Шнековый бур Советский патент 1985 года по МПК E21B7/24 

со о© |ю

О5 Изобретение относится к устройст вам для бурения. По основному авт. св.№ 1002499 известен шнековый бур, включающий пустотелую шнековую трубу, соедиценную с переходником, размещенный в нем ударник, наковальню с буровым долотом и опорную трубу, у которого наковальня снабжена установленным концентрично опорной трубе патрубком, на наружной поверхности которого выполнены выступы, на внутренггей поверхности ударника также выполнены выступы с возможностью их взаимодействия, при этом переходник соединен с верхней частью ударника посредством тлидевого соединения L1 Недостаток известного шнекового бура заключается в том, что его конструкция не позволяет в процессе бурения переключать бур с ударно вращательного действия на вращательное и наоборот, что сужает технологические возможности бура, Целью изобретения является расигарение технологических возможносте шнекового бура путем обеспечения его работы в режимах вращательного или ударно-вращательного шнекового бурения. Указанная цель достигается тем, что в шнековом бзфе, включающем пус тотелую шнековую трубу, соединённую с переходником, размещенньй в ней ударник, наковальню с буровым долотом и опорную-трубу, у которого наковальня снабжена установленным концентрично опорной трубе патрубком, на наружной поверхности которого выполнены выступы, на внутренней поверхности ударника также выполнены выступы с возможностью их взаимодействия, при этом переходник соединен с верхней частью ударника посредством шлицевого соединения, в верхней части опорной трубы вьшол нены лабиринтные пазы, а внутренняя поверхность шнековой трубы имеет кулачки и упоры, причем кулачки размещены в лабиринтных пазах с возможностью перемещения по ним, а упоры установлены напротив щлицевых пазов ударника с возможностью перемещения по ним и взаимодействия с его верхней торцовой поверхностью На фиг. 1 изображен шнековьй бу продольный разрез-, на фиг. 2 - вид на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б 262 на фиг. 1, при работе бура, в режиме ударно-вращательного бурения; на фиг. Д - то же, при работе бура в режиме вращательного бурения; на фиг. 5 - развертка лабиринтных пазов щнекового бура. Шнековьй бур имеет пустотелую шне ковую трубу 1 (фиг. 1) и размещенный в ней ударный механизм, включаюищй наковальню 2, жестко связанную с буровым долотом 3 и имеющую подщипниковый узел 4, через который наковальня соединяется с опорной трубой 5. На торцовой части наковальни вьтолнены один или несколько винтовых выступов 6, имеющих наклонные поверхности вверх по ходу вращения. К наковальне прикреплен патрубок 7 с выступами на верхнем конце, причем количество выступов соответствует количеству винтовых выступов наковальни. Ударник 8 имеет в нижней части ответные винтовые выступы 9, а на боковой части выступы 10, взаимодействующие с выступами патрубка наковальни 2. В верхней части ударника имеются прорези 11 шлицевого устройства. Илицевое устройство состоит из корпуса 12 и взаимодействующих с НИМ кулачков.13, на нижней боковой части корпуса 12 имеются пальцы с подщипниками 14, входящими в прорези 1 ударника 8. На боковой поверхности корпуса 12 выполнены лабиринтные пазы 15 в которых размещаются кулачки 13 (фиг. 2 и 5). На внутренней боковой поверхнос-т ти пустотелой щнековой трубы 1 на уровне верхней части ударника 8 имеются два упора 16, которые благодаря наличию лабиринтных пазов могут иметь два положения - одно вдоль прорезей 11 и-второе, смещенное на 90° по отношению к прорезям 15 (фиг. 3 и 4). Работа щнекового бура ос тцествляется следующим образом. В режиме ударно-вращательного бурения. Исходное положение кулачки 13 находятся в лабиринтных пазах 15 в положении, при.котором упоры 16 располагаются против прорезей 11, в верхней части ударника 8 (фиг.1 и 3). При вращении шнековой трубы 1 кулачки 13 вращают корпус 12 шлицевого устройства, а тот, в свою

очередь, передает вращение через пальцы 14 ударнику 8, Вначале вращения долото 3, а вместе с ним и наковальня 2 с патрубком 7 удерживаются от вращения реактивным усилием долота, благодаря чему происходит перемещение винтовых выступов 9 ударника 8 относительно наковальни 2 и ударник поднимается вверх на вы соту винтового выступа 6, а затем срывается с него и наносит удар по наковальне 2. Упор 16, находясь против прорези 11 не препятствует подъему ударника 8, поскольку прорезь 11 входит свободно в упор 16.

При подъеме ударника вместе с ним поднимается выступ 10, который к концу подъема выходит на уровень вьгступов патрубка 7 и в момент соскакивания ударника с винтового выступа 6 наковальни 2 происходит соприкосновение выступа 10 с выступа1«га патрубка 7 и совместное их вращение в течение всего времени падения ударника 8. Вконце падения удар ника 8 происходит расцепление выступа 10 с выступом патрубка 7, снова прекращается вращение наковальни 2 и связанного с ней долота 3 и процесс повторяется,

Таким образом, в режиме ударновращательного бурения шнековБШ бур осуществляет следующие функции: постоянное вращение шнековой колонны с частотой, обеспечивающей вынос выбуренной породы; щтенсивное внедрение резцов долота в породу под одновременным воздействием усилия подачи и ударов, наносимых, по наковальне; прерьгоистое вращение долота, под воздействием боковьк ударов, обеспечивающих разрушение норхэды на участке применения долота, .

Совместное воздействие указанных факторов обеспечивает интенсивное разрушение твердой породы, и вынос ее на поверхность,

В режиме вращательного шнекового бурения.

При бурении мягких пород, разрушение которых не требует дополнительных ударов, необходимо повернут шнековую трубу 1 путем проворота бурильной колонны с поверхности в обратном направлении, .приподнять ее вверх, а затем снова повернуть назад до упора и опустить вниз, При этом кулачки 13 перемещаются по лабиринтным пазам 15 относительно корпуса 12 шлицевого устройства. При этом упоры 16 смещаются относительно прорези 11 ударника на 90°. При вращении шнековой трубы 1 в прямом направлении кулачки 13 заходят в вырез лабиринтных пазов и фиксируются в осевом направлении (фиг ,,2) В указанном положении лопасть долота совпадает с нижней лопастью шнека с тем, чтобы обеспечить вынос породы,

Вследствие того, что упоры б препятствуют подъему ударника 8, последний вращается вместе с наковальней 2 и долотом 3, что и необходимо для осуществления обычного шнекового бурения.

Переход на ударно-вращательный способ бурения осуществляется в обратной последовательности,

ПрименегГие предлагаемого шнекового бура с изменяемым режимом работы позвбляет избежать непроизводительных затрат времени на замену бурового инструмента и облегчить труд буровой бригады.

ЩНЕКОВЫЙ БУР по авт.св. 1002499, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения работы бура в режимах вращательного или удйрно-вращательного шНекового бурения, в верхней части опорной трубы выполнены лабиринтные пазы, а внутренняя поверхность шнековой трубы имеет кулачки и упоры, -причем кулачки размещены в лабиринтных пазах с возможностью перемещения по ним, а упоры установлены напротив шпицевых пазов ударника с возможностью перемещения по ним и взаимодействия с его верхней торцовой поверхностью.

B-S

В режиме ydapt o-Враща тельного Sу ре ни я

Фиг.З Раз Вертка дабаримтных пазов

Фиг. 5

6-5

В pemufte бращаглелбного бурения

Фц.