Устройство для погружения полимерных гидроигл в скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к тенологии от.крытой разработки вечномерзлы пород и может быть использовано в гор но-до бывающей промьлдленности и строительстве при гидрооттаиваНИИ мерзлого грунта с предварительной установкой полимерных гидроигл в скважины в летнее время. Известно устройство для бурения . скважин, используемых в последующем дпя размещения в них полимерных гидроигл, состоящее ИЗ двух, разъем . ных частей обсадной -трубы с цилиндрической коронкой и вставленной внутри трубкибуровой штанги с коронкой.. .Буровую штангу соединяют с обсадной трубой посредством соединительной муфты, с верхней мастью муфтьг сочленя,ют хвостовик бурильного молотка. Бурение шпуров ведут через раэрущенную породу на глубину 75-100 мм в устойчивой породе, .зате производят поворот бурового молотка .на.угол 2-3 по часовой стрелке.и отсоединяютбуровую .штангу с коронкой/ муфтой и хвостовиком от обсадной трубы. Вместо -буровой штанги и связанных с нею деталей в бурильный -молоток вставл.яют бурильный бур с диаметром коронки, внутреннему диаметру обсадной трубы, после чего бурение продолжают, пока не до тигнут норма.льной глубины шпура.Обсадная труба остается при этом в Шпуре и предотвращает попадание в него разрушенной- породыCl. Недо.статками указанного устройст Являются невозможность бурения через толстый слрй разрушенной (талой Iпороды, так как обс,адна.я -труба не имеет продувочных окон для выхода., шлама, а также необходимость монта жа и демонтажа при его. бурении каж дой скважины, предназначенной для установки пол имерных гидроигл. Наиболее близким к предлагаемом является устройство для погружения полимерных гидроигл в скважины, включающее наружную обсадную трубу прикрепленной, к. ней посредством разъемного соединения муфтой и вну реннюю штангу с буровой коронкой. Муфта выполнена с осевым каналом/ через . пропущена штанга,а обсадная труба - с загрузочной наклонной прорезью 2 . . Однако для известного устройств характерна значительная металлоемкость, определяемая наличием обсад ной трубы, и недостаточная произво тельность, так как в общей техноло гии погружения полимерной гидроиглы в скважину предусмотрена нер.ациональная операция, связанная Q п гружением и извлечением обсадной .трубы.. . Цель изобретения - снижение метал лоемкости конструкции устройства и п вышение его производительности при использовании вибровращательной каретки с каналом для нагнетания жидкости или газа. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для погружения полимерных ги,дроигл в скважины, включающем вибровр-ащательную каретку, штангу с буровой коронкой и узел для заправки гидроигл,содержащий корпус с вертикальным осевым каналом и загрузочной наклонной прорезью,штанга выполнена с осевым каналом, закреплена на каретке через узел дл.я заправки гидроигл, который имеет .коаксиально установленную в канале .его корпуса с возможностью поворота втулочную пробку с выведенной через корпус ручкой управления и наклонной прорезью, совмещенной в одном из положений пробки с наклонной прорез ью кор пуса, при этом буровая коронка смонтирована на штанге посредством переходника с расширяющимся в сторону по|следней осевым каналом, выполнена с jpasновеликими по длине и расположенными в ее торцовой части режущими кромками и .имеет выведенный в зону между последними наклонный канал, который последовательно сообщен с каналами переходника, штанги, узла для заправки гидроигл и .расположеннь1м в вибровращательной каретке нагнетательным каналом. На фиг. 1 изображено устройство для погружения по.лимерных гидрои.гл, продольный разрез; на фиг. 2 - буровая коронка, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид снизу; на фиг. 4 - втулочная пробка с ручкой управления, , .Устройство включает узел для заправки полимерной гидроиглы, корпус 1 которого t)eзьбoвым соединением жестко связан со шпинделеём-2 вибровращательнрй каретки 3. Корпус 1 . имеет наклонную загрузочную прорезь 4 с закругленными и скошенными под углами 30 и 45 к оси корпуса 1 КРаями. Внутри корпуса 1 коакс.иалъно и свободно размещена пробка. 5, которая .выполнена в виде цилиндра и имеет такую же наклонную прорезь б и ввинченную в нее ручку 7 управления. В корпусе 1 имеется также горизонтальная прорезь, через которую пропущена ручка 7. На корпус- 1 навинчена штанга 8, в Д1эугой конец которой вкручен переходник .9, имеющий осевой канал Юр-верхняя часть которого выполнена расширяющейся в виде центрирующей воронки 11. На переходник 9 навинчена буровая коронка 12, которая имеет наклонный канал 13, предназначенный для .