Буровой снаряд Советский патент 1983 года по МПК E21B7/20 E02F5/30 

Изобретение втносится.к оборудованию для бурения скважин в вечно-мерзлых породах и может быть исполь зовано в горнодобывающей промышленности и строительстве при гидрооттаивании мерзлого грунта с предвари тельной установкой полимерных труб в. скважины в летнее время. Известно использование для иглов гидрооттайки в летнее время труб, и готовленных из легированных сталей способных вьцдерживать воддействие крутящих моментов, продольного сжат ударов и вибрационных усилий. Погру ние гидроигл происходит следующим образом. Гидроиглу зажимают в патро бурового станка и пробуривают мерзл породы (при непрерывной подаче воды под напором.Погрузив гидроиглу на н обходимую глубину, подключают к ней шлангом воду от распределительной сети, а станок передвлгают для забу ривания новой скважины Г 1 . .Недостатком данного способа явля ется большой расход легированной . стали для изготовления труб, ниппел коронок, а также большие трудовые затраты на их изготовление, причем при извлечении этих игл часть их утрачивается. Наиболее близким техническим ре|шением к изобретению является буро вой снаряд для бурения шпуров через разрушенную породу. Буровой снаряд состоит из двух разъемных частей: . обсадной трубы с цилиндрической коронкой и вставленной внутри трубы буровой штанги с коронкой. Буровую штангу соединяют с обсадной трубой посредством соединительной муфты. С верхней частью муфты сочленяют хвостовик бурильного молотка. Бурение шпуров ведут через разрушенную породу на глубину 75-100 мм -гв устойчивой породе, затем производят поворот бурового молотка на угол 2-3 ,по часовой стрелке и отсоединяют буровую штангу с коронкой, муфтой и хвостовиком от обсащной трубы. Вместо буровой штанги и евя |3с1нных с нею деталей в бурильный молоток вставляют бурильный бур с диаметром коронки, равным внутреннему диаметру обсадной трубы, после чего бурение продолжают пока не достигнут нормальной глубины шпура Обсадная труба остается при этом в шпуре и предотвращает попадание в него разрушенной породы 12 . Недостатком известного бурового снаряда является невозможность б урения через толстый слой разрушен ной (талой породы, так как обсадная труба не имеет продувочных, окон для выхода шлама, а также необходимость монтажа и демонтажа ег при бурении каждой скважины, предназначенной для установки полимерных гидроигл. Целью изобретения является повышение эффективности использования бурового снаряда на работах по погружению полимерных {идроигл. Указанная цель достигается тем, что в буровом снаряде, включающем иаружнуга обсадную трубу с прикрепленной к ней посредством разъемного соединения муфтой и внутреннюю штангу с буровой коронкой, диаметр которой равен внутреннему диаметру обсадной трубы, муфта выполнена с осевь каналом, через который пропущена штанга, а последняя имеет расположенную над буровой коронкой предохранительную шайбу для взаимодействия с муфтой,при этом обсадная труба выполняется с продувочнозагрузочным окном в виде продольной прорези со скошенными под углом 25 - 30° к оси трубы верхним и нижним краями. На фиг. 1 изображен буровой снаряд, общий вид; на фиг. 2 - то же, перед бурением; на фиг. 3 - то же, .в процессе бурения; на фиг. 4 - то же, при погружении полимерной трубы. . Буровой состоит из обсащной трубы 1, которая жестко связана с муфтой в виде втулки-наковальни 2, например резьбовым соединением. Сквозь втуДку-наковальню 2 по осевому каналу свободно.проходит штанга 3 вибровращательной каретки 4 с бойком 5..На. штангу 3 надета предохранительная шайба 6 и навинчена буровая коронка 7. Верняя часть обсадной трубы 1 имеет продувочнозагрузочное окно 8,: которое выполнено в виде продольной прорези с закг;. ругленными и скетиенными внутрь краями под углом 25 - 30° к оси обсадной трубы 1. Диаметр коронки 5 равен внутреннему диаметру обсадной трубы 1. . Буровой снаряд монтируется и работает следу:ющим образом. На штангу 3 вибровращательной каретки надевают втулку-наковашьню 2, затем предохранительную шайбу 6 и навинчивают коронку 7. После этого во внутреннюю полость обсадной трубы 1: вводят штангу 3, и втулку-на.крвальню 2 жестко соединяют с обсадсН9й трубой 1. Затем с помощью подъем-, ного устройства(например,шариконого зах ата) штанга 5 наворачивается на шпиндеггь; вибровращательной каретки 4,при этом последняя занимает крайнее верхнее положение и обсад ная труба 1 повисает над поверхностью земли (фиг. 2). Онускают вибровращательную каретку 4 со штангой 3 и коронкой 7 вниз до аоприкоснове ния последней с поверхностью земли

