Гидравлическая машина для бурения скважин

 

Союз Советскид

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („1 899885. т Ъ

/ г

:-=.. " (б1) Дополнительное к авт. свид-ey— (22) Заявлено 220580 (21) 29 315 09/2 2-0 3 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Олубликовано 230132. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 230182 (51l М. Кл.з

Е 21 С 1/00

Г 03 В 13/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК622.233.6 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.М. Бочаров

Г о lj

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знает политехнический институт им. Серго Орджоникидзе Министерства" высшего и среднего специального образования РСФСР (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА ДЛЯ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для бурения скважин большого диаметра.

Известна машина для бурения скважин, включающая исполнительный орган с породоразрушающими элементами, гидродвигатель, привод от гидродвигателя на исполнительный орган и устройство для подачи исполнительного органа на забой (1).

Недостатком этой машины для бурения скважин является сложность конструкции и, как следствие, Фзвысокая надежность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическая машина для бурения скважин, включающая напорную магистраль, буровой снаряд с осевым соплом и режущими инструментами с чашечными лопатками, армированными твердосплавным материалом (2).

Недостатком изве тной гидравлической машины является наличие одноступенчатой активной турбины, что снижает ее КПД.

Кроме того, диаметр режущего диска должен быть равен диаметру буримой скважины, что снижает надежность работы этого устройства.

Цель изобретения — повышение надежности и производительности работы.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлическая машина снабжена водометным движителем, выполненным с боковыми периферийными соплами и связанным с режущими инструментами.

Кроме того, гидравлическая машина снабжена распорными гидродомкратами, гидравлически связанными с напорной магистралью и гидроцилиндром подачи, шток которого выполнен со сквозным осевым каналом и жестко соединен с водометным движителем.

На фиг. 1 показана машина в скважине, общий вид; на фиг. 2 — вид со стороны устья скважины; на фиг. 3 конструкция режущих дисков (активных турбин); на фиг. 4 чашечная лопатка с укрепленным на ней твердосплавным зубком.

Напорная магистраль 1 соединена с корпусом бурового снаряда 2, имеющим распорные гидродомкраты 3. В корпу25 се бурового снаряда 2 вдоль оси скважины расположен поршень 4, шток 5 которого выполнен со сквозным осевым каналом. На выходной конец штока насажен водометннй движитель 6 с пери30 ферийными соплами 7 и центральными

899885 соплами 8, вдоль осей которых расположены чашечные лопатки 9 с твердосплавными (или алмазными) зубками 10 режущих дисков (активных турбин) 11, установленных в опорных узлах 12 на корпусе водометного движителя б.

Периферийные сопла 7 движителя 6 расположены диаметрально противоположно друг другу, равноудалены от оси штока 5 и их выходные отверстия направлены в противоположные стороны.

На фиг. 2 показан движитель с одной парой периферийных сопел, однако при необходимости их число может быть большим.

Число центральных сопел 8 двигателя б определяется числом установленных на нем режущих дисков 11.

Режущие диски 11 имеют диаметр не более половины диаметра скважины и устанавливаются попарно и параллельно в одной плоскости, или веером в опорных узлах 12 на корпусе движителя 6 равноудалено от оси бурового снаряда. Породоразрушающий инструмент режущих дисков выполнен в виде съемных чашечных лопаток, на наружной поверхности которых закреплены соответствующим образом твердосплавные или алмазные зубки.

Машина работает следующим образом.

От насоса высокого давления по напорной магистрали 1 рабочая жидкость подается в корпус бурового снаряда 2 (на фиг. 1 стрелками показано движение потока жидкости в буровом снаряде) . Под давлением жидкости распорными гидродомкратами 3 снаряд 2 фиксируется в скважине (или в направляющей трубе при эабуривании), а поршень

4 через шток 5 подает на забой режущие диски 11.

Одновременно высоконапорные струи жидкости истекают из периферийных сопел 7 и действием реактивных сил приводят во вращение движитель 6 вокруг оси скважины. Истекающие из центральных сопел 8 высоконапорные струи ударяют в чашечные лопатки 9 и приводят во вращение режущие диски

11, которые вращающимися во взаимно перпендикулярных плоскостях зубками

10 разрушают породу. Режущие диски непрерывно подаются на грудь забоя силой давления жидкости на поршень

4 до тех пор, пока скважина не будет пробурена на длину свободного хода штока 5, после чего необходимо произвести перестановку снаряда в скважине Устройство может быть снабжено ме анизмом непрерывного перемещения по скважине, тогда процесс бурения также будет непрерывным.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет следующие преимущества: водометный движитель конструктивно проще одноступенчатой турбины известного и позволяет вращать режущие диски во взаимно перпендикулярных плоскостях, в то время как у известного устройства вращение в плоскости забоя осуществляется через буровой став;

O в предлагаемом устройстве можно

1 использовать непрерывную гибкую напорную магистраль, так как она не предназначена для передачи механических усилий, что способствует сниже15 нию стоимости бурения и повышению производительности; так как режущих дисков используется не менее двух, то это способствует увеличению КПД и производительЩ ности устройства, при этом диаметр режущих дисков снижен вдвое, что повышает их устойчивость и надежность работы; совмещение в оцной конструкции лопатки турбины и инструмента упро25 щает конструкцию, улучшает охлаждение режущей части, а это повышает производительность.

Формула иэоФретения

1. Гидравлическая машина для бурения скважин, включающая напорную магистраль, буровой снаряд с осевым соплом и режущими инструментами с чашечными лопатками, армированными твердосплавным материалом, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и проиэводительЩ ности работы, гидравлическая машина снабжена водометным движителем, выполненным с боковыми периферийными соплами и связанным с режущими инструментами °

2. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена распорными гидродомкратами, гидравлически связанными с напорной магистралью ур и гидроцилиндром подачи, шток которого выполнен со сквозным осевым каналом и жестко соединен с водометным движителем.

Источники информации, 55 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3.123.161, кл. 175-106, опублик. 1964.

2. Патент США М 2.497.144, кл. 175"107, опублик. 1950(прототип) .

899885

6 12

Фма. фи.2

Составитель IO. Стрелов

Техред Ж,Кастелевич Корректор С." Номак

Редактор В. Лаэаренко

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отк1ытий

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

Эакаэ 12115/46

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4