Устройство для бурения скважин Советский патент 1986 года по МПК E21B3/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин с пневматической очисткой.

Цель изобретения - повышение нроизводительности бурения скважин за счет ускорения ликвидации шламовых пробок.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит снабженную каналами I буровую головку 2, жестко укрепленную на шнековой секции 3, которая посредством переходника 4, имеющего участок с радиальными каналами 5, соединена с колонной штанг (не показана), разбуриватель шламовых пробок, выполненный в виде подпружиненной пружины относительно секции 3 втулки 7, снабженной кольцевым режущим элементом, выполненным, например, из обрезков шламовых лопастей 8, направление навивки которых противоположно направлению, навивки лопастей секции 3. Втулка 7 укреплена на переходнике между радиальными каналами 5 и секцией 3 с возможностью ограниченного осевого перемещения и передачи крутящего момента, причем по обе стороны кольцевого режущего элемента во втулке и переходнике выполнены сообщающиеся друг с другом и взаимно перекрывающиеся при осевых перемещениях втулки по переходнику, дополнительные радиальные отверстия, соответственно 9, 10 и 11, 12. В переходнике посредством перегородок 13 и 14 укреплены воздухоподводящие патрубки 15, сообщающиеся посредством изогнутых в сторону колонн И щтанг воздухозаборных трубок 16 с трубками 17, соединяющими полости патрубков 15 с отверстиями 12 переходника 4. Перегородки 13 и 14 стенки патрубков 15 и переходника 4 образуют камеру 18 сообщающуюся с затрубным пространством через каналы 15. Втулка 7 с одного конца выполнена с продольными пазами 19, в которых размещены направляющие 20 переходника, снабженного с противоположной стороны упором 21, взаимодействующим с торцом втулки.

Устройство для бурения скважин работает следующим образом.

Забуривание скважины в угольном пласте осуществляют буровой головкой 2, которая вращается колонной штанг, соединенных с приводом (не показаны). Удаление шлама проводят с помощью сжатого воздуха, подаваемого через каналы 1 на забой. При

прямом ходе устройства, т.е. при бурении скважины, сжатый воздух подается на забой через патрубки 15, а втулка 7 при этом смещена вправо (фиг. 1) за счет дей.ствия

на нее пружины 6. В этот момент отверстия 9 и 10 во втулке 7 перекрыты цилиндрической стенкой переходника 4, а отверстия 11 и 12 - стенкой втулки 7, т.е. все отверстия не сообщаются друг с другом. Шнек 3 при прямом ходе служит в качестве стабилизатора выбранного направления бурения и для калибровки стенок скважины, а элементы 8 рассекают проходящий по затрубному пространству поток шлама, предотвращая его скапливание, т.е. обеспечивают равномерный вынос щлама из скважины.

При бурении скважин в газо-динамических угольных пластах нередко происходит обрущение стенок скважины в призабойной зоне под действием горного давления и дав0 ления газов, а также образование щламовых пробок в результате скопления щлама в скважине. Это приводит к прекращению выноса щлама и к последующей остановке бурения для разбуривания щламовой

5 пробки.

Предлагаемое устройство позволяет при обратном ходе осуществлять разбуривание обвалившегося материала и шламовых пробок следующим образом.

Не останавливая вращение буровой ко0 лонны, осуществляют подъем ее из скважины. Как только режущие элементы 8 дойдут до шламовой пробки они начинают ее разрушать, при этом втулка 7 смещается алево (фиг. 1), в результате чего сжимаются пружины 6 и совмещаются отверстия втулки с

5 отверстиями переходника. Передний торец втулки 7 взаимодействует с упором 21, а боковые грани продольных пазов 19 взаимодействуют с направляющими выступами 20, которые препятствуют вращению втулки на переходнике. Разрушаемый элементами 8 щлам пробки удаляется сжатым воздухом, поступающим через трубки 16 и направляется суммарным потоком воздуха, идущим от буровой головки 2 и трубок 16, в совмещенные отверстия втулки и переходника.

5 Далее щлам по каналу 5 поступает в затрубное пространство выше шламовой пробки и удаляется из скважины.

После разбуривания шламовой пробки устройство подается на забой скважины и цикл бурения повторяется.

15

16

П

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содержащее укрепленную на шламовой секции буровую гбэтовку, выиолненную с осевы.ми каналами для сжатого воздуха, колонну штанг и воздухоподводящий патрубок, установленный в переходнике, соединяюще.м шнековую секцию с колонной штанг и выполненном из двух участков, один из которых, расположенный со стороны колонны штанг, имеет радиальные /J ч ///////У// ////////У///// Х7////////////////////////1 v///// fe/ каналы для подачи сжатого воздуха, отличающееся те.м, что, с целью повышения производительности бурения скважин за счет ускорения ликвидации шламовых пробок, оно снабжено разбуривателем шламовых пробок, выполненным в виде втулки с кольцевым режущим элементом, подпружиненной относительно щнековой секции и укрепленной на переходнике с возможностью ограниченного осевого перемещения и передачи крутящего момента, причем по обе стороны кольцевого режущего элемента во втулке и переходнике выполнены сообщающиеся друг с другом дополнительные радиальные отверстия, а воздухоподводящий патрубок снабжен трубками, соединяющими его полость с дополнительными отверстиями в переходнике со стороны колонны щтанг и укреплен в переходнике посредством перегородок. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что втулка выполнена с продольным пазом с выходом на один из ее торцов и установлена на переходнике между укрепленными на нем упорами, один из которых размещен в пазу. ( ffffff ff J // ////////////////y///////////7/ / //////; & ь 7 А