Колонковый бур для бурения скважин большого диаметра Советский патент 1984 года по МПК E21D1/06 E21B25/00 

1

Изобретегже относится к ropira.My делу н может быть использовано при проведении подготовительных выработок в рудных и угольных полях, при инженерных изысканиях и разведке месторождений полезных ископаемых колонковым бурением скважин большого диаметра.

Известен колонковый бур для бурения хскважин большого диаметра, содержащий корпус с бурильной трубой, породоразрушающий инструмент и механизм для подрезки и удержания керна с подрезными рычагами и силовыми цилиндрами |1.

Недостаток данного бура заключается в необходимости формирования подрезной щели значительной ширины, что требует высоких напорных усилий, передаваемых на подрезные рычаги.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является колонковый бур, содержащий корпус с бурильной трубой, породоразрушающий инструмент и механизм для подрезки и удержания керна из двух отрезков канатной пилы с резцами и раскрепляющими элементами 2.

Недостатком известного бура являются большие затраты, времени на подрезку керна, составляющие в зависимости от диамет ра скважины и прочностных свойств горных пород от нескольких часов до нескольких смен. Объясняется это тем, что линейная скорость движения канатной пилы определяется лишь частотой вращения бура, которая при большом диаметре бура остается невысокой.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения путем ускорения подрезки керна.

Указанная цель достигается тем, что в колонковом буре для бурения скважин большого диаметра, содержащем корпус с бурильной трубой, породоразрушающий инструмент и .механизм для подрезки и удержания керна с канатной пилой, последний снабжен натяжной рамой, направляющими роликами и валом с приводным шкивом и зубчатым упором, причем натяжная рама установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, вал закреплен в натяжной раме концонтрично с корпусом с возможностью вращения при взаимодействии с керном зубчатого упора, закрепленного на валу и выступающего за пределы натяжной рамы, .прнводной шкив жестко закреплен на валу, а направляющие ролики - на натяжной раме и корпусе, при этом канатная пила выполнена в виде бесконечной петли, огибающей приводной шкив и направляющие ролики, часть которых шарнирно установлена в призабойной части корпуса, причем направление движения канатной пилы на контакте с керном совпадает с направлением вращения корпуса.

1232

. J-Ja фиг. I изображен колонковый бур, общий вид: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I.

. Колонковый бур содержит корпус I с 5 бурильной трубой, породоразрушающий инструмент 2, механизм для подрезки и удержания керна, выполненный из подвижной в осевом продольном направлении,натяжной рамы 3 с валом 4, на котором жестко закреплен приводной щкив 5, взаимодействую щий с канатной пилой 6. Последняя выполнена в виде бесконечной петли, огибающей приводной шкив и направляющие ролики 7 и 8 натяжной рамы 3 и корпуса 1..Направляющие ролики 9, смонтированные в прн5 забойной части корпуса, установлены на шарнирах, поворотных в плоскости, перпендикулярной оси вращения бура. В направлении забоя конец вала натяжной рамы выполнен выступающим за пределы натяжной рамы зубчатым упором 10 с осью вращения, совпадающей с осью вращения колонкового бура, в призабойной части корпуса имеется фиксатор II.

Устройство работает следующим образом. Колонковый бур опускают в скважину,

5Включают вращение, подают промывочную жидкость и создают осевую нагрузку, дово- . дя бур до забоя. Во время бурения скважины рабочая часть ка-наткой пилы 6 удержи.вается в корпусе фиксатором 11, сила действия которого превышает усилие, дейст0 вующее на канатную пилу под действием силы Т55жести натяжной рамы 3 с валом 4, приводным njKHBOM 5, Направляющими родиками 7 и зубчатым упором 10; При заполнении корпуса 1 керном до высоты, при. которой зубчатый упор 10 внедряется в тор цовую часть керна, вал 4 с приводным шкивом 5 тормозится и прекращает свое вращение. В этот момент продолжающие вращаться совместно с вращающимся колонковым буром направляющие ролики 7-9 натяж0 ной рамы и корпуса вокруг неподвижного вала с приводным шкивом 5 начинают наматывать канатную пилу 6 на приводной шкив с стороны и одновременно раз.матывать с другой.

В результате одновременной размотки и намотки канатной пилы на приводной шкив канатная пила 6 перемецгается от приводного щкива 5 к направляющим роликам 7- 9 по замкнутой линии. Под действием осевого давления на колонковый бур корпус I

0 смещается относительно натяжной рамы 3 с зубчатым упоро 1 10 на торце керца, например, по шлицам. Канатная пила 6 получает дополнительное натяжение, и фиксатор 11 выпускает рабочую часть канатной пилы, которая охватывает поверхность кер5 на и подрезает его за счет собственного движения и одновременного вращения вокруг керна вместе с вращающимся колонковым буром. Под действием сил натяжения

рабочая часть канатной пилы перемещается ц центру керна. После окончания подрезки керна производится подъем колонкового бура с керном.

Приводной шкив и направляющие ролики футерованы резиной или другими подобными материалами. При бурении выработок

в крепких породах канатная

пила может быть армирована алма.зами.

Применение предлагаемого колонкового бура позволит повысить производительность бурения и сократить время на проходку скважины.

КОЛОНКОВЫЙ БУР ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖУН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, содержащий .корпус с бурильной, трубой, породоразрушающий инструмент и механизм для подрезки и удержания кернас канатной пилой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем ускорения отделения керна, механизм для подрезки и удержания керна снабжен натяжной рамой, направляющими роликами и валом с приводным щкивом и зубчатым упором, причем натяжная рама установлена в корпусе с возможностью осевого перемеи1ения, вал закреплен в натяжной раме концентрично с корпусом с возможностью вращения при взаимодействии с керном , зубчатого упора, закрепленного на валу и выступающего за пределы натяжной рамы,.приводной щкив жестко закреплен на валу, а направляющие ролики - на натяжной раме и корпусе, при этом канатная пила выполнена в виде бесконечной петли, огибающей приводной щкив и направляющие ролики, часть которых щарнирно установ- (g лена в.призабрйной части корпуса, Причем направление движения канатной пилы-на контакте с керном совпадает с направлением вращения корпуса.