземных каналов и к режущим лезвиям для использования в указанных разбуривателях. Технический результат заключается в обеспечении сопротивления усилиям кручения. Разбуриватель для подземных каналов содержит опорный корпус, содержащий множество составляющих с ним одно целое пар разнесенных, проходящих вбок опорных перьев, где между каждой парой опорных перьев выполнена продольно проходящая прорезь для приема проходящего вбок режущего лезвия с захватом каждого режущего лезвия между соответствующей парой опорных перьев, и стабилизирующее кольцо, содержащее круглую гильзу, поддерживаемую множеством радиальных опорных стоек, проходящих от центральной втулки, причем режущие лезвия входят в зацепление с опорным корпусом для сопротивления обратному продольному движению, с опорными перьями для сопротивления усилиям кручения и с круглой гильзой стабилизирующего кольца для сопротивления радиальному движению. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Буровой инструмент и способ бурения грунта // 2602260

Изобретение относится к области бурения грунта. Буровой инструмент содержит элемент буровой штанги, выполненный с возможностью присоединения к приводу вращения и приведения во вращение вокруг оси бурения, корпус типа рамы и по меньшей мере один разрабатывающий зуб, который установлен в корпусе с возможностью радиальной регулировки между втянутым положением в корпусе и рабочим положением, в котором по меньшей мере один разрабатывающий зуб радиально выступает из корпуса. На элементе буровой штанги в корпусе расположен передаточный механизм, посредством которого обеспечено преобразование хода и/или вращательного движения элемента буровой штанги в радиальное движение для радиальной регулировки по меньшей мере одного разрабатывающего зуба. Для прохода по меньшей мере одного указанного разрабатывающего зуба в окружной стенке корпуса предусмотрены боковые отверстия. Обеспечивается упрощение увеличения диаметра бурения в нижней области буровой скважины. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Система (варианты) и способ (варианты) гидравлического уравновешивания скважинных режущих инструментов // 2618549

Предложены варианты системы и способа уравновешивания нагрузки и распределения гидравлической энергии между скважинными режущими инструментами. Техническим результатом является повышение эффективности бурения. Компоновка низа бурильной колонны, содержащая буровое долото и скважинный расширитель, аксиально смещенный по направлению к буровому долоту, первый переводник скважинного датчика, расположенный в непосредственной близости к буровому долоту с возможностью контролировать нагрузку на долото, второй переводник скважинного датчика, расположенный в непосредственной близости к скважинному расширителю с возможностью контролировать нагрузку на скважинный расширитель, блок передачи данных, имеющий коммуникационное соединение с первым и вторым переводниками скважинных датчиков и выполненный с возможностью принимать и обрабатывать данные о нагрузке на долото и нагрузке на скважинный расширитель, и одну или более управляемых насадок, расположенных в каждом из указанных бурового долота и скважинного расширителя, причем каждая управляемая насадка имеет коммуникационное соединение с блоком передачи данных и приводится в действие этим блоком передачи данных, чтобы регулировать подачу гидравлической энергии на буровое долото или скважинный расширитель, когда соотношение между нагрузкой на долото и нагрузкой на скважинный расширитель превышает заданный рабочий порог. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.