БУРОВОЙ РАБОЧИЙ ОРГАН Российский патент 2004 года по МПК E21B4/20 E21B10/28 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям устройств для образования скважин большого диаметра пучком пневмоударников.

Известен буровой рабочий орган Кыштымского машиностроительного завода им. М.И.Калинина, содержащий корпус с жестко соединенным коллектором, серийными пневмоударниками и коронками с плоской рабочей частью (А.с. СССР № 1257157, кл. Е 21 В 7/28, 1985 г.).

Коронки в пневмоударниках, например указанного завода, закреплены посредством шариков, расположенных в продольных пазах коронки и пневмоударника, препятствующих в рабочем положении выпадению и повороту коронки в пневмоударнике. Длина продольного паза коронки определяет длину свободного хода коронки в пневмоударнике. Буровой рабочий орган работает следующим образом. Сжатый воздух и крутящий момент передают от бурового станка через буровой став, на конце которого навинчен коллектор бурового рабочего органа. Под действием крутящего момента весь буровой орган приводится во вращение вокруг своей оси. Одновременно через систему каналов в коллекторе во все пневмоударники поступает воздух, и они начинают работать. Под действием удара от пневмоударников буровые коронки разрушают породу, а за счет вращения устройства происходит обуривание всей площади забоя скважины.

Известное устройство имеет недостаток. Буровые коронки закреплены таким образом, что при бурении и повороте устройства они всегда повернуты одной стороной к боковой стенке скважины. Внешняя сторона коронок обуривает большую площадь забоя скважины, чем внутренняя. Поэтому износ твердосплавных вставок в буровых коронках происходит неравномерно, что приводит к преждевременному выходу их из строя.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является расширитель скважин, содержащий корпус с соединенными коллектором пневмоударниками и коронки, установленные в пневмоударниках с возможностью осевого свободного хода и вращения вокруг своей оси. Причем коронки имеют уступообразную рабочую часть (А.с. СССР № 516812, кл. Е 21 С 3/24, Е 21 С 17/00, 1976 г.).

Известные устройства имеют общий недостаток. Во время работы пневмоударника коронка с плоской или уступообразной рабочей частью образует свой плоский либо уступообразный забой. При попадании коронки в мягкую часть пород или в расщелину пород, она выдвигается из пневмоударника на величину свободного хода и препятствует повороту всего бурового устройства вокруг своей оси, цепляясь за выступы стенок и углублений в забое.

Изобретение решает задачу повышения эффективности бурения путем обеспечения равномерного обуривания забоя и вращения устройства в породах при различной крепости и морфологического состояния.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение-буровой рабочий орган содержит следующие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной задачи.

Изобретение содержит корпус с соединенными коллектором пневмоударниками и коронки, установленные в пневмоударниках с возможностью свободного хода и вращения вокруг своей оси.

По отношению к наиболее близкому аналогу у заявляемого имеются следующие отличительные признаки. Коронки выполнены с конусной рабочей частью, высота которой превышает длину свободного хода коронки в пневмоударнике.

Такая совокупность признаков обеспечивает равномерное обуривание забоя и вращение устройства в породах различной крепости и состояния. Во время бурения при попадании какой-либо из коронок в мягкую часть пород или в расщелину пород, она выдвигается из пневмоударника на величину свободного хода. Но коронка не препятствует вращению всего бурового устройства вокруг своей оси, как у аналогов, т.к. рабочая часть коронки выполнена конической и ее высота превышает длину свободного хода коронки в пневмоударнике.

Это позволяет, при вращении всего устройства, завести указанную коронку в пневмоударник, благодаря взаимодействию конической поверхности рабочей части коронки со стенками и выступами в забое.

По имеющимся сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат совокупности признаков, которые отличают от близкого аналога заявленное изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкции буровых рабочих органов. При этом повышается эффективность бурения путем обеспечения равномерного обуривания забоя и вращения устройства в породах различной крепости и состояния. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применяемость".

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - также разрез А-А.

Буровой рабочий орган содержит корпус 1 с соединенными коллектором 2 пневмоударниками 3 и коронки 4, установленные в пневмоударниках 3 с возможностью свободного хода и вращения вокруг своей оси. Коронки 4 выполнены с конусной рабочей частью 5, высота которой превышает длину свободного хода h коронки 4 в пневмоударнике 3.

Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух и крутящий момент передают от бурового станка (на чертеже не показан) через буровой став, который ввинчивают в коллектор 2. Под действием крутящего момента весь буровой орган приводится во вращение вокруг своей оси. Опускают буровой орган до забоя скважины 7. Одновременно через систему каналов в коллекторе во все пневмоударники 3 поступает воздух, и они начинают работать. Под действием удара от пневмоударников 3 буровые коронки 4 разрушают породу, а за счет вращения бурового рабочего органа происходит обуривание всего забоя скважины 7.

Одновременно при вращении устройства вокруг оси бурового става 6 происходит свободное обкатывание коронок 4 о боковые стенки скважины 7, что заставляет коронки 4 поворачиваться вокруг своей оси в пневмоударниках 3. В случае при попадании какой-либо из коронок 4 в мягкую часть пород или в расщелину пород, она выдвигается из пневмоударника 3 на величину свободного хода h. При этом коронка 4 не будет препятствовать вращению всего бурового устройства вокруг своей оси, т.к. конусная рабочая часть 5 коронки 4 будет взаимодействовать со стенками и неровностями забоя и переместится обратно в пневмоударник 3.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям устройств для образования скважин большого диаметра пучком пневмоударников. Буровой рабочий орган содержит корпус с соединенными коллектором пневмоударниками и коронки, установленные в пневмоударниках с возможностью свободного хода и вращения вокруг своей оси. Коронки выполнены с конусной рабочей частью, высота которой превышает длину свободного хода коронки в пневмоударнике. Повышается эффективность бурения путем обеспечения равномерного обуривания забоя и вращения устройства в породах различной крепости и состояния. 2 ил.

Буровой рабочий орган, содержащий корпус с соединенными коллектором пневмоударниками и коронки, установленные в пневмоударниках с возможностью свободного хода и вращения вокруг своей оси, отличающийся тем, что коронки выполнены с конусной рабочей частью, высота которой превышает длину свободного хода коронки в пневмоударнике.