Снаряд для бурения скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B10/00 

1 Изобретение относится к горному

елу, а именно к инструментам для буения скважин в угольных пластах и ягких породах.

Цель изобретения - повышение производительности бурения.

На фиг. 1 представлен снаряд для бурения скважин, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - снаряд, вид сверху; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1.

Снаряд содержит двухлезвийные резцы 1, кассету 2, запорньй стержень 3 рбзцов 1 второй ступени, обойму 4, двухлезвийные резцы 5, установленные под углом к вертикальной оси коронки, запорньй стержень 6, запорное кольцо 7, фиксатор 8 кассеты первой ступени или забурника, корпусную трубу 9, обоймы 10, фиксаторы 11 кассеты 2, ребра 12 жесткости забурника, хвостовик 13 буровой коронки с резьбой, ребро 14 жесткости, упор 15 кассеты, стопорную шайбу 16 фик- с атора кассет, кассету 17 первой ступени, упругий элемент 18, упорную планку 19, резьбовую накидную муфту 20, буровую штангу 21, фиксатор 22 кассеты 2, бобышку 23 и шплинт 24. Фиксатор 22 размещен в кольцевой выточке 25.

Обоймы выполнены с прорезями 26, обращенными к забою, в которых разме щены державки 27. В кассетах 2 выполнены осевые отверстия 28, а в державках 27 - радиальные отверстия 29, через которые державки 27 резцов 1 закреплены в. обоймах 10с помощью

запорных стержней 6.

Прорези 26 выполнены по ширине большими толщины державок 27, что дает резцам 1 возможность двухстороннего поворота при реверсировании

0 снаряда, упругие элементы -18 закреплены на державках 27 и установлены в прорезях 26.

Снаряд для бурения скважин работает следуклЦим образом.

s Крутящий момент и усилие подачи передаются буровой штанге 21, имеющей концевую часть шестигранной формы, Которая входит в отверстие хвостовика 13 буровой коронки. Соедине- 20 ние буровой штанги и коронки обеспечивается накидной резьбовой муфтой

20. .

Аналогичным образом осуществляется и .соединение буровых штанг бурово го става. При вращении буровой коронки под действием усилий резания на одну из передних граней двухлез- вийных резцов 1 кассеты 2 вместе с режущим инструментом поворачиваются

30 в обоймах на некоторьй угол, величина которого, а следовательно, и величина угла резания зависят от размеров продольного паза в верхней части обоймы, геометрических пара35 метров двухлезвийных резцов, деформациоиных свойств упругого элемента 18 и прочностных свойств разрушаемой породы.

При вращении буровой коронки в противоположном направлении кассеты 2 поворачиваются в обоймах вместе с резцами, таким обра.зом, что в работу вступают вторые режущие элементы двухлезвийных р-езцов 1, что равносильно перезарядке режущим инструментом буровой колонки. Реверсирование буровой коронки в зависимости от прочностных свойств разрушаемых пород целесообразно осуществлять через 0,2-1,0 м пробуренной скважи- ны, причем большие значения интервала реверсирования рекомевдуются для менее прочных пород.

нием между гнездами, а следовательно, с различным шагом расстановки резцов, который принимается в зависимости от предлагаемых прочностных свойств разрушаемых пород.

Повьш1ение скорости бурен1М и износостойкости буровой коронки, а следовательно, и производительности бурения достигается за счет чередования в работе режущих элементов двух- лезвнйньгх резцов в процессе бурения при изменении направления вращения буровой коронки, так как при этом

направление действия реактивного мо-. -мента на коронку со стороны разрушаемого массива будет периодически менять свой знак.