при этом обсадная труба 1 тоже опусitaeTCH под действием собственного Ьаса на поверхность земли. Т Йачинают процесс бурения. Вибро(вращательная каре.тка 4 при этом Ьпускается и в момент удара бойка 5 по втулке-наковальне 2 одновременно с бурением скважины начинают погружение обсадной трубы 1 под действием инерционных сил, развиваемых вибровращательной кареткой 4 (фиг.3 В целях облегчения процесса погружения обсадной трубы 1 в скважину диё1метр коронки 7 равен внутреннему диаметру обсадной трубы 1, а нижний торец обЬадной трубы 1 закруглен. Погружение обсадной трубы 1 и бурение скважины ведут до тех пор, пока обсадная труба 1 не достигнет зоны 1 мерзлого слоя грунта (в зависимости от толщины зоны ,в талого слоя грунта бурильный станок комплектуется набором обсадных труб 1 разной длины).

При этом часть обсадной трубы 1 с продувочно-загрузочным окном 8 остается над поверхностью земли. После этого вибровращательную -кареткуИ поднимают до упора предохранительной шайбы б в нижний торец втулки-нако вальни 2. В освободившуюся от штанги 3, шайбы 6 и коронки 7 внутреннюю полость обсадной трубы 1. через продуврчно-загрузочное окно 8 вставляют и опускают под углом 25-30° к оси обсадной трубы 1 полимерную трубу определенной длины (в зависимости от глубины скважины). Конец полимерной трубы сначала упирается во внутреннюю поверхность обсадной тру бы 1, а зат изгибается и ее проталкивают вниз, при этом она сначала скользит по обсадной трубе 1, а за-г тем опускается в скважину {фиг.4). Потом поднимают вибровращательную 5 каретку 4 в крайнее верхнее положение, при этом вместе со штангой 3. и коронкой 7 вытаскивают из грунта обсадную трубу J. .

Процесс погружения полимерной трубы через талый слой грунта закончен и ее испоЛьз ют как гидроиглу для оттайки мерзлых пород.

Станок переезжает к .следующей скважине и ПРОЦЕСС повторяется.

Применение изобретения позволяет - повысить эффективность использбваг ния бурового снаряда благодаря его многоразовому использованию без монтажно-демонтажных операций.

БУРОВОЙ СНАРЯД, включающий наружную обсадную трубу с прикрепленной к ней посредством разъемного соединения муфтой и внутреннюю штангу с буровой, коронкой, диаметр которой равен внутреннему диаметру обсадной трубы, отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности его использования на работах по погружению полимерных гидроигл в мерзлых грунтах, муфта выполнена с осевым каналом, через который пропущена штанга, а последняя имеет расположенную над буровой коронкой предохранительную шайбу для взаимодействия с муфтой, при этом обсадная труба выполнейа с продувочно-загрузочным окном в виде продольной прорези со скошенными под углом 25 - 30 к оси трубы верхним и нижним краями. (Л 4 О) 4: 05