Расширитель скважин Советский патент 1990 года по МПК E21B7/24 E21B4/14 

1

(21)4470402/24-03

(22)11.08.88

(46) 30.05.90. Бюл. If 20 (72) В.А.Солопов (53) 622.233.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 899893, кл. Е 21 С 3/24, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1032182, кл. Е 21 С 3/24, 1982.

(54) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горному делу, а конкретно к пневмоударным устройствам для бурения вертикальных и наклонных скважин большого диаметра . Цель - повышение производительности расширителя за счет увеличения ударной мощности. Расширитель включает расположенные соосно цент

Изобретение относится к горному делу, а конкретно к пневмоударным устройствам для бурения вертикальных и наклонных скважин большого диаметра. Цель - повышение производительности расширителя за счет увеличения ударной мощности. Расширитель включает расположенные соосно центральный и периферийный ударники /У/ 1 и 2 с породоразрушающими элементами 5 и 6, направляющую буксу 3 и распределитель энергоносителя. К верхней части У 2 прикреплен полый шток /Ш/ 9, размещенный в буксе 3 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. К У 1 прикреплен Ш 11, размещенный внутри Ш 9 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. Распределитель энергоносителя выполнен в виде выхлопных окон 26 в У 2, гнезда 23 в У 1, кольцевых проточек /П/ 17 и 18 в верхней и нижней частях У 2, сообщенных с верхними и нижними П 19 и 20 в У 1, и верхних и нижних радиальных каналов 21 и 22 в У 1, сообщенных с гнездом 23. Между У 1 и 2 образованы рабочие камеры 27 и 28. Сжатый воздух попеременно поступает в камеры 27 и 28, в результате чего элементы 5 и 6 поочередно наносят удары по забою, образуя ступенчатую скважину. 3 ил.

(Л

с

сп

С5 J

сл

со

ральный и периферийный ударники(У) и 2 с породоразрушающими элементами 5 и 6, направляющую буксу 3 и распределитель энергоносителя. К верхней части У 2 прикреплен полый шток (Ш) 9, размещенный в буксе 3 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. К У 1 прикреплен Ш II, размещенный внутри Ш 9 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. Распределитель энергоносителя выполнен в виде выхлопных окон 26 в

Изобретение относится к горному делу, а именно к пневмоударным устройствам для бурения вертикальных и наклонных скважин большого диаметра.

Цель изобретения - повышение производительности расширителя за счет увеличения ударной мощности.

На фиг.1 и 2 показан расширитель в различных фазах работы, продольные разрезы; на фиг.З - вид А на фиг. 1 .

Расширитель скважин включает расположенные соосно центральный 1 и пе

риферийный 2 ударники, направляющую буксу 3, соединенную с буровым ставом 4, и породоразрушающие элементы 5 и 6. Оба ударника образуют единый ударный механизм с распределителем энергоносителя (не показан). Верх- няя и нижняя части ударника 2 выполнены в виде верхней 7 и нижней 8 крышек. К нижней крышке 8, выполняющей функцию породоразрушающего инструмента, прикреплены элементы 6. К верхней крышке 7 прикреплен полый шток 9, размещенный в буксе 3 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения посредством шариков 10, уста новленных в продольных канавках (не показаны) штока 9 и буксы 3.

К центральному ударнику 1 прикреплены верхний И и нижний 12 штоки. К нижнему штоку 12, пропущенному в центральное отверстие (не показано) крышки 8, прикреплен породоразрушающий инструмент 13, имеющий сквозные отверстия 14 и направляющую 15. На инструменте 13 установлены элементы 5. Верхний тток 11 размещен внутри штока 9 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения посредством шариков 16, установленных в

У 2, гнезда 23 в У 1, кольцевых проточек (II) 17 и 18 в верхней и нижней частях У 2, сообщенных с верхними и нижними П 19 и 20 в У 1,и верхних и нижних радиальных каналов 21 и 22 в У 1, сообщенных с гнездом.23. Между У 1 и 2 образованы рабочие камеры 27 и 28. Сжатый воздух попеременно поступает в камеры 27 и 28, в результате чего элементы 5 и 6 поочередно наносят удары по забою, образуя ступенчатую скважину. 3 ил.

5

0

0

с

5

продольных канавках (не показаны) штоков 9 и 11. Распределитель энергоносителя выполнен в виде системы кольцевых проточек и каналов. В верхней и нижней части периферийного ударника 2 выполнены кольцевые проточки со от- ветственно 17 и 18, а в центральном ударнике 1 - верхние 19 и нижние 20 кольцевые проточки, а также верхние 21 и нижние 22 радиальные каналы. Каналы 21 и 22 сообщаются с глухим гнездом 23, выполненным в штоке 11 и в ударнике 1. Кольцевые проточки 19 и 20 сообщаются с проточками 17 и 18 посредством каналов 24 и 25 соответственно. Выхлопные окна 26 выполнены в стенке ударника 2„

Полость, образуемая крышкой 7,проточкой 17, ударником 1 и штоком 11, является верхней рабочей камерой 27. Полость, образуемая крышкой 8, проточкой 18, ударником 1 и штдком 12, является нижней рабочей камерой 28.

