Способ бурения скважин и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК E21B7/30 

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что время смещения точки при/южения силы, поворачивающей верхний конец буровой П1танги, меньше или равно времени бурения ущирения.

3.Устройство для бурения скважин, включающее качающийся корнус, буровую щтангу с долотом, установленную в корпусе эксцентрично его оси, и вращаюн1ийся эксцентриковый диск, размещенный в корпусе и соединенный с буровой П1тангой,

1

Изобретение относится к горной нромьпн- ленности и может быть использовано при разработке полезных ископаемых и строительстве свайных фундаментов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем образования в скважине уширений различной конфигурации.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - конструктивная схема устройства; на фиг. 3-8 - различнь51е форм1 1 уширений в скважине.

Устройство для бурения скважин состоит из корнуса 1, выполненного в виде трубы, основного эксцентрикового лиска 2, буровой щтанги 3, установленной эксцентрично оси корнуса и дополнительного эксцентрикового диска 4. На конце буровой Н1танги закрен- лено долото 5. Основной эксцентриковый диск 2 находится внутри корнуса, в его нижней части и соединен с ним с помощью ПОДН1ИННИКОВОГО узла 6. Буровая щтанга 3 соединена с диском 2 посредством сферического шарнира 7, дающего, кроме того, возможность передавать крутян ий момент от ujTaHrH 3 диску 2, при этом ось шарнира 7 смещена относительно оси корпуса 1. Дополнительный эксцентриковый диск 4 также находится внутри корнуса, но в его верхней части. Внутри корпуса вдоль его образующей прикреплена шнонка 8, которая с небольшим зазором размещена в нтоноч- ном пазу 9, выполненным в диске 4. Верхняя часть щтанги 3 свободно нропун1ена в отверстие 10, выполненное в диске 4, причем отверстие 10 смещено относительно оси корпуса. Штанга 3 в транспортном положении устройства занимает вертикальное положение. Корпус установлен в его приводе поворота (не показан) с возможностью его раскачивания.

отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено донолнительным эксцентриковым диском, установленным в корнусе над основным эксцентриковым диском с возможностью oceeoi O перемещения и передачи крутящего момента, нри этом буровая щтанга щарнирно соединена с основным диском и размещена в отверстии, выполненном в дополнительном эксцентриковом диске и смет.ен- ном о 1 носительно оси корпуса, установленного с во:;1можностью поворота.

- 0 5

5

Способ бурения скважин заключается в следующем.

Бу|)ение скважины начинают при вертикальном положении буровой 1птанги (фиг. Г). Включают вращение буровой щтанги с долотом. Вращение щтанги вызывает вращение и основного эксцентрикового диска 2. Если корцус 1 не поворачивать, то долото 5 совершает сложное движение, описывая эл- линсообразную траекторию. При осевой подаче устройства получается цилиндрическая скважина, забой которой неплоский и представляет удлиненный э.ллинс. Если одновременно новорачивать корнус 1 с угловой скоростью, отличной от угловой скорости вращения буровой штанги, то образуется скважина с винтообразным уширением, форма любого поперечного сечения которой э;1ли11с. Это происходит из-за того, что верхний конец буровой штангн перемещается относительно оси корнуса совместно с диском 4, соединенным с корпусом с номонхью шпоночного соединения, что в конечном итоге отклоняет долото 5 в радиалыюм направлении относительно оси корпуса 1. При повороте корпуса 1 на 360° винтообразное ущирение в скважине имеет полный виток, таг которой равен осевой подаче корнуса 1. При одновременном с вращением штангн и поворотом корпуса в осевом неремещенин вниз дополнительного эксцентрикового диска 4 максимальное радиальное отклонение долота (и наклон щтанги 3) увеличивается (фиг. 1).

Задавая различные скорости вращения щтанги, корпуса и дополнительного эксцентрикового диска, можно получать винтообразные уширения в скважине различной конфигурации (фиг. 3-8).

Используя соотношение

а- т

где со - угловая скорость поворота верхнего конца буровой штанги или корпуса,

а - угол поворота корпуса, рад; т - число шагов винтовой поверхности

ушире ния в скважине; tp - время бурения уширения. С, можно, задавая различные значения ш, получать скважины различной конфигурации с различным числом шагов.

Для получения скважины расчетного профиля необходимо, чтобы время смеш.ения дополнительного диска 4 вниз было меньше или равно времени бурения уширения.

При образовании скважины оба эксцентриковых диска, перекатывая по забою до

лото, заставляют корпус раскачиваться Раскачивание корпуса способствует созданию дополнительных динамических нагрузок на стенки скважины, передаваемых от корпуса к долоту, а следовательно, способствует более эффективному процессу образования скважины.

После окончания бурения скважины поворотом штанги 3 или корпуса 1 устанавливают штангу в вертикальное положение и устройство извлекают из скважины на поверхность. В образованную скважину устанавливают сваю или используют ее по другому назначению.

1. Способ бурения скважин, включающий вращение буровой щтанги с долотом, установленной в корпусе с эксцентриситетом относительно оси корпуса, и осевую подачу буровой HJTaHrH совместно с корпусом, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, долото смещают в радиальном направлении относительно оси корпуса посредством поворота верхнего конца буровой штанги относите. но оси корпуса с угловой скоростью, не равной угловой скорости вращения буровой щтанги, при этом верхний конец буровой щтанги поворачивают с угловой скоростью а т -/ г где а - угол поворота верхнего конца буровой штанги, рад; П1 - число тагов винтовой поверхности унщрения в скважине; /р - время бурения унжрения, с; приче.м точку приложения силы, поворачивающей верхний конец буровой штанги, смещают в сторону долота. (С (Л ND 00 05 о со ьо

фиг. г

(П

5

Фиг. 1

Фаг. 8

С)ставнтель о 1. Чсрепенкина

Pe;uiKT()p М. ВланурТехред И. ВересКорректор М. Макеимшиннец

Заказ 3000, 32Тирал 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по дела изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4