Устройство для бурения скважин большого диаметра Советский патент 1985 года по МПК E21D1/06 

со

00

го

о

2, Устройство по п, 1 5 о т л и чающееся тем, что опорная рама выполнена иэ четырех балок, подпружиненных в поперечном направ- .

лении, при этом поверхность каждой балки, обращенной внутрь отверстия, выполнена выпуклой.

1. УСТРОЙСТВО .ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающее колонну-оболочку с вибратором на ее верхнем оголовке, турбобур с долотом, буровой став, установленный в опорной раме и состоящий из секций напорного и пульпоотводящего трубопроводов, отличающеес я тем, что, с целью снижения энергоемкости и упрощения конструкции, опорная рама жестко соединена с колонной-оболочкой, в центре которой выполнено отверстие некруглой формы, а секции напорного и пульпоотводящего трубопроводов бурового става расположены параллельно друг другу и размещены в отверстии опорной рамы с возможностью осевого перемещения и отклонения под углом к оси колонны - оболочки в любой плоо S скости.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для бурения из-под ножа колонны-оболочки с целью ее погружения в грунт.

Цель изобретения --снижение энергоемкости и упрощение констру1сции.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А .на фиг.; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг,4 - разрез В-В на фиг.2.

Устройство для бурения скважин большого диаметра включает колоннуоболочку 1 с ножом 2, на верхнем оголовке которого смонтирован кольцевой вибратор 3. Внутри колонны-оболочки установлена опорная плита 4 с внутренним отверстием 5 прямоугольной формы. Балки 6, образующие отверстие установлены с возможностью перемещения в плоскости опорной плиты 4 и имеют пружины 7, а поверхность балок 6, выпукла, йерпшна полукруга 8 обращена внутрь отверстия 5, Буровой став 9 размещен внутри опорной плиты 4 и его секции состоят из пульпоотводящих lOj воздушных 11 и напорных 12 трубопроводов, соединенных фланцами 13. Кажцый фланец 13 выполнен овальной формы и сварен с концом трубопроводов 10 - 12. Приемная пульпоотводящая труба 14 расположена вдоль турбобура 15, подвешенного на ставе, а ее всасывагощее отверстие 16 находится непосредственно над долотом 17. Ограничитель 18 перемещения долота может быть подвешен, на турбобуре. Пульпоотводящая труба 14 сообш;ается с воздушным трубопроводом каналом 19.

Устройство работает следующим образом.

Колонну-оболоч1су 1 устанавливают ножом 2 на грунт, включают вибратор 3, и колонна-оболочка погружается в мягкий наносньтн грунт до упора ножа

в скальный грунт. Вибратор выключают и при помощи грейфера или другого бурового инструмента из внутренней полости колонны-оболочки выбирают нанос1-1ый грунт. Далее в колонну-оболочку на крюке базовой машины опускают буровой став 9 с ограничителем 18 перемещения долота, турбобуром 15, долотом 17 и опорной плитой 4, которую закрепляют в колоннеоболочке. Когда долото подойдет к забою, но еще не опустится на него, включают подачу воздуха в воздушкьй трубопровод 11. Воздух аэрирует жидкость в пульпоотводящем трубопроводе, попадая в него через канал 19, и создает обратную циркуляцию жидкости, заполняющей колонну-оболочку. Затем включают буровые насосы, нагнетаклцие раствор в напорный трубопровод и приводящие во вращение вал турбобура 15 и долото 17. Став 9. плавно опускают, при этом полусфера 8 балок 6, образующих внутреннее отверстие 5, слегка касается поверхностей труб бурового става. При работе долота, разрушающего скальный грунт, на корпусе турбобура и на буровом ставе возникает реактивный момент,

который воспринимается колонной-оболочкой через балки 6 опорной, шлиты 4. Сила пружин f выбирается такой, чтобы реактивный момент не смог провернуть став в отверстии 5. Активньй

момент на забое от долота, не имея фиксированной оси вращения (став в отверстии 5 опорной плиты 4 имеет возможность расположиться под углом к оси колонны-оболочки), перемещает

долото по всей поверхности забоя, выбуривая скальную породу ниже ножа колонны-оболочки. Этому перемещению способствует неоднородность породы, несбалансированность вращающихся масс долота и вала турбобура. Таким образом, долото, совершая движение в плоскости забоя и

3

вокруг собственной оси, углубляет скважину, выбуривая породу под ножом колонны-оболочки. Ограничитель 18 задает зону действия долота. Вершины полукругов 8 при колебаниях става постоянно прижимаются к ставу уменьшая раскачивание стрелы базовой машины, но не препятствуя расположению става под углом к колоннеоболочке. Так как длина колонны-оболочки во много раз больше величины радиального перемещения долота, то амплитуда раскручивания крюка базовой машины не превьштает 5 - 10 см. Порода, разрушенная долотом, сразу же из-под долота поступает во всасывающее отверстие 16 приемной пульпоотводящей трубы 14 и далее по пульпоотводящему трубопроводу 10 - на поверхность. При углублении забоя на расчетную глубину буровой став приподнимают над забоем, включают вибратор и колонна-оболочка опуска982074

ется на новый забой. Далее производят, при необходимости,; наращивание колонны-оболочки и бурового став при помощи фланцев 13, одновременно 5 скрепляющих воздзшшые, пульпоотводящке и напорные трубопровод. При этом фланцры, например овальной формы, проходя через отверстие 5, слег ка раздвигают подпружиненные балки

10 6 и свободно проходят через опорную ппиту. Далее продолжают разработку забоя до погружения колонны-оболочки на проектную глубину,. Таким образом, при бурении реактивный момент

5 от долота передается не на базовую машину, а на колонку-оболочку, что способствует улучшению условий эксплуатации базовой машины. Применение кольцевого вибратора упрощает

0 конструкцию бурового става, позволяя выполнить его прямолинейным, без изгиба для обхода вибратора.