Устройство для бурениянеглубоких скважин прямоуголь-ного сечения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (1) 821654

Союз Советсккк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву4 (22)Заивлено 28.06.77 (2!) 2521067/29 03 (5!)М. Кд.

Е 02Э 17/14 с присоединением заявки МЬсударствапвй камвтвт

СССР аа аеазн «забретений и еткрмтий (23) Приоритет

Опубликовано.18.04.81. Бюллетень М14 (SS) уды 624.131. .34(088 8) Дата опубликования описания 18.04.8 1.(72) Asrop изобретения

М, .Г. Токарь

Специальное проектно-конструктсрск бюро по электровибробуровой технике .. (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ НЕГЛУБОКИХ

СКВАЖИН ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ

-:-Изобретение относится к открытый, горным разработкам, в частности к уста- .. новкам вращательного бурения. для проходки в строительстве неглубоких скважин.: прямоугольного сечения в крепких породах .или породах с крепкими включениями, пре5 имущественно для установки столбчатых фундаментов опор мостов при сооружении: их в зоне вечной мерзлоты.

Для бурения скважин прямоугольной формы известны буровые устройства, используемые для проходхи щелей или траншей, противофильтрационных завес. Извес-. тен буровой снаряд для проходки скважин " некруглой формы, содержащий корйуС и

И закрепленный в нем породоразрушающий . орган fl ).

Недостатком его является то, что иопользование устройства практически неВ возможно для проходки скважин больших сечений в крепких породах из-эа невозможности обеспечить соответствующие

1 осевые нагрузки на инструмент.

Известен:также:буровой снаряд, со держащий колонну, длина которой больше

:глубины скважины с закрепленными в колонне приводами вращения долот, поро доразрушающий инструмент, а также rsgросистему для подачи промывочных воды или раствора и всасывающйй трубопровод,,Ииаметр буровых долот, например. шаро-; шечных, равен ширине проходимой скважины иаи траншеи. Указанный буровой снаряд:смонтирован на самоходной карет-. ке, перемещающейся по рельсам,.и снабжен подъемно-.подающим механизмом (2).

Проходка прямоугольной скважины произвсяится в результате двух независимых перемещений укаэанного бурового снаряда . горизонтального возвратно-поступательного движения снаряда. по оси траншеи (скважины) вместе с кареткой и вер икального движения вниз в направляющих нодъемно-подающего механизма по мере опускания забоя скважины.

Недостатком известного бурового снаряда является то, что попеременно одно

3 82Ы из долог работает вхолостую; невозможH& проходка скважины с очисткой ее от буровой мелочи сжатым воздухом; прьходческие работы отличаются технологической сложностью, связанной с необхо5 димостью непрерывного возвратно поступательного перемещения каретки, несущей буровой снаряд, по рельсовым направляющим; большая длина колонны, несущей приводы вращения долот, ограничивает lo приложение к долотам необходимых осе вых нагрузок.

11елью изобретения является увеличение скорости бурения.

Указанная цель достигается тем, что . 15 устройство для бурения снабжено кожухом прямоугольного сечения с жестко прикрепленными направляющими, контакти рующими со стенками скважин, и механизмом качания, выполненным в виде гидро- 20 цилиндра и установленным на кожухе на дневной поверхности скважины, шток которого связан с верхним концом колонны, при этом колонна установлена внутри кожуха и шарнирно с ним соединена. 25

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в разрезе по оси одного иэ приводов вращения долот на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (при вертикальном положении колонны). 30

Устройство для бурения включает корпус 1 в виде трубы прямоугольного сечения, механизм 2 качания в виде гидроци линдра, колонну 3 с укрепленными в ней двумя приводами вращения долот, например электробурами 4 с трехшврошечными долотами 5. Колонна 3 приблизительно в своей средней части укреплена шарнирно в корпусе 1 на двух соосных кулаках 6, допускающих качание колонны вдоль длин- 4о ной стороны корпуса. С целью снижения крутящего момента, передаваемого на колонну, долота вращаются в разные стороны. Электробуры расположены в колонне смежно в каждой иэ длинных сторон кор- 45 пуса, в диаметр долот несколько меньше половины ширины скважины. Колонна 3 имеет силовую конструкцию, обеспечивающую разгружение электробуров при бурении от изгибающего момента. Верхний конец колонны соединен со штоком гидроцилиндра механизма 2 качания.

Устройство для бурения перемешается вдоль оси скважины в направляющих 7 буровой установки (на фигурах не показана) посредством подъемно-подающего механизма. Направляющие имеют проходное отверстие прямоугольного очертания, 54 4 охватывающее корпус 1, имеющий продольные выступы - "салазки" 8 по наружным узким сторонам.

При работе с очисткой скважины сжатым воздухом часть его подается на забой по каналам внутри электробуров 4, а часть по каналу 9 внутри колонны, при этом верхний конец корпуса и механизм качания закрыты кожухом 10, При забуривании, осуществляемом при небольших усилиях подачи, горизонтальные составляющие реакции забоя воспри-, нимаются направляющими 7 буровой установки. После некоторого заглубления снаряда в скважину эта реакция забоя передается на стенки скважины, по которым скользят "салазки» 8.

Буровые работы с использованием предлагаемого бурового снаряда не требуют непрерывного перемещения буровой каретки, что упрощает технологию бурения. Возможность проходки скважин с очисткой их от буровой мелочи сжатым воздухом обеспечивают .эффективное бурение, вечномерзлых грунтов с крепкими . включениями. При качании колонны с элеI ктробурами в обе стороны забой обрабатывается одновременно двумя электробурами, что обеспечивает значительное увеличение скорости бурения. Плечо колонны, несущей приводы вращения долот, or шарнирной опоры до долот в предлагаемом снаряде составляет приблизительно половину глубины скважины, что обеспечивает снижение расчетного, изгибающего конструкцию рамы момента и создает условия для повышения осевой нагрузки на долота и, соответственно, увеличения скорости бурения.

Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить скорость бурения приблизительно вдвое по сравнению с прототипом.

Увеличение скорости бурения в два раза приводит к снижению себестоимости проходки на 30-407 и повышению производительности установки на 40-50Fo.

Формула изобретения

Устройство для бурения неглубоких скважин прямоугольного сечения, включающее колонну с закрепленными в ней приводами вращения долот и породоразрушаюшим инструментом, о т л ц ч в ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения скорости бурения, оно снабжено кожухом прямоугольного сечения с жестко прикрепленны821654

Ф4/2.f Ф4(2- 2

Составитель Л. Черепенкина

Редактор.Г, Мозжечкова Техред А. Ач Корректор В. Бутяга

° «

Заказ 2910 Тираж 693

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К-35, Раушская наб., a. 4/5

Подписное

«» «« « «

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ми направляюшими, контпктируюшими со стенками скважин, и механизмом качания, выполненным в виде гилроцилиндра и установленным на дневной поверхности скважины, шток которого соединен с верхним концом колонны, при этом колонна шарнирно установлена внутри кожуха.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ГССР

N. 400699, кл. Е 21 С 13/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

hb 258125, кл. Е 02 Ь 17/14, 1969 (прототип).