Ковшовый бур инженера Будика М.А. Советский патент 1987 года по МПК E21B7/24 

тей за счет образования уширения в любом интервале скважины. Бур включает составной с разъемом в горизонтальной плоскости корпус (к) 15с траверсой (т) 14, имеющей централь-. вое отверстие, дугообразные и радиальные пазы. Через центральное от- .верстие Т 14 пропущена полая штанга 1 с возможностью осевого перемещения С К 15 соединена штанга 1 с винтовым наконечником 2 и кольцевым ножом 3. Со штангой 1 Скреплена пбдпружинен- ная каретка 8 с дугообразными пазами, соединенная фиксатором 10 с фланцем 16, скрепленным с ведущей штангой 17. Через дугообразные пазы пропущены с возможностью поворота направляющие {н) 13, соединенные .верхними концами с фланцем 16, а нижними с Т 14. На Н 13 установлены шестерни 23. Они кинематически связаны с закрепленным на штанге I центральным

1

Изобретение относится к буровой технике и может быть испо.льзовано для проходки в рыхлых породах скважин, шурфов и шахтных колодцев с уширениями.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет образования уширения в любом интервале скважины и повьш ение эффективности работы за счет уменьшения затрат энергии на разгрузку корпуса от породы.

На фиг.1 изображен ковшовый бур, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, со сЛоженньши расширительными ножами; на фиг.4 - то же, с вьщвину- тыми расширительными ножами; на фиг.З - сечение Б-В на фиг.4; на фиг.6 - вид Г на фиг.5.

Ковшовый бур состоит из полой штанги, на винтовом наконечнике 2 которой жестко закреплены кольцевой вертикальньй нож 3 и ножи 4, выполненные в виде кольцевых секторов, расположенных под острым углом к горизонтальной и вертикальной плоскостям и образующие окна 5 для прохода

зубчатым колесом 24 и скреплены с одной из вершин ножа 19. К штанге 1 и к К 5 прикреплены ножи 4. Ножи 3 и 4 образуют грунтоприемные окна 5, С Т 14 посредством размещенного с возможностью перемещения в ее радиалном пазу пальца соединена вершина каждого расширительного ножа 19 треугольной формы. При вращении бура по часовой стрелке Н 13 и шестерни 23 с колесом 24 поворачиваются до упора в дугообразных пазах. Крутящий момент передается штанге 1 и наконечник 2 врезается в грунт. По каретке 8 сколзит Н 13, сжимая ее пружину, и К 15 разделяется на составные части. При расширении скважины бур вращают против часовой стрелки, Н 13 с шестерней 23 и колесом 24 поворачиваются в дугообразном пазу, ножи 19 раскрьша- ются и внедряются в породу. 2 з.п. ф-лы, 6 ил о

породы. Режущие кромки 6 ножей 4 находятся на одном уровне и выступают за режущую кромку 7 кольцевого ножа 3. Полая штанга 1 верхним концом

жестко закреплена на каретке 8 и имеет пружину 9. Каретка 8 снабжена фиксаторами 10, установленными на осях 11 и имеющими пружины 12. Направляющие 13 подвижно закреплены на

траверсе 14 корпуса 15 и жестко свя-i заны с фланцем 16 ведущей штанги 17. Траверса 14 и каретка 8 имеют дугообразные пазы 18, в которых могут поворачиваться направляющие 13 каретки 8. Поворотные расширительные ножи 19 имеют треугольную, форму 20 в плане, имеют режущую кромку и с помощью пальцев 21 закреплены в радиальных пазах 22 траверсы 14. Ножи скреплены

с боковыми шестернями 23, установленными на направляющих 13. Шестерни 23 кинематически связаны с центральным зубчатым колесом, установленным на полой штанге 1. Направляющие 13, каретка 8, шестерни 23 и колесо 24 образуют механизм поворота расширительных ножей. Корпус 15 вьтолнен составным с разъемом в горизонтальной плос3

кости по конусной поверхности 25 с вершиной конусности, направленной вверх. Для облегчения поворота напра ляющих 13 предназначен блок 26 подшипников, а также подшипники 27 и 28 Втулки 29 защищают пазы 22 от породы Полая штанга 1 пропущена в центральное отверстие траверсы (не показано с возможностью осевого перемещения.

Ковшовый бур работает следующим образом.

Ковшовый бур устанавливают на грунт. Ведущей штанге 17 с фланцем 16 и жестко связанным с ней направляющим 13 сообщают вращение по часовой стрелке. Вследствие сопротивления винтового наконечника 2 и ножей 4 при забуривании в грунт направляю

щие 13 и установленные ни них шестер- 20 центральным колесом 24. При этом рас- ни 23, связанные с ножами 19, пово- ширительные ножи 19 внедряются в по18

рачиваются в дугообразных пазах каретки 8 и траверсы 14 вместе с центральным колесом 24 до упора. При этом расширительные ножи 19 складываются. Происходит передача крутящего м омента каретке 8 и жестко связанной с ней полой штанге 1, трайерсе 14 и корпусу 15. Винтовой наконечник 2 внедряется в породу и на ведущей штанге 17 создается тяговое усилие в сторону забоя. Затем вступают в работу ножи 4 в виде кольцевых секторов, которые режущими кромками 6 срезают породу и направляют ее в окна 5, образованные ножами 4. Кольцевой нож 3 режущей кромкой 7 хзбуривает периферийную часть забоя, калибруя скважины. После заполнения корпу :а породой бур поднимают. Разряжение, которое создается под буром при его подъеме, устраняется воздухом, посту- - пающим по полой штанге 1. Извлеченный из скважины ковшовый бур поднимается. Неподвижный упор базовой машины (не показаны) в осевом направлении (воздействие его условно показано стрелками) воздействует на подпружиненные фиксаторы 10, поворачивает их вокруг осей 11, упирая в каретку 8, При дальнейшем подъеме корпуса 15 направляющие 13 скользят в каретке 8, сжимая пружину 9. Происходит разделение составных частей корпуса 15, Разгрузку корпуса производят под действием собственного веса породы и центробежной силы, возникающей при вращении бура. Освобожденный от породы бур опускают. Пружина 9

25

роду до упора направляющих 13 в траверсу 14 и каретку 8. Происходит вращение ковшового бура с раскрытыми расширительными ножами.

