СБОРНЫЙ БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2014 года по МПК E21B7/00 E21B17/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к буровому инструменту, в частности к сборному буровому инструменту и более конкретно к сборному буровому инструменту, подходящему для быстрого бурения в твердых породах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Бурение в породах является очень важной задачей в отраслях промышленности, таких как добыча полезных ископаемых, строительство, проходка туннелей и т.п., например, бурение анкерных шурфов и взрывных шурфов. Во время бурения используются различные буровые инструменты в зависимости от различных принципов бурения. В настоящее время используется в основном ударно-вращательное бурение и вращательное бурение, причем при ударно-вращательном бурении происходит разбивание и продавливание породы, почвы и т.п. буровой коронкой для их дробления, и таким образом осуществляется бурение; при вращательном бурении происходит разрезание и измельчение породы, почвы и т.п. буровой коронкой, и таким образом осуществляется бурение. Во время бурения, независимо от его рабочего принципа, общий признак заключается в необходимости передачи мощности от силового агрегата к буровой коронке посредством буровой штанги для осуществления бурения. Таким образом, буровые штанги, соединенные с буровой коронкой, соответственно различаются по типу, например буровая штанга для ударно-вращательного бурения, штанга для вращательного бурения и т.п., и также имеется большое количество типов сечения буровых штанг, таких как круглая буровая штанга, шестигранная буровая штанга, спиральная буровая штанга и т.п. В настоящее время известны два основных способа использования буровых штанг, т.е. согласно одному способу ударно-вращательного буровую штангу используют для бурения в комбинации с соответствующей буровой коронкой, причем от силового агрегата к буровой коронке передают как ударную силу, так и силу резания, и задача бурения достигается частыми ударами по породе, почве и т.п. буровой коронкой с последующим дроблением указанных пород; и согласно другому способу вращательную буровую штангу используют для бурения в комбинации с соответствующей буровой коронкой, причем от силового агрегата к буровой коронке передают только силу резания и силу измельчения, и задача бурения достигается только резанием и измельчением породы, почвы и т.п.

Оба указанные выше способа имеют значительные недостатки, состоящие в частности в отношении первого способа в том, что во время бурения, для которого требуется большая мощность, возникают большие механические вибрации, и имеется трение между буровой штангой и стенкой скважины, которые приводят к большому энергопотреблению, сильному шуму и замедленной скорости бурения, а также затрудняют бурение глубоких скважин. В отношении второго способа, несмотря на то что бурение может быть достигнуто посредством высокоскоростного вращательного разрезания и таким образом может быть достигнута повышенная скорость бурения, в том числе глубоких скважин, тем не менее в результате повышенной скорости вращения возрастает трение между буровой штангой и стенкой скважины, в результате чего увеличивается энергопотребление и ускоряется износ буровой штанги, а также значительно ухудшаются надежность и безопасность работы буровой штанги.

Согласно уровню техники передача мощности от бурильной машины к буровой коронке происходит путем вращения и/или осевого перемещения буровой штанги, и следовательно общий недостаток состоит в том, что во время перемещения буровой штанги неизбежно возникает трение между ней и стенкой скважины, и если пробуренная скважина достигает большой глубины, для преодоления указанного трения между буровой штангой и стенкой скважины потребуется очень большая мощность, и для преодоления указанного недостатка при бурении таких скважин может быть применено единственное средство, такое как увеличение мощности, что приводит к дополнительному расходу ресурсов; кроме того, по причине трения между буровой штангой и стенкой скважины во время бурения сокращается срок службы буровой штанги из-за ее износа, что увеличивает стоимость бурильных работ. Кроме того, в указанном уровне техники длина буровой штанги является постоянной, и в случае необходимости бурения скважин, имеющих различные глубины, результат может быть достигнут только путем замены буровых штанг, и таким образом возникает необходимость изготовления различных буровых штанг с различными техническими характеристиками, что влечет за собой увеличение стоимости обработки и усложняет изготовление.

