УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ Российский патент 2016 года по МПК E21B7/00 E21B4/18 

Описание патента на изобретение RU2593513C1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее буровой электромеханический снаряд, подвешенный на грузонесущем кабеле и снабженный кольцевой коронкой, керноприемной трубой, электрическим двигателем с редуктором, лебедку, на которой намотан грузонесущий кабель, мачту с роликом и источник электрической энергии (см. авторское свидетельство SU №1472613, кл. Е21В 4/04, опубл. 15.04.1989).

Однако данное устройство имеет сложную конструкцию, что снижает надежность его работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бурения скважины, содержащее спускаемый на рукаве в скважину корпус с буровым инструментом, установленным с возможностью осевого перемещения относительно него на полом валу, причем в корпусе размещены привод вращения и привод осевого перемещения полого вала бурового инструмента, при этом корпус снабжен распорным механизмом (см. патент RU №2481451, кл. Е21В 4/18, 10.05.2013).

Однако данное устройство имеет сравнительно невысокую производительность, что связано с двухступенчатой схемой бурения, когда пробуривается скважина малого диаметра, а потом она разбуривается до большего диаметра.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность повышения надежности работы устройства при одновременном повышении производительности устройства для бурения скважины.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для бурения скважины содержит спускаемый на рукаве в скважину корпус с буровым инструментом, установленным с возможностью вращения от привода вращения и осевого перемещения относительно корпуса, привод вращения и привод осевого перемещения бурового инструмента размещены в корпусе, а последний снабжен распорным механизмом, при этом в качестве привода вращения бурового инструмента в корпусе установлен гидромотор с приводным полым валом, рукав, на котором подвешен корпус, выполнен бронированным, и через него пропущены шланги высокого давления для подачи газообразной или жидкой рабочей среды, первый из которых подключен к гидромотору, буровой инструмент состоит из нижней и верхней частей, каждая из которых установлена на своем полом валу с возможностью вращения в противоположные стороны от приводного полого вала гидромотора, при этом полые валы бурового инструмента установлены соосно приводному полому валу гидромотора, полый вал верхней части бурового инструмента охватывает полый вал нижней части бурового инструмента, а приводной вал гидромотора пропущен в полый вал нижней части бурового инструмента и соединен с полым валом верхней части бурового инструмента с возможностью осевого перемещения относительно обоих полых валов бурового инструмента, распорный механизм выполнен в виде установленных снаружи корпуса с возможностью радиального перемещения относительно корпуса посредством подключенных ко второму шлангу высокого давления пневмо- или гидроцилиндров распорных плашек, полые валы установлены в направляющей его перемещения трубе, снабженной упорным фланцем, в нижней части корпуса и в нижней части бурового инструмента выполнены сообщенные с бронированным рукавом через полость корпуса каналы для подачи сжатого воздуха или бурового раствора, а привод осевого перемещения бурового инструмента выполнен в виде установленного по оси корпуса над гидромотором вертикального пневмо- или гидроцилиндра, при этом шток последнего соединен с упорным фланцем направляющей трубы посредством тяг, прикрепленных к установленному на нижнем конце штока фланцу, а к вертикальному пневмо- или гидроцилиндру подключены третий и четвертый шланги для подачи рабочей среды для управления работой вертикального пневмо- или гидроцилиндра.

Буровой инструмент предпочтительно снабжен ультразвуковыми излучателями.

Описанная выше конструкция устройства для бурения скважин обеспечивает надежную фиксацию бурового инструмента распорными плашками в скважине и надежный упор для бурового инструмента, что в сочетании с подачей бурового инструмента в направляющей трубе, которая одновременно является частью привода его осевого перемещения, защитным устройством полых валов бурового инструмента и приводом вращения бурового инструмента от гидромотора, позволяет создать конструктивно простое и, как результат, надежное устройство, обеспечивающее простую подачу к буровому устройству через полые валы и корпус по бронированному рукаву бурового раствора или сжатого воздуха как в область бурения, так и в пространство над буровым инструментом для вымывания на поверхность выбуриваемой из скважины породы с одновременной защитой от повреждения шлангов высокого давления для подачи газообразной или жидкой рабочей среды путем ее пропуска через бронированный рукав.

На чертеже представлен продольный разрез устройства для бурения скважины.