При перемещении ковшового бура вверх производится уширение скважины на заданную высоту. По достижении заданной высоты уширения производят 30 реверс вращения и ножи 19 складьшают- ся, В таком положении ковшовый бур извлекают из скважины или производят очистку скважины от разбуренной породы .

35

Формула изобретения

1.Ковшовьй бур, включающий корпус с траверсой, с ножами и с грунтопри40 емными окнами, поворотные расширительные ножи с механизмом их поворота и ведущую штангу, отличающийся тем, что, с целью ускорения разгрузки корпуса от породы и

45 расширения технологических возможностей за счет образования уширения в любом интервале сква1жины, он снабжен полой штангой с винтовым наконечником на нижнем конце, подпружиненной ка50 реткой, скрепленной с верхним концом полой штанги, фланцем, скрепленным с ведущей штангой и примыкающим к каретке, и фиксатором для соединения каретки с фланцем, при этом в карет55 ке вьтолнены дугообразные пазы, а в траверсе - центральное отверстие, дугообразные и радиальные пазы, при. чем корпус вьптолнен составным с разъемом в горизонтальной плоскости.

разжимается до соприкосновения конусных поверхностей 25 корпуса 15. Освобождение от упоров фиксаторы 10 по- ворачиваются в осях 11 под действием пружин 12 в исходное положение.

Уширяют скважину следующим образом.

Ковшовый бур опускают на заданную

глубину, при этом расширительные 19 сложены. Веду1цей штанге 17 с флан- цем 16 и направляющим 13 сообщают вращение против часовой стрелки. Вследствие сопротивления грунта корпусу 15 при его вращении направляющие 13 и установленные на них шестерни 23, связанные с ножами 19, поворачиваются в дугообразных пазах 18 каретки 8 и траверсы 14 вместе с

25

роду до упора направляющих 13 в траверсу 14 и каретку 8. Происходит вращение ковшового бура с раскрытыми расширительными ножами.

При перемещении ковшового бура вверх производится уширение скважины на заданную высоту. По достижении заданной высоты уширения производят 30 реверс вращения и ножи 19 складьшают- ся, В таком положении ковшовый бур извлекают из скважины или производят очистку скважины от разбуренной породы .

35

Формула изобретения

1.Ковшовьй бур, включающий корпус с траверсой, с ножами и с грунтопри40 емными окнами, поворотные расширительные ножи с механизмом их поворота и ведущую штангу, отличающийся тем, что, с целью ускорения разгрузки корпуса от породы и

45 расширения технологических возможностей за счет образования уширения в любом интервале сква1жины, он снабжен полой штангой с винтовым наконечником на нижнем конце, подпружиненной ка50 реткой, скрепленной с верхним концом полой штанги, фланцем, скрепленным с ведущей штангой и примыкающим к каретке, и фиксатором для соединения каретки с фланцем, при этом в карет55 ке вьтолнены дугообразные пазы, а в траверсе - центральное отверстие, дугообразные и радиальные пазы, при. чем корпус вьптолнен составным с разъемом в горизонтальной плоскости.

расширительные ножи вьшолнены треугольной формы, а механизм их поворота - в виде направляющих, пропущенных в дугообразные пазы траверсы и каретки, центрального зубчатого колеса, закрепленного на полой штанге, шестерен, каждая из которых установлена на направляющей, кинематически соединена с центральным зубчатым колесом и скреплена с одной из вершин расширительного ножа, при этом каждый расширительный нож одной из свободных вершин соединен с траверсой посредством пальца, размещенного с возможностью перемещения в радиальном пазу траверсы, верхние концы направляющих скреплены с фланцем, нижние концы соединены с траверсой с возможностью по- ворота направляющих в дугообразньп пазах траверсы и каретки, а полая

штанга пропущена в центральное отверстие траверсы с возмокностью осевого перемещения и ее нижний конец соединен с нижней частью корпуса.

2,Бур non.l, отличающийся тем, что он снабжен кольцевым ножом, прикрепленным к нижней части корпуса, при зтом ножи вьшол- нены в виде кольцевых секторов, расположённых под octpbiM углом к вертикальной и горизонтальной плоскостям и прикрепленных к нижней части корпуса и к полой штанге, а грунтоприем ные окна образованы ножами и кольцевым ножом.

3.БЗФ ПОП.1, отличаюг

щ и и с я тем, что составные части корпуса сопряжены по конусной поверхности, причем вершина поверхности расположена вьшхе поверхности разъема

Изобретение относится к буровой технике и м.б. использовано для проходки в рыхлых породах скважин, шурфов и шахтных колодцев с ушире- ниями. Цель изобретения - ускорение разгрузки корпуса бура от породы и расширение технологических возможнос(Л 00 00 tc 2S

W

13

б-б

19

Фu2.

аг. 5 Видг

Редактор Н.Горват

Составитель Л.Черепенкина Техред Л.Сердюкова Заказ 6351/21Тираж 533

ВНИИПИ Государствениого комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фи.6

Корректор С.Шекмар

Подписиое