Таким образом, имеется крайне важная и срочная необходимость в создании бурового инструмента, благодаря которому может быть уменьшено трение между буровой штангой и стенкой скважины, а также может быть придана достаточно высокая скорость вращения буровой коронке без чрезмерного потребления мощности/ при этом должны быть уменьшены размеры буровой штанги для соответствия потребностям бурения скважин различной глубины.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Для устранения вышеуказанных недостатков уровня техники, заключающихся в большом трении между буровой штангой и стенкой скважины, низкой эффективности, высокой стоимости и сложности изготовления из-за чрезмерного количества технических условий для буровой штанги и т.п., или устранения по меньшей мере одного из указанных недостатков согласно настоящему изобретению предложен сборный буровой инструмент, который эффективно устраняет вышеуказанные недостатки уровня техники.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Предложен сборный буровой инструмент, который содержит буровую штангу 1, буровую коронку 2 и соединитель 3 буровой коронки, причем буровая коронка 2 соединена с буровой штангой 1 посредством соединителя 3 буровой коронки, отличающийся тем, что буровая штанга 1 сформирована соединением секций 11 буровой штанги, каждая из которых содержит внутреннюю секцию 111 штанги и полую наружную секцию 112 штанги, при этом внутренняя секция 111 штанги закреплена с возможностью вращения в наружной секции 112 штанги, причем внутренние секции 111 штанги каждой из секций 11 буровой штанги соединены вместе для формирования внутренней штанги 11' буровой штанги 1, наружные секции 112 штанги соединены вместе для формирования наружной штанги 12' буровой штанги 1, при этом внутренняя штанга 11' буровой штанги 1 соединена с выходным валом силового агрегата, а наружная штанга 12' жестко соединена с корпусом силового агрегата.

Предпочтительно соединитель 3 буровой коронки, содержит внутренний соединитель 31 и полый наружный соединитель 32, причем внутренний соединитель 31 установлен с возможностью вращения внутри наружного соединителя 32, при этом внутренний соединитель 31 соединен с внутренней штангой 11' буровой штанги 1 в одном конце и с буровой коронкой 2 в другом конце, причем осевая нагрузка и радиальная нагрузка от буровой коронки 2 передаются наружному соединителю 32 посредством внутреннего соединителя 31, при этом наружный соединитель 32 одним концом соединен с наружной штангой 12' буровой штанги 1.

Кроме того, внутренние секции 111 секций 11 буровой штанги установлены внутри наружных секций 112 штанги с использованием подшипника 13, причем внутренние секции 111 штанги расположены соосно с наружными секциями 112 штанги и снабжены центральным отверстием 1111.

Внутренний соединитель 31 соединителя 3 буровой коронки, установлен внутри наружного соединителя 32 с использованием подшипника 33, причем внутренний соединитель 31 расположен соосно с наружным соединителем 32 и снабжен сквозным отверстием 34, которое связано с центральным отверстием 1111.

Подшипник 13 секции 11 буровой штанги содержит два подшипника 131, 132, поддерживающих концентричность, и подшипник 33 соединителя 3 буровой коронки содержит один осевой подшипник 331, несущий осевую нагрузку, и два радиальных подшипника 332, 333, несущих радиальную нагрузку и поддерживающих концентричность.

Предпочтительно указанные два подшипника 131, 132, поддерживающие концентричность, являются самоцентрирующимися шариковыми подшипниками, соответственно установленными в двух концах внутренних секций 111 штанги, осевой подшипник 331 является упорным шариковым подшипником, а указанные два радиальных подшипника 332, 333 являются самоцентрирующимися шариковыми подшипниками, расположенными с двух сторон осевого подшипника 331.

Кроме того, внутренние секции 111 штанги расположенных рядом секций 11 буровой штанги 1 соединены вместе с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции, и наружные секции 112 штанги соединены вместе с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции.

Внутренняя штанга 11' буровой штанги 1 соединена с внутренним соединителем 31 соединителя 3 буровой коронки с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции, и наружная штанга 12' соединена с наружным соединителем 32 с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции.

Предпочтительно внутренняя секция 111 секции 11 буровой штанги 1 снабжена квадратным пазом 1112, расположенным в одном конце, и квадратной головкой 1113, расположенной в другом конце, причем указанная квадратная головка 1113 может быть вставлена в указанный квадратный паз 1112, при этом наружная секция 112 секции 11 буровой штанги снабжена внутренней резьбой 1121, расположенной в одном конце, и наружной резьбой 1122, расположенной в другом конце, причем указанная наружная резьба 1122 может быть ввинчена в указанную внутреннюю резьбу 1121.