Устройство для бурения скважины содержит спускаемый на рукаве 1 в скважину корпус 2 с буровым инструментом 3, установленным с возможностью вращения от привода вращения и осевого перемещения относительно корпуса 2.

Привод вращения и привод осевого перемещения бурового инструмента размещены в корпусе 2, а последний снабжен распорным механизмом 4.

В качестве привода вращения бурового инструмента 3 в корпусе 2 установлен гидромотор 5 с приводным полым валом 6.

Рукав 1, на котором подвешен корпус 2, выполнен бронированным, и через него пропущены шланги 7, 8, 9 и 10 высокого давления для подачи газообразной или жидкой рабочей среды, первый из которых 7 подключен к гидромотору 5.

Буровой инструмент 3 состоит из нижней 11 и верхней 12 частей, каждая из которых установлена на своем полом валу, соответственно 13 и 14, с возможностью вращения в противоположные стороны от приводного полого вала 6 гидромотора 5.

Полые валы 13 и 14 бурового инструмента 3 установлены соосно приводному полому валу 6 гидромотора 5. Полый вал 14 верхней части 12 бурового инструмента 3 охватывает полый вал 13 нижней части 11 бурового инструмента 3, а приводной полый вал 6 гидромотора 5 пропущен в полый вал 13 нижней части 11 бурового инструмента 3 и соединен с полым валом 14 верхней части 12 бурового инструмента 3 с возможностью осевого перемещения относительно обоих полых валов 13 и 14 бурового инструмента 3.

Распорный механизм 4 выполнен в виде установленных снаружи корпуса 2 с возможностью радиального перемещения относительно корпуса 2 посредством подключенных ко второму шлангу 8 высокого давления пневмо- или гидроцилиндров 15 распорных плашек 16.

Полые валы 13 и 14 установлены в направляющей его перемещения трубе 17, снабженной упорным фланцем 18.

В нижней части корпуса 2 и в нижней части 11 бурового инструмента 3 выполнены сообщенные с бронированным рукавом 1 через полость корпуса 2 каналы, соответственно 19 и 20, для подачи сжатого воздуха или бурового раствора.

Привод осевого перемещения бурового инструмента выполнен в виде установленного по оси корпуса 2 над гидромотором 5 вертикального пневмо- или гидроцилиндра 21, при этом шток 22 последнего соединен с упорным фланцем 18 направляющей трубы 17 посредством тяг 23, прикрепленных к установленному на нижнем конце штока 22 фланцу 24, а к вертикальному пневмо- или гидроцилиндру 21 подключены третий 9 и четвертый 10 шланги для подачи рабочей среды для управления работой вертикального пневмо- или гидроцилиндра 21.

Буровой инструмент 3 снабжен ультразвуковыми излучателями 25.

Устройство для бурения скважины работает следующим образом.

Вначале другой буровой установкой бурится скважина глубиной, достаточной для полного углубления в скважину устройства для бурения скважины. После этого устройство для бурения скважины устанавливают в подготовленную скважину. Посредством гидронасоса и/или компрессора с использованием блоков гидроуправления, управляемых непосредственно оператором, или с использованием, например, компьютера, на котором установлено соответствующее специально для этого разработанное программное обеспечение, путем подачи по шлангу 8 высокого давления для подачи газообразной или жидкой рабочей среды в гидроцилиндры 15 раздвигают распорные плашки 16 и таким образом плотно останавливают в скважине корпус 2. После того как корпус 2 закрепился в скважине, запускают буровой инструмент 3 путем подачи по шлангу 7 высокого давления газообразной или жидкой рабочей среды в гидромотор 5, который посредством приводного полого вала 6 приводит в противоположное вращение нижнюю 11 и верхнюю 12 части бурового инструмента 3 через полые валы 13 и 14. После начала вращения производят осевую подачу бурового инструмента 3 при помощи вертикального пневмо- или гидроцилиндра 21 путем осевого перемещения направляющей трубы 17, а вместе с ней и полых валов 13 и 14 с буровым инструментом 3. Одновременно по каналам 19 и 20 подают сжатый воздух или буровой раствор в забой скважины для обдува верхней части бурового инструмента 3 и для предотвращения образования отложений в забое скважины. Буровой инструмент 3 снабжен ультразвуковыми излучателями 25, которые интенсифицируют процесс разрушения выбуриваемой породы. После пробуривания скважины буровым инструментом на длину хода полых валов 13 и 14 буровой инструмент 3 останавливают, опираясь на дно (забой) пробуриваемой скважины, и проводят снятие упора распорных плашек 16 в стенку пробуриваемой скважины путем снятия давления в гидроцилиндрах 15. Затем производят опускание корпуса 2 устройства для бурения скважины под его собственным весом и с помощью вертикального пневмо- или гидроцилиндра 21 до тех пор, пока полые валы 13 и 14 бурового инструмента 3 не войдут в корпус 2. Затем осуществляют раздвижение распорных плашек 16 до их упора в стенки скважины. Корпус 2 вновь закрепляется в пробуриваемой скважине, после чего повторяется описанная выше операция по бурению нового участка скважины.