Расширитель скважин работает следующим образом.

Посредством установки для вращательного бурения опускают расширитель на забой, по буровому ставу подают сжатый воздух и включают механизм вращения. Для запуска расширителя его приподнимают так, чтобы центральный ударник 1 занял нижнее, а направляющая букса 3 - верхнее положение относительно периферийного ударника 2. Сжатый воздух (энергоноситель) из полости буксы 3 поступает в глухое гнездо 23 и далее по нияним радиальным каналам 22 и кольцевой проточке 18 в нижнюю рабочую камеру 28, пере- мещая вверх центрапьный ударник 1. В это время происходит закрытие радиальных каналов 22 внутренней цилиндрической поверхностью ударника 2 и открытие радиальных каналов 21 проточкой 17. Дальнейшее перемещение ввррх ударника I осуществляется за счет рас ширения сжатого воздуха в камере 28 до тех пор, пока последний посредством каналов 25, нижней кольцевой проточки 20 и выхлопных окон 26 не соединится с атмосферой. С этого момента за счет все увеличивающегося давления в рабочей камере 27 начинается обратное движение ударника 1 При перемещении его вниз происходит закрытие радиальных каналов 21 цилиндрической поверхностью периферийного ударника 2 и открытие радиальных каналов 22 кольцевой протечкой 18. Даль нейшее перемещение ударника 1 происхо дит за счет его собственного веса и расширения сжатого воздуха в рабочей камере 27. В конечной точке хода цент ральный ударник 1 своим породорачру- шающим инструментом 13 наносит удлр по забою расширяемой сьвлжины, после чего цикл повторяется. Таким обраэоу, постепенно опуская став 4, производят разрушение породы до диаметра цородо- разрушающего инструмента 13. При внедрении породоразрушал щего инструмента 13 в разрушаемую им породу на половину длины его хода ударник 2 своими породоразрушающимн элементами b входит в соприкосновение с забоем и начинает оказывать нл него свое разрушающее воздействие

С этого момента работа расширителя происходит следующим образом (см. фиг.2).

Сжатый воздух по глухому гнезду 23 и верхним радиальным каналам 21 ударника 1 через кольцевую проточку 17 ударника 2 поступает в рабочую камеру 27, приводя в движение ударник 1, который перемещается вниз, и, пройдя 1/2 часть своего хода относительно ударника 2, наносит удар по забою. В это время происходит закрытие радиальных каналов 21 внутренней цилиндрической поверхностью ударника 2 и открытие радиальных каналов 22 кольцевой проточкой 18. В дальнейшем за счет расширения сжатого воздуха в рабочей камере 27 происходит перемещение ударника 1 вверх до тех пор, пока рабочая камера 27 через каналы 24, кольцевую проточку 19 и выхлопные

окна 26 не соединится с атмосф -ро 1. С этого момента (см.фиг.1) за счет собственного веса и все увеличивш-- щегося давления в рабочей камсрр 2° начинается обратное движение дарни ка 2, который перемена . ся вниз, и, пройдя 1/2 часть своего хода относительно ударника I, наносит у:;аь пи

JQ забою своими породоразрушающимн МЛР - ментами 5. Б это время происходит закрытие радиальных каналов 22 внутренней цилиндрической поверхностью ударника 2 и открытие радиальных налов 21 кольцевой проточкой 17. В дальнейшем за счет расширения сжатого воздуха в рабочей камере 28 пропс ходит перемещение ударника I пворх. Таким образом, иикл поочередного 20 ударного воздействия центрапьного

ударника 1 и периферийного ударипжч 2 повторяется, в результате чего образуется скважина ступенчатой формы.

25 Форму л а изобретения

Расширитель скважин, включающий соосные центральный и периферийный ударники с порпдоразрушающими элемен- 30 тами, полый шток, прикрепленный к верхний части периферийного ударника и размещенный р направляющей бу;и:й с возможностью осевого пе.емещеыш и совместного вращения, и распрпдо.:;н

тель энергоносителя с кольцевой проточкой в верхней части периферийного ударника и с выхлопными окнами, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности

расширителя за счет увеличения ударной мощности, центральный ударник снабжен прикрепленным к нему штоком, размещенным внутри штока периферийного ударника с возможностью осевого

перемещения и совместного вращения, при этом распределитель энергоносителя выполнен в виде гнезда в центральном ударнике, кольцевой проточки в нижней части периферийного ударника.

верхней и нижней кольцевых проточек в центральном ударнике, сообщенннх с полостями соответствующих кольцети х проточек периферийного ударника, и верхних и нижних радиальных каналов

в центральном ударнике, сообщенные с полостью гнезда, а выхлопнып окна выполнены в стенке периферийного удл1 ника.

/

Я

гз