Внутренний соединитель 31 соединителя 3 буровой коронки снабжен квадратным пазом 312, расположенным в одном конце, причем квадратная головка 1113, расположенная в одном конце внутренней штанги 11' буровой штанги 1, может быть вставлена в указанный квадратный паз 312, расположенный в одном конце внутреннего соединителя 31, при этом наружный соединитель 32 снабжен внутренней резьбой 321, расположенной в одном конце, причем наружная резьба 1122, расположенная в одном конце наружной штанги 12' буровой штанги 1, может быть ввинчена во внутреннюю резьбу 321, расположенную в одном конце наружного соединителя 32.

Кроме того, наружный соединитель 32 соединителя 3 буровой коронки дополнительно снабжен пробкой 322, установленной в другом конце, причем указанная пробка 322 закреплена в наружном соединителе 32 посредством резьбового соединения, при этом между пробкой 322 и внутренним соединителем 31 установлено уплотнительное кольцо 35, причем внутренний соединитель 31 снабжен выступом 311, выполненным в наружной поверхности, при этом выступ 311 упирается в осевой подшипник 331.

Кроме того, внутренние секции 111 штанги расположенных рядом секций 11 буровой штанги 1 соединены вместе посредством внутреннего штангового соединителя 121, и наружные секции 112 штанги соединены вместе посредством наружного штангового соединителя 122.

Внутренние секции 111 буровой штанги 1 соединены с внутренним соединителем 31 соединителя 3 буровой коронки посредством внутреннего штангового соединителя 121, и наружные секции 112 штанги соединены с наружным соединителем 32 посредством наружного штангового соединителя 122.

Предпочтительно внутренние секции 111 штанги и внутренний соединитель 31 соединены с внутренним штанговым соединителем 121 с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции, и наружные секции 112 штанги и наружный соединитель 32 соединены с наружным штанговым соединителем 122 с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Сборный буровой инструмент согласно настоящему изобретению содержит буровую штангу, сформированную соединением различных секций буровой штанги, причем длина буровой штанги может быть выбрана произвольно для соответствия конкретным требованиям бурения скважин различной глубины, в результате чего снижены требования к техническим характеристикам и моделям буровой штанги и облегчено бурение; секции буровой штанги, соединенные друг с другом, содержат: внутренние секции штанги, соединенные вместе и формирующие внутреннюю штангу буровой штанги, и наружные секции штанги, соединенные вместе и формирующие наружную штангу буровой штанги, причем внутренняя штанга соединена с выходным валом силового агрегата и с буровой коронкой, при этом осевая и радиальная нагрузки буровой коронки передаются наружной штанге посредством соединителя буровой коронки, так что внутренняя штанга, соединенная с буровой коронкой, вращается с высокой скоростью в наружной штанге без трения со стенкой скважины и передает крутящий момент от силового агрегата к буровой коронке, в то время как наружная штанга жестко соединена с корпусом силового агрегата и потому остается неподвижной и только несет осевую и радиальную нагрузки буровой коронки; таким образом комбинация внутренней штанги и наружной штанги согласно настоящему изобретению позволяет вращать буровую коронку с высокой скоростью без трения между буровой штангой и стенкой скважины, в результате чего значительно повышается скорость и эффективность бурения; кроме того, поскольку внутренние буровые секции снабжены центральными отверстиями и поскольку указанные центральные отверстия связаны друг с другом и формируют канал в центре внутренней штанги, в результате этого посредством указанной внутренней штанги может быть предана вода и удален шлам, а также могут быть дополнительно оптимизированы буровые работы и может быть достигнуто быстрое бурение даже в твердых породах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 схематически показан вариант реализации сборного бурового инструмента согласно настоящему изобретению;

На фиг.2 схематически показан продольный разрез одиночной буровой секции согласно варианту реализации, показанному на фиг.1;

На фиг.3 схематически показан продольный разрез соединителя буровой коронки согласно варианту реализации, показанному на фиг.1;

На фиг.4 схематически показан способ соединения двух буровых секций, показанных на фиг.2;

На фиг.5 схематически показан способ соединения буровой секции, показанной на фиг.2 и соединителя буровой коронки, показанного на фиг.3;

На фиг.6 схематически показан другой способ соединения двух буровых секций, показанных на фиг.2; и

На фиг.7 схематически показан другой способ соединения буровой секции, показанной на фиг.2, и соединителя буровой коронки, показанного на фиг.3.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для более ясного понимания вышеуказанных задач, признаков и преимуществ настоящего изобретения, ниже оно будет подробно описано со ссылкой на сопроводительные чертежи и конкретные варианты реализации.