Похожие патенты RU2593513C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ 2015
  • Горбунов Сергей Андреевич
  • Михайлов Александр Владимирович
  • Найдич Юрий Григорьевич
RU2593512C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ 2015
  • Горбунов Сергей Андреевич
  • Михайлов Александр Владимирович
  • Найдич Юрий Григорьевич
RU2593514C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ 2015
  • Горбунов Сергей Андреевич
  • Михайлов Александр Владимирович
  • Найдич Юрий Григорьевич
RU2593515C1
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ САМОХОДНЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД "КРОТ" 2011
  • Горбунов Сергей Андреевич
RU2481451C2
СТАНОК ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН 2010
  • Присяжнюк Иван Николаевич
  • Цивилев Сергей Владимирович
  • Яковенко Анатолий Васильевич
RU2494213C2
УСТАНОВКА ДЛЯ БЕТОНИРОВАНИЯ НАБИВНЫХ СВАЙ 1998
  • Гречный Б.В.
  • Ковров Г.В.
  • Коротеев Ю.Ф.
  • Крицберг Л.В.
  • Панин И.А.
  • Серенков Ю.В.
  • Смирнов А.Ю.
  • Ходоров В.Г.
RU2139978C1
СТАНОК ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН И ШПУРОВ 2009
  • Присяжнюк Иван Николаевич
  • Цивилев Сергей Владимирович
  • Яковенко Анатолий Васильевич
RU2483185C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЫ 2008
  • Александров Петр Олегович
  • Воскобойников Андрей Анатольевич
RU2382876C1
ГИДРОПРИВОДНОЙ СТАНОК ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН 2008
  • Присяжнюк Иван Николаевич
  • Цивилев Сергей Владимирович
  • Яковенко Анатолий Васильевич
RU2378477C1
Устройство для проходки вертикальных горных выработок 1990
  • Шматовский Леонид Дмитриевич
  • Нестеренко Владимир Иванович
  • Нестеренко Юрий Владимирович
  • Страшко Василий Андреевич
  • Шкрудь Михаил Иванович
  • Гладуш Сергей Владимирович
SU1768760A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 593 513 C1

Реферат патента 2016 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин. Устройство содержит спускаемый на рукаве в скважину корпус с буровым инструментом, установленным с возможностью вращения от привода вращения и осевого перемещения относительно корпуса. Привод вращения и привод осевого перемещения бурового инструмента размещены в корпусе, снабженном распорным механизмом. В качестве привода вращения бурового инструмента в корпусе установлен гидромотор с приводным полым валом. Рукав, на котором подвешен корпус, выполнен бронированным, и через него пропущены шланги высокого давления для подачи газообразной или жидкой рабочей среды, один из которых подключен к гидромотору. Буровой инструмент состоит из нижней и верхней частей, каждая из которых установлена на своем полом валу с возможностью вращения в противоположные стороны от приводного полого вала гидромотора. Полые валы бурового инструмента установлены соосно приводному полому валу гидромотора. Полый вал верхней части бурового инструмента охватывает полый вал нижней части бурового инструмента. Приводной вал гидромотора пропущен в полый вал нижней части бурового инструмента и соединен с полым валом верхней части бурового инструмента с возможностью осевого перемещения относительно обоих полых валов бурового инструмента. Распорный механизм выполнен в виде установленных снаружи корпуса с возможностью радиального перемещения относительно корпуса посредством подключенных к второму шлангу высокого давления пневмо- или гидроцилиндров распорных плашек. Полые валы установлены в направляющей его перемещения трубе, снабженной упорным фланцем. В нижней части корпуса и в нижней части бурового инструмента выполнены сообщенные с бронированным рукавом через полость корпуса каналы для подачи сжатого воздуха или бурового раствора. Привод осевого перемещения бурового инструмента выполнен в виде установленного по оси корпуса над гидромотором вертикального пневмо- или гидроцилиндра. Шток последнего соединен с упорным фланцем направляющей трубы посредством тяг, прикрепленных к установленному на нижнем конце штока фланцу. К вертикальному пневмо- или гидроцилиндру подключены третий и четвертый шланги для подачи рабочей среды для управления работой вертикального пневмо- или гидроцилиндра. Обеспечивается повышение надежности работы устройства при одновременном повышении производительности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 593 513 C1