или продувки скважины и погружения через него полимерной гидроиглы 14, и снабжена тремя режущими кромками с твердосплавньпии пластинами двумя коротк ми 15 и одной длинной 16. Канал 13 выведен взону между режущими кром ками 15 и 16 и последовательно соо щен с каналами 10,17, 18 и 19 соот ветственно переходника 9, штанги 8 корпуса 1 узла заправки и шпинделя 2. Канал 19, в свою очередь, сообщен с источником нагнетания жидкости или газа. Устройство монтируется и рабо тает следующим образом. На шпиндель 2 вибровращательной каретки 3 последовательно навинчиваются корпус 1, штанга 8, переход ник 9 и буровая коронка 12. Устройство готово к работе, после чегго начинают процесс бурения. Бурение ведут обычньам способом с промывкой водой или продувкой воздухом, при, этом пробка 5 повернута ручкой 7 таким образом, чтобы загрузочная прорезь 4 была закрыта. По окончании процесса бурения прекращают подачу воды или воздуха и, поворачивая ручку 7, открывают загрузочную прорезь 4 для погружения полимерной гийроиглы 14. В загрузочную прорезь 4 вставляют и проталкивают внутрь полимерную гидроиглу 14 определенной длины (в зависимости от глубины скважины), причем конец у нее срезан под углом 45°, что облегчает ее погружение. Как видно из фиг. 1, полимерная гидроигла 14 изогнута, так как она нарезается из трубы небольшого диаметра, поставляемой в бухтах. Поэтому для удобства ее погружения че рез загрузочную прорезь 4 последняя выполнена с закругленными и скошенными под разными углами краями, что позволяет менять угол погружения по лимерной гидроиглы 14 и погружать как прямые, так и изогнутые гидроиг лы. . После погружения полимерной гидр иглы 14 второй ее конец вставляют через загрузочную прорезь 4 в корпусе 1 и, поворачивая ручку 7 пробки 5, закрывают загрузочную прорезь 4. Затем вместе с подачей воды или воздуха начингиот поднимать вибр вращательную каретку 3, а вместе с ней и весь буровой став. За счёт да ления воды или воздуха на полимерну гидроиглу 14 последняя через канал 13 начинает выдавливаться в освобождающуюся скважину. После полного подьема бурового става в скважине остается полимерная гидроигла 14, которую затем используют для оттайки мерз-. лых пород. Затем устройство переводят к следующей скважине и процесс повторяется. Как видно из фиг. 3, выход канала 13 расположен эксцентрично кпронки 12 и твердосплавная пластина кромки 16 почти доходит до центра коронки 12, что позволяет вести полное обуривание заОоя скважины. Если выходное отверстие канала 13 расположить в центре коронки 12, то оно забьется неразбуренной породой,что вообще прекратит очистку скважины от шлама и не позволит погружать через, него полимерную гидроиглу в скважину. . . Величина угла о (угол наклона канала 13 к оси коронки 12) выбирается исходя из геометрических соотношений междудиаметром канала 13 и его высотой и не должна превышать , так как при большем углес1 будет затруднено, а то и невозможно прохождение полимерной гидроиглы 14 через канал 13 при ее .погружении, в результате чего промывка или продувка скважины станет однобокой. В настоящее .время гидроиглы изготавливают как устройства для многократного погружения, что вызывает необходимость дополнительных операций по их извлечению, правке и ремонту, а их большой вес, вызванный необходимостью соблюдения требований по прочности бурового снаряда, в значительной мере увеличивает трудоемкость этих операций. Естественное снижение прочности многократно используемых труб вызывает повышенную аварийность при погружении гидроигл и увеличение их потерь при извлечении. Долголетнее использование труб приводит к затратам средств на их сбор .и хранение. Предлагаемое устройство обеспечивает значительную экономию высоколегированной стали, снижение трудоемкости работ при игловой оттайке и отсутствие дополнительных операций по извлечению, правке и ремонту гидроигл.

Фиг.1 .

Cpuf.B

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ПОГРУЯСЕНИЯ (ПОЛИМЕРНЫХ ГИДРОИГЛ В СКВАЖИНЫ,вклю-, Чающее вибровращательную каретку, . штангу с буровоД коронкой и узел для заправки гидроигл, содержащий корпус с вертикальным осевым каналом и загрузочной наклонной прсфезью, о тличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения производительности при использовании вибровращательной каретки с каналом для нагнетания жидкости или газа, штанга выполнена с осевым каналом, закреплена на кгфетгке через узел для заправки гидроигл, который .имеет коаксиально установленную в канале его корпуса с возможностью повсфота втулочную пробку с выведенной через корпус ручкой управления и наклонной прорезью, совмещенной в одном из п.оложений пробки с наклонной прорезью корпуса, при зтом буровая коронка смонтирована на штанге посредством переходника с расширяющимся в сторону последней осевым кангшом, выполнена с разновеликими по длине и расположенными в ее торцовой части режущими кромками и имеет выведенный в зону между последними наклонный кангш, который последовательно сообщен с каналами переходника, (отангй, узла для за.правки гидроигл и расположенным в вибровращательной каретке нагнета1 тельным канал «. СЛ « tsD

фиеЛ