Ниже описаны различные подробности для полного понимания настоящего изобретения, однако настоящее изобретение может быть осуществлено другими способами, отличающимися от описанных ниже, и, таким образом, настоящее изобретение не ограничивается описанными ниже вариантами реализации.

На фиг.1-5 показана конструкция сборного бурового инструмента согласно настоящему изобретению и его состав, а также конструкция и соединительные отношения соответствующих составляющих частей. На фиг.1 показана конструкция и состав сборного бурового инструмента согласно одному варианту реализации настоящего изобретения; на фиг.2 показана конструкция одиночной секции буровой штанги в сборном буровом инструменте; на фиг.3 показана конструкция соединителя буровой коронки, использованного в указанном сборном буровом инструменте; на фиг.4 показана конструкция соединителя для соединения расположенных рядом буровых секций, использованного в сборном буровом инструменте; и на фиг.5 показана конструкция соединения буровых секций и соединение буровой коронки в указанном сборном буровом инструменте.

Как показано на фиг.1, сборный буровой инструмент содержит буровую штангу 1, буровую коронку 2 и соединитель 3 буровой коронки, причем буровая коронка 2 соединена с буровой штангой 1 посредством соединителя 3, отличающийся тем, что буровая штанга 1 сформирована соединением секций 11 буровой штанги, каждая из которых содержит внутреннюю секцию 111 штанги и полую наружную секцию 112 штанги, причем указанная внутренняя секция 111 штанги установлена с возможностью вращения в наружной секции 112 штанги, при этом внутренние секции 111 штанги каждой из секций 11 буровой штанги соединены вместе и формируют внутреннюю штангу 11' буровой штанги 1, наружные секции 112 штанги соединены вместе и формируют наружную штангу 12' буровой штанги 1, внутренняя штанга 11' буровой штанги 1 соединена с выходным валом силового агрегата и наружная штанга 12' буровой штанги 1 жестко соединена с корпусом силового агрегата.

Соединитель 3 буровой коронки содержит внутренний соединитель 31 и полый наружный соединитель 32, причем внутренний соединитель 31 установлен с возможностью вращения внутри наружного соединителя 32, внутренний соединитель 31 соединен с внутренней штангой 11' буровой штанги 1 в одном конце и с буровой коронкой 2 в другом конце, при этом осевая нагрузка и радиальная нагрузка от буровой коронки 2 передаются наружному соединителю 32 посредством внутреннего соединителя 31, а наружный соединитель 32 соединен с наружной штангой 12' буровой штанги 1 в одном конце.

В вышеуказанном сборном буровом инструменте согласно настоящему изобретению буровая штанга может быть сформирована произвольной комбинацией секций буровой штанги, таким образом длина буровой штанги может быть выбрана произвольно в зависимости от требований бурения скважин различной глубины; секции буровой штанги, формирующие буровую штангу, содержат наружные секции штанги и внутренние секции штанги, причем внутренние секции каждой из буровых секций соединены вместе и формируют внутреннюю штангу буровой штанги, и наружные секции соединены вместе и формируют наружную штангу буровой штанги, при этом наружная штанга прочно соединена с корпусом силового агрегата, а внутренняя штанга соединена с выходным валом силового агрегата. Таким образом, во время бурения наружная штанга не перемещается, а внутренняя штанга свободно вращается внутри наружной штанги и передает мощность буровой коронке для бурения. В указанном процессе, поскольку наружная штанга не перемещается, отсутствует трение между буровой штангой и стенкой скважины, в результате чего уменьшаются потери мощности и увеличивается срок службы буровой штанги; кроме того, соединение буровой коронки в сборном буровом инструменте согласно настоящему изобретению может передавать осевую нагрузку и радиальную нагрузку, сгенерированную буровой коронкой, наружной штанге и, следовательно, корпусу силового агрегата посредством наружной штанги, так что внутренние секции штанги не несут осевую нагрузку или радиальную нагрузку, в результате чего не только продлевается срок службы внутренней штанги, но также достигается высокая скорость вращения внутренней штанги и увеличивается скорость бурения, т.е. повышается эффективность бурения.