1. Устройство для бурения скважины, содержащее спускаемый на рукаве в скважину корпус с буровым инструментом, установленным с возможностью вращения от привода вращения и осевого перемещения относительно корпуса, привод вращения и привод осевого перемещения бурового инструмента размещены в корпусе, а последний снабжен распорным механизмом, отличающееся тем, что в качестве привода вращения бурового инструмента в корпусе установлен гидромотор с приводным полым валом, рукав, на котором подвешен корпус, выполнен бронированным и через него пропущены шланги высокого давления для подачи газообразной или жидкой рабочей среды, первый из которых подключен к гидромотору, буровой инструмент состоит из нижней и верхней частей, каждая из которых установлена на своем полом валу с возможностью вращения в противоположные стороны от приводного полого вала гидромотора, при этом полые валы бурового инструмента установлены соосно приводному полому валу гидромотора, полый вал верхней части бурового инструмента охватывает полый вал нижней части бурового инструмента, а приводной вал гидромотора пропущен в полый вал нижней части бурового инструмента и соединен с полым валом верхней части бурового инструмента с возможностью осевого перемещения относительно обоих полых валов бурового инструмента, распорный механизм выполнен в виде установленных снаружи корпуса с возможностью радиального перемещения относительно корпуса посредством подключенных ко второму шлангу высокого давления пневмо- или гидроцилиндров распорных плашек, полые валы установлены в направляющей его перемещения трубе, снабженной упорным фланцем, в нижней части корпуса и в нижней части бурового инструмента выполнены сообщенные с бронированным рукавом через полость корпуса каналы для подачи сжатого воздуха или бурового раствора, а привод осевого перемещения бурового инструмента выполнен в виде установленного по оси корпуса над гидромотором вертикального пневмо- или гидроцилиндра, при этом шток последнего соединен с упорным фланцем направляющей трубы посредством тяг, прикрепленных к установленному на нижнем конце штока фланцу, а к вертикальному пневмо- или гидроцилиндру подключены третий и четвертый шланги для подачи рабочей среды для управления работой вертикального пневмо- или гидроцилиндра.

2. Устройство для бурения скважин по п. 1, отличающееся тем, что буровой инструмент снабжен ультразвуковыми излучателями.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2593513C1

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ САМОХОДНЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД "КРОТ" 2011
  • Горбунов Сергей Андреевич
RU2481451C2
Раздвижной по диаметру бур для уплотнения почвы 1934
  • Колбовский И.Л.
SU43433A1
0
  • С. И. Мильковицкий, А. Н. Мещер Ков, В. Н. Прищепа,
  • В. Ф. Скворцов, Р. Ткаченко, В. Б. Хейфец, А. В. Хист
  • В. М. Шейнблюм
  • Всесоюзный Ордена Ленина Проектно Изыскательский Научно Исследовательский Институт Гидропроект С. Я. Жука
SU258125A1
БУРОВОЙ ПОДЗЕМНЫЙ СНАРЯД 2011
  • Загидулин Равель Карибулович
RU2470132C1
ЩИТОВОЙ ДЛЯ ВОДОЕМОВ ЗАТВОР 1922
  • Гебель В.Г.
SU2000A1
Топчак-трактор для канатной вспашки 1923
  • Берман С.Л.
SU2002A1
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
SU2010A1

RU 2 593 513 C1

Авторы

Горбунов Сергей Андреевич

Михайлов Александр Владимирович

Найдич Юрий Григорьевич

Даты

2016-08-10Публикация

2015-06-03Подача