Термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте Советский патент 1984 года по МПК E21B7/14 

00 4 4

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин и может быть использовано, например, в области торной промьшшенност.и и строительной для бурения скважин под сва

Известно термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте включающее полый корпу с паропроводящей арматурой, кольцевув буровую коронку, в торцовой части которой выполнены радиальные проточки, в основаниях которых размещены отверстия tl J

Недостатком уст15ойства является то, что степень механического воздействия на забой относительно невысока, вследствие чего скорость буреТ1ия снижается.

Более близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте, включающе вибратор, полый корпус .с паропрово- дящей арматурой, кольцевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми радиальными проточками, образукщими режущие кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки С 2 .

Недостатком устройства является то, что вследствие остроугольной фомы режущих коронок эффективность передачи энергии рабочего агента кольцевому забою несколько снижается, что приводит к снижению скорости бурения, а постоянньй подвод пара к забою приводит к снижению экономичности бурения.

Цель изобретения - повьгаение скорости и экономичности процесса бурения за счет варьирования подачи рабочего агента.

Указанная цель достигается тем, что термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте, включающее вибратор, полый корпус с паропроводящей арматурой, колцевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми радиальными проточками, образующими режущи кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки, снабжено инерционным клапаном расхода пара, выполненным с возможностью включения при направлении колебания коронки в сторону забоя, а радиальные проточки коронки выполнены сферическими.

Кроме того, инерционный клапан размещен внутри буровой коронки и выполнен в виде кольцевого клапана с пружинной подвеской.

На фиг. 1 показано устройство с частичным пр одольным разрезом; на Аиг. 2 - узел I на фиг. 1, буровая коронка; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 (вид торцовой части буровой коронки).

Термомеханическое устройство для бурения скважин в мерзлом грунте состоит из полого корпуса 1, вибратора 2, кольцевой буровой коронки 3 с отверстиями 4 для выхода пара, внутренней полостью 5, радиальными проточками 6, образукяцими режзпцие кромки 7, паропроводящей арматуры 8, кольцевого инерционного клапана у, 0 который размещен в полости 5 коронки 3 и имеет пружину 10 подвески, причем масса клапана 9 и жесткость пружины 10 подобраны с учетом работы клапана в противофазе коле5 баниям коронки 3.

Радиальные проточки 6 выполнены сферическими; причем диаметр закругления сферы проточек 6 равен расстоянию между смежными выходными отверстиями 4 для выхода пара.

Устройство имеет паропроводящую арматуру 11.

Принцип работы термомеханического устройства для бурения следующий.

Под воздействием струй пара (на фиг. 1 направление движения пара показано стрелками) , выходящих через отверстия 4, происходит оттаивание мерзлого грунта под радиальными проточками 6, где образуются протаянные лунки. Перемычки из мерзлого грунта между образованными лунками по периметру буровой коронки 3 разрушаются под воздействием вибрации , режущими кромками 7, которые скалы-, вают мерзлый грунт в сторону лунок, и затем сколотый грунт отттаивается паром, чему способствует выпол нение проточек 6 в виде сфер.

Вертикальные колебания корпуса 1 от работы вибратора 2 воздействуют на инерционный клапан 9, который открьшает пар к выходшл 1 отверстием 4 в момент, когда рабочий орган идет вниз п отверстия 4 для выхода пара приближаются к забою,и прикрывают пар, когда рабочий орган ндет вверх и выходные отверстия 4 удаляются от забоя. . ,

При использовании предлагаемого изобретения в результате импульсной подачи пара при приподнятом (верхней фазе колебания коронки) рабочем органе эффектйвйость обработки забоя рабочим агентом возрастает, что облегчает механическое воздействие на забой и также приводит к сниженш расхода пара.

1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТР(Й1СТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В МЕРЗЛОМ ГРУНТЕ, включающее вибратор, полый корпус с паропроводящей арматурой, кольцевую буровую коронку с отверстиями для выхода пара и торцовыми радиальными проточками, образукмцими режущие кромки, которые направлены перпендикулярно окружности коронки, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения скорости и экономичности процесса бурения путем варьирования подачи рабочего агента, оно снабжено инерционным клапаном расхода пара, вьлолненным с возможностью включения при направлении колебания коронки в сторону забоя, а радиальные проточки коронки выполнены сферическими. 2. Устройство ПОП.1, отли(Л чаю щ.ееся тем, что инерционный клапан размещен внутри буровой с коронки и выполнен в виде кольца с пружинной подвеской. S