Предпочтительно, как показано на фиг.2, согласно настоящему варианту реализации внутренние секции 111 секций 11 буровой штанги установлены внутри наружных секций 112 штанги посредством подшипника 13 и внутренние секции 111 штанги расположены соосно внутри наружных секций 112 штанги и имеют центральное отверстие 1111, причем подшипник 13 секции 11 буровой штанги содержит два самоцентрирующихся шарикоподшипника 131, 132, расположенных концентрически, при этом подшипники 131, 132 соответственно установлены в двух концах внутренних секций 111 штанги, причем наружная секция 112 секции 11 буровой штанги имеет расположенную в одном конце внутреннюю резьбу 1121 и расположенную в другом конце наружную резьбу 1122, при этом наружная резьба 1122 выполнена с возможностью ввинчивания во внутреннюю резьбу 1121. Указанная конструкция может обеспечить соединение между внутренними секциями каждой секции буровой штанги и соединение между наружными секциями штанги, и если внутренние секции штанги сохраняют соосное расположение относительно наружных секций штанги, внутренние секции штанги вращаются с высокой скоростью внутри наружных секций штанги, в то время как наружная штанга остается неподвижной. Кроме того, центральные отверстия внутренних секций штанги соединяются и формируют сквозное отверстие, ведущее к буровой коронке, так чтобы в буровую коронку могла быть подана вода, и мог быть удален шлам, в результате чего повышается эффективность бурения и удлиняется срок службы буровой коронки.

Кроме того, как показано на фиг.3, согласно настоящему варианту реализации внутренний соединитель 31 соединителя 3 буровой коронки установлен внутри наружного соединителя 32 посредством подшипника 33, причем внутренний соединитель 31 расположен соосно с наружным соединителем 32 и имеет сквозное отверстие 34, которое сообщается с центральным отверстием 1111, при этом подшипник 33 соединителя 3 буровой коронки содержит один упорный шариковый подшипник 331, несущий осевую нагрузку, и два самоцентрирующихся шариковых подшипника 332, 333, которые несут радиальную нагрузку и поддерживают концентричность, причем самоцентрирующиеся шариковые подшипники 332, 333 расположены с двух сторон упорного шарикового подшипника 331, и внутренний соединитель 31 снабжен расположенным на его наружной поверхности выступом 311, который упирается в подшипник 331. Такая конструкция соединения буровой коронки не только способствует поддерживанию соосного расположения внутреннего и наружного соединителей для вращения внутреннего соединения с повышенной скоростью, но также облегчает передачу осевой и радиальной нагрузок от буровой коронки посредством внутреннего соединения к наружному соединению и затем к наружной штанге. Кроме того, сквозное отверстие внутреннего соединения сообщается с центральным отверстием внутренней штанги, и таким образом через него может быть подана вода и может быть удален шлам.

Предпочтительно, как показано на фиг.4, внутренние секции 111 штанги расположенных рядом секций 11 буровой штанги 1 соединены вместе посредством резьбы или шпунтовой конструкции, и наружные секции 112 штанги соединены вместе посредством резьбы или шпунтовой конструкции, и согласно настоящему варианту реализации внутренняя секция 111 секции 11 буровой штанги 1 имеет квадратный паз 1112 в одном конце и квадратную головку 1113 в другом конце, причем указанная квадратная головка 1113 может быть вставлена в квадратный паз 1112, при этом наружная секция 112 секции 11 буровой штанги имеет внутреннюю резьбу 1121 в одном конце и наружную резьбу 1122 в другом конце, причем наружная резьба 1122 может быть ввинчена во внутреннюю резьбу 1121 для осуществления соединения между внутренними секциями штанги и соединения между наружными секциями штанги. Согласно настоящему варианту реализации для внутренних секций штанги используется способ сопряжения квадратной головки и квадратного паза, и после указанного сопряжения внутренняя штанга, сформированная внутренними секциями штанги, имеет квадратную головку в одном конце и имеет квадратный паз в другом конце, который может быть соответственно сопряжен с внутренним соединителем соединения буровой коронки и выходным валом силового агрегата; способ соединения посредством внутренних и наружных резьб используется для соединения наружных секций штанги, и после указанного соединения наружная штанга, сформированная наружными секциями штанги, имеет наружную резьбу в одном конце и внутреннюю резьбу в другом конце, которые могут быть соответственно соединены с резьбой наружного соединителя буровой коронки и корпусом силового агрегата.

