Устройство для бурения инженерно-геологических скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/00 E21B4/14 E21B7/20 

ГчЭ

оо

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения инженерно-геологических скважин.

Известно устройство для бурения инженерно-геологических скважин, включающее подающие и обсадные трубы, долото с уплотнительным элементом, эксплуатационный фильтр, пакер. В устройстве возможно про,ведение буровых и эксплуатационных работ при нахождении долота внутри пробуренной скважины 1.

Недостатком устройства является то, что при бурении пород со скальными включениями эффективность бурового процесса снижается из-за интенсивного износа долота .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бурения инженерно-геологических скважин, влючающее обсадные трубы, реверсивный пневмопробойник, соединенный, с трубами посредстном переводника, воздухоподводящий патрубок и уплотнительное приспособление 2.

Недостатком известного устройства является то, что при смене бурового режима на эксплуатационный надежность конструкции снижается из-за практической невозможности вторичного использования пневмопробойника при осуществлении бурового режима после эксплуатационного.

Целью изобретения является повышение надежности конструкции при поочередном использовании бурового и эксплуатационного режимов.

Цель достигается тем, что в устройстве для бурения инженерно-геологических скважин, включающем обсадные трубы, реверсивный пневмопробойник, соединенный с трубами посредством переводника, воздухоподводящий патрубок и уплотнительное приспособление, последнее выполнено в виде обратного клапана и эластичной манжеты, причем последняя и клапан жестко размещены на воздухоподводящем патрубке, который установлен с возможностью продольного установочного перемещения относительно переводника.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - устройство при сооружении скважины до уровня рабочего горизонта; на фиг. 3 - положение устройства при проведении опытноэксплуатационных работ; на фиг. 4 - устройство при извлечеНИИ обсадных труб.

Устройство для бурения инженерно-геологических скважин содержит пневмопробойник 1 (фиг. 1), взаимодействующий с подводящими трубами 2 при помощи ниппеля 3 и соединенный с обсадными трубами 4 переводником 5. Пневмопробойник 1 содержит корпус 6, боек 7, наковальню 8, ударник 9 с воздухоподводящим патрубком 10, клапаны 11 и обратный клапан 12, перекрывающий отверстие воздухо под водящего патрубка 10, эластичную манжету 13.

Клапан 11 служит для выпуска отработанного сжатого воздуха в камерах пневмопробойной машины 1 и частично предотвращает попадание в эти камеры щлама, песка, глинистых частиц, находящихся над клаланом 11 при сооружении скважин в рыхлых или слабоустойчивых породах.

Подводящие трубы 2 снабжены в нижней части центрирующим башмаком 14 и заканчиваются муфтой 15. Обсадные трубы 4 могут иметь фильтровую часть 16.

Устройство работает следующим образом.

При сооружении скважины (фиг. 2) по подводящим трубам 2 под давлением до 0,5 МПа подают воздух. При этом клапан 12, сжимая пружину 17, открывает канал воздухоподводящего патрубка 10, сжатый воздух поступает на рабочие элементы пневмопробойника 1 и он заглубляется в грунт. Отработанный воздух выходит по зазору 18 между манжетой 13 и внутренней полостью переводника 5.

После заглубления пневмопробойника 1 его корпус соединяют при помощи переводника 5 с обсадной трубой 4 или фильтровой ее частью 16 (в зависимости от вида выполняемых эксплуатационных работ) и пневмопробойник 1 заглубляется в грунт до заданного горизонта, например когда фильтровая часть 16 обсадной колонны достигнет отметки А (фиг. 2 и 3). При достижении заданной отметки А подачу воздуха прекращают и отсоединяют подводящие трубы 2 (фиг. 3). Пневмопробойник 1 герметизируют за счет прижатия клапана 12 пружиной 17 и перекрытия воздухоподающего канала 19.

В это время эластичная манжета 13 опирается на горизонтальную поверхность переводника 5 и закрывает внутреннюю кольцевую полость пневмопробойника 1. После такой консервации пневмопробойник 1 оставляют в скважине.

При смене режимов работ манжета 13 перемещается с верхнего торца переводника 5 (фиг. 1 и 3) на нижний (фиг. 2 и 4) при вращении подводящих труб 2 и патрубка 10, который, перемещаясь по резьбе, выводит пневмопробойник 1 на прямой или реверсивный ход.

Подводящие трубы 2 используют для опытно-эксплуатационных работ в качестве эрлифта и др. После окончания этих работ на данном горизонте внутреннюю полость обсадных труб 4 очищают, а подводящие трубы 2 вновь соединяют при помощи муфты 15 с пневмопробойником 1. При этом центрирующий башмак 14 удерживает муфту 15 по центру. После соединения подводящих

труб 2 с пневмопробойником 1 цикл повторяют на нижележащем горизонте. После окончания опытно-эксплуатационных работ (фиг. 4) пневмопробойник 1 переводят на реверсивный ход, и при повышенных значениях расхода воздуха и давления извлекают пневмопробойником 1 колонну обсадных труб 4 на поверхность.

При использовании изобретения, кроме повышения надежности конструкции, увеличивается технологическая производительность сооружения скважины при эксплуатационном опробыванни одной и той же скважины на различных водоносных горнзонтах без подъема бурового инструмента на поверхность.

Фиг:2

Фиг.1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН, включающее обсадные трубы, реверсивный пневмопробойник,соединенный с трубами посредством переводника, воздухоподводящий патрубок и уплотнительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности конструкции при поочередном использовании бурового и эксплуатационного режимов, уплотнительное приспособление выполнено в виде обратного клапана и эластичной манжеты, причем последняя и клапан жестко размещены на воздухоподводящем патрубке, который установлен с возможностью продольного установочного перемещения относительно переводника.