В процессе бурения обеспечивается

Изобретение относится к горному делу. Цель - повьшеиие произв-сти бурения за счет одновременной замены изношенных резцов. На ступенях двухступенчатой буровой коронки снаряда с помощью дерхсавок 27 закреплены двухлезвийные резцы 1. Ступени буровой коронки выполнены в виде обойм 10 с прорезями 26, обращенными к забою и выполненными по ширине большими толщины державки 27. В прорезях

Переразрядка буровой коронки режу- 20саморегулирование угла резазшя за

щим инструментом осуществляется присчет упругих элементов, находящихся

снятии фиксаторов 8 и 11, которыена державках резцов и упирающихся в

конструктивно могут быть выполненыупорные планки на боковых гранях дер- в виде винтов с головками, ввинчиваежавок резцов, В процессе бурения при изменении прочностных свойств разрушаемых пород изменяется угол резания резцов, так как кассеты с двухлезвийными резцами поворачиваются на некоторый угол, величина кото- рого при прочих равных условиях зависит от величины усилий, действующих на режущих элементах резцов и деформационных свойств упругого элемента.

мых в обоймы 3 (фиг. 4) или в иде стержней, запираемых стопорными кольцами или шплинтами 24 (фиг, 5) в цилиндрических бобышках 23, имеющихся на обоймах, Извлеченные кассеты зам еняются новыми с заранее набранными двухлезвийными резцами. В конструкции обойм может быть предсмотрена двухсторонняя установка фисаторов кассет. Удаление буровой мелочи при бурении скважин на крутых пластах осуществляется за счет гравитационных сил, на полого-наклонных и наклоннь1х - промывкой. С этой целью в корпусной трубе 9 на уровне лучей-гребенок и в обойме забурника в месте присоединения его к корпусной трубе выполнены отверстия, i .

Кассетная зарядка инструмента обеспечивает быструю смену режущего инструмента. Кроме того, так как кассеты второй ступени выполнены симметричными и оснащены двухлезвийными резцами, то они при извлечении могут разворачиваться на 180° и снова вставляться в обойму, что обеспечивает ввод в работу ранее не работающих резцов, а также резцов, расположенных ближе к центру коронки и имеющих величину износа меньшую, чем резцы, расположенные ближе к периферии.

Каждая буровая коронка оснащается кассет с различным расстпаупорные планки на боковых гранях дер-

5

0

5

0

5

0

5

жавок резцов, В процессе бурения при изменении прочностных свойств разрушаемых пород изменяется угол резания резцов, так как кассеты с двухлезвийными резцами поворачиваются на некоторый угол, величина кото- рого при прочих равных условиях зависит от величины усилий, действующих на режущих элементах резцов и деформационных свойств упругого элемента.

При увеличении усилий резания угол резания увеличивается, что положительно сказывается на прочностных свойствах режущих лезвт, а следовательно, эксплуатационной надежности бурового снаряда.

Кассетная зарядка инструмента со- кращает время на замену резцов, по- вьУшает эффективность использования бурового снаряда на породах..с различными прочностными свойствами, а эозможность саморегулироваш1я угла резания в процессе бурегшя будет ;:пособствовать сокращению поломок режущих резцов, что в конеч шм итоге повысит эксплуатационную надежность предлагаемого бурового снаряда. Формула изобретения

Снаряд для бурения скважин, включающий двухступенчатую буровую ко- poнкy с закрепленными на ступенях с помощью державок двухлезвийными резцами и буровую штангу с накидной резьбовой муфтой, отличающийся тем, что, с целью новышеиия производительности бурения за счет одновременной замены изношенных резцов, он снабжен кассетами, фиксаторами, упругими элементами и запорными стержнями, причем ступени выполнены в виде обойм с прорезями, обращенными к забою, кассеты выполнены с кольцевыми выточками на наружной поверхности и осевыми отверстиями, а державки резцов выполнены с радиальными отверстиями, расположены в прорезях, выполненньпс по ширине большими толщины державки, и закреплены в обоймах с помощью запорных стержней, расположенных в осевых и радиальных отверстиях, упругие элементы расположены в прорезях и закреплены на державках, фиксаторы закреплены на кассетах с возможностью взаимодействия с кольцевыми выточками обойм, закрепленных в кассетах с возможностью двустороннего поворота.

Фие. 1

Фае. 2

Фил. ff

2f

25