Согласно вышеуказанному варианту реализации, несмотря на то что внутренние секции штанги описаны как соединяющиеся посредством внутренних и наружных четырехгранных головки и паза, для специалиста очевидно, что могут быть использованы различные способы соединения, такие как внутреннее и наружное резьбовое соединение, внутреннее и наружное шестигранное соединение, внутреннее и наружное трехгранное соединение и т.п.; наружные секции штанги описаны как соединяющиеся посредством внутренней и наружной резьб, в то время как могут быть использованы различные способы соединения, такие как внутреннее и наружное трехгранное соединение, внутреннее и наружное четырехгранное соединение, внутреннее и наружное шестигранное соединение и т.п.

Кроме того, как показано на фиг.5, внутренняя штанга 11' буровой штанги 1 соединена с внутренним соединителем 31 соединителя 3 буровой коронки посредством резьбы или шпунтовой конструкции, и наружная штанга 12' соединена с наружным соединителем 32 посредством резьбы или шпунтовой конструкции. Согласно настоящему варианту реализации внутренний соединитель 31 соединителя 3 буровой коронки представляет собой квадратный паз 312 в одном конце, причем квадратная головка 1113 внутренних секций 111 штанги в одном конце внутренней штанги 11' буровой штанги 1 может быть вставлена в квадратный паз 312 в одном конце внутреннего соединителя 31; наружный соединитель 32 представляет собой внутреннюю резьбу 321 в одном конце, причем наружная резьба 1122 наружной секции 112 штанги в одном конце наружной штанги 12' буровой штанги 1 может быть ввинчена во внутреннюю резьбу 321 в одном конце наружного соединителя 32, и таким образом может быть осуществлено соединение между внутренней штангой и внутренним соединителем штанги, а также соединение между наружной штангой и наружным соединителем штанги.

Аналогично, согласно вышеуказанному варианту реализации, несмотря на то что соединение между внутренней штангой и внутренним соединителем описано как осуществленное посредством внутренних и наружных четырехгранных головки и паза, для специалистов очевидно, что могут быть использованы различные способы соединения, такие как внутреннее и наружное резьбовое соединение, внутреннее и наружное шестигранное соединение, внутреннее и наружное трехгранное соединение и т.п.; соединение между наружной штангой и наружным соединителем описано как осуществленное посредством внутренней и наружной резьб, в то время как могут быть использованы различные способы соединения, такие как внутреннее и наружное трехгранное соединение, внутреннее и наружное четырехгранное соединение, внутреннее и наружное шестигранное соединение и т.п.

Согласно вышеуказанному варианту реализации, показанному на фиг.3, наружный соединитель 32 соединителя 3 буровой коронки дополнительно снабжен пробкой 322, расположенной в другом конце, причем указанная пробка 322 закреплена в наружном соединителе 32 посредством резьбы, и между пробкой 322 и внутренним соединителем 31 установлено уплотнительное кольцо 35. Указанная конструкция облегчает установку упорного шарикового подшипника 331 и поддерживает надежное смазывание радиального и упорного подшипников и таким образом продлевает срок их службы.

На фиг.6 и 7 соответственно показан другой способ соединения секций буровой штанги и другой способ соединения секции буровой штанги с буровой коронкой.

Как показано на фиг.6, внутренние секции 111 штанги расположенных рядом секций 11 буровой штанги 1 соединены посредством внутреннего штангового соединителя 121, и наружные секции 112 штанги соединены посредством наружного штангового соединителя 122. Согласно настоящему варианту реализации внутренние секции 111 штанги соединены с внутренним штанговым соединителем 121 с использованием шпунтовой конструкции, а наружные секции 112 штанги соединены с наружным штанговым соединителем 122 с использованием резьбового соединения.

Как показано на фиг.7, внутренние секции 111 буровой штанги 1 соединены с внутренним соединителем 31 соединителя 3 буровой коронки посредством внутреннего штангового соединителя 121, и наружные секции 112 штанги соединены с наружным соединителем 32 посредством наружного штангового соединителя 122. Согласно настоящему варианту реализации внутренний соединитель 31 соединен с внутренним штанговым соединителем 121 с использованием шпунтовой конструкции, а наружный соединитель 32 соединен с наружным штанговым соединителем 122 с использованием резьбового соединения.

Согласно вариантам реализации, показанным на фиг.6 и 7, несмотря на то что соединения между внутренними секциями штанги, а также между внутренним соединителем и внутренним штанговым соединителем осуществлены с использованием внутренней и наружной четырехгранных головки и паза, для специалиста очевидно, что могут быть использованы различные способы соединения, такие как внутреннее и наружное резьбовое соединение, внутреннее и наружное шестигранное соединение, внутреннее и наружное трехгранное соединение и т.п.; несмотря на то что соединения между наружными секциями штанги, а также между наружным соединителем и наружным штанговым соединителем осуществлены с использованием внутренней и наружной резьб, для специалистов очевидно, что могут быть использованы различные способы соединения, такие как внутреннее и наружное трехгранное соединение, внутреннее и наружное четырехгранное соединение, внутреннее и наружное и шестигранное соединение и т.п.

Выше были описаны только предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, которые не должны толковаться как ограничение настоящего изобретения. Для специалистов очевидно, что в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения. Любые изменения, эквивалентные замены, усовершенствования и т.п. в пределах идеи и принципа настоящего изобретения попадают в объем защиты настоящего изобретения.

Буровой инструмент для высокооборотного бурения в твердых горных породах. Техническим результатом является снижение силы трения между буровой штангой и стенкой скважины. Буровой инструмент содержит буровую коронку (2), соединенную с буровой штангой (1) посредством соединителя (3) буровой коронки. Буровая штанга сформирована секциями (11) буровой штанги. Каждая секция буровой штанги содержит внутреннюю секцию (111) штанги и полую наружную секцию (112) штанги. Внутренняя секция штанги закреплена с возможностью вращения в наружной секции штанги. Внутренние секции штанги соединены вместе и формируют внутреннюю штангу (11') буровой штанги. Наружные секции штанги соединены вместе и формируют наружную штангу (12') буровой штанги. Внутренняя штанга соединена с выходным валом силового агрегата, а наружная штанга жестко соединена с корпусом силового агрегата. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сборный буровой инструмент, содержащий буровую штангу (1), буровую коронку (2) и соединитель (3) буровой коронки, причем буровая коронка (2) соединена с буровой штангой (1) посредством соединителя (3) буровой коронки, отличающийся тем, что
буровая штанга (1) сформирована соединением секций (11) буровой штанги, каждая из которых содержит внутреннюю секцию (111) штанги и полую наружную секцию (112) штанги,
при этом внутренняя секция (111) штанги закреплена с возможностью вращения в наружной секции (112) штанги,
причем внутренние секции (111) каждой из секций (11) буровой штанги соединены вместе для формирования внутренней штанги (11') буровой штанги (1),
наружные секции (112) штанги соединены вместе для формирования наружной штанги (12') буровой штанги (1),
при этом внутренняя штанга (11') буровой штанги (1) соединена с выходным валом силового агрегата, а
наружная штанга (12') жестко соединена с корпусом силового агрегата.

2. Сборный буровой инструмент по п.1, отличающийся тем, что соединитель (3) буровой коронки содержит внутренний соединитель (31) и полый наружный соединитель (32),
причем внутренний соединитель (31) установлен с возможностью вращения внутри наружного соединителя (32),
при этом внутренний соединитель (31) соединен с внутренней штангой (11') буровой штанги (1) в одном конце и с буровой коронкой (2) в другом конце,
причем осевая нагрузка и радиальная нагрузка от буровой коронки (2) переданы наружному соединителю (32) посредством внутреннего соединителя (31),
при этом наружный соединитель (32) соединен с наружной штангой (12') буровой штанги (1).

3. Сборный буровой инструмент по п.2, отличающийся тем, что внутренние секции (111) секций (11) буровой штанги установлены внутри наружных секций (112) штанги с использованием подшипника (13),
причем внутренние секции (111) штанги расположены соосно с наружными секциями (112) штанги и снабжены центральным отверстием (1111).

4. Сборный буровой инструмент по п.3, отличающийся тем, что внутренний соединитель (31) соединителя (3) буровой коронки установлен внутри наружного соединителя (32) с использованием подшипника (33),
причем внутренний соединитель (31) расположен соосно с наружным соединителем (32) и снабжен сквозным отверстием (34), которое связано с центральным отверстием (1111).

5. Сборный буровой инструмент по п.4, отличающийся тем, что подшипник (13) секции (11) буровой штанги содержит два подшипника (131, 132), поддерживающие концентричность, а
подшипник (33) соединителя (3) буровой коронки содержит один осевой подшипник (331), несущий осевую нагрузку, и два радиальных подшипника (332, 333), несущих радиальную нагрузку и поддерживающих концентричность.

6. Сборный буровой инструмент по п.5, отличающийся тем, что указанные два подшипника (131, 132), поддерживающие концентричность, являются самоцентрирующимися шариковыми подшипниками, соответственно установленными в двух концах внутренних секций (111) штанги, осевой подшипник (331) является упорным шариковым подшипником, а указанные два радиальных подшипника (332, 333) являются самоцентрирующимися шариковыми подшипниками, расположенными с двух сторон осевого подшипника (331).

7. Сборный буровой инструмент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что внутренние секции (111) штанги расположенных рядом секций (11) буровой штанги (1) соединены вместе с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции и наружные секции (112) штанги соединены вместе с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции.

8. Сборный буровой инструмент по п.7, отличающийся тем, что внутренняя штанга (11') буровой штанги (1) соединена с внутренним соединителем (31) соединителя (3) буровой коронки с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции, и наружная штанга (12') соединена с наружным соединителем (32) с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции.

9. Сборный буровой инструмент по п.8, отличающийся тем, что внутренняя секция (111) секции (11) буровой штанги (1) снабжена квадратным пазом (1112), расположенным в одном конце, и квадратной головкой (1113), расположенной в другом конце,
причем квадратная головка (1113) выполнена с возможностью вставки в квадратный паз (1112),
при этом наружная секция (112) секции (11) буровой штанги снабжена внутренней резьбой (1121), расположенной в одном конце, и наружной резьбой (1122), расположенной в другом конце,
причем наружная резьба (1122) выполнена с возможностью ввинчивания в внутреннюю резьбу (1121).

10. Сборный буровой инструмент по п.9, отличающийся тем, что внутренний соединитель (31) соединителя (3) буровой коронки снабжен квадратным пазом (312), расположенным в одном конце,
причем квадратная головка (1113), расположенная в одном конце внутренней штанги (11') буровой штанги (1), выполнена с возможностью вставки в указанный квадратный паз (312), расположенный в одном конце внутреннего соединителя (31),
при этом наружный соединитель (32) снабжен внутренней резьбой (321), расположенной в одном конце,
причем наружная резьба (1122), расположенная в одном конце наружной штанги (12') буровой штанги (1), выполнена с возможностью ввинчивания во внутреннюю резьбу (321), расположенную в одном конце наружного соединителя (32).

11. Сборный буровой инструмент по п.10, отличающийся тем, что наружный соединитель (32) соединителя (3) буровой коронки дополнительно снабжен пробкой (322), установленной в другом конце,
причем пробка (322) закреплена в наружном соединителе (32) посредством резьбового соединения, при этом между пробкой (322) и внутренним соединителем (31) установлено уплотнительное кольцо (35),
причем внутренний соединитель (31) снабжен выступом (311), выполненным в наружной поверхности,
при этом указанный выступ (311) уперт в осевой подшипник (331).

12. Сборный буровой инструмент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что внутренние секции (111) штанги расположенных рядом секций (11) буровой штанги (1) соединены вместе посредством внутреннего штангового соединителя (121) и наружные секции (112) штанги соединены вместе посредством наружного штангового соединителя (122).

13. Сборный буровой инструмент по п.12, отличающийся тем, что внутренняя штанга (11') буровой штанги (1) соединена с внутренним соединителем (31) соединителя (3) буровой коронки посредством внутреннего штангового соединителя (121) и наружная штанга (12') соединена с наружным соединителем (32) посредством наружного штангового соединителя (122).

14. Сборный буровой инструмент по п.13, отличающийся тем, что внутренние секции (111) штанги и внутренний соединитель (31) соединены с внутренним штанговым соединителем (121) с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции и наружные секции (112) штанги и наружный соединитель (32) соединены с наружным штанговым соединителем (122) с использованием резьбового соединения или шпунтовой конструкции.