Расширитель для взрывных скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для расширения предварительно пробуренных пилот--скважин,

Цель изобретения - повышение эффективности бурения взрывных скважин большого диаметра с одновременным улучшением очистки забоя,

На фиг.1 представлен расширитель для взрывных скважин, общий вид; на фиг„2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З схема воздействия на буровой инструмент поперечных сил от забоя; на фиг. - схема нагружений и деформаций ударников расширителя при взаимодействии с забоем; на фиг.5 - схема углов попорота элементов кон струкции ударник, под нагрузкой Р; на фиг,6 - график :i-:Bni.и , и мации h ударника от нкрузки F,

Расширитель для п рырны -..кз-пкин включает коллс-кти;. 1 г зьс-оя . ниппелем 2, которым с. ли|-|ен с буровым ставим 3. В ол. к, opt 1 выполнены центральное гтьерстие Ц и распределительные каналы 5, чсоез отсрые сжатый воздух из бурового става поступает в укрепленные в коллекторе 1 зад ние буксы 6 ударников 7. Применяемые в расширителе ударники состоят из корпусов 8 с ударными механизмами Я. с которыми задние буксы 6 и передние буксы 10 своими хвостовиками 11 соединены с помощью юдатлиной резьбы,

Л

:л

о

&

выпомненной в виде цилиндрической пружины 12, входящей своими витками в соответствующие ей проточки в соединяемых элементах. Передние буксы 10 своими передними хвостовиками 13 посредством пружины 12 соединены с гильзами , вмещающими в передней части , с возможностью вращения стаканы 15, в которых с помощью, например, байонет- ного соединения укреплены буровые коронки 16, воздействующие на забой 17 в скважине 18, 3 своей нижней части (за переднюю буксу 10) ударники 7

соединены друг с другом при помощи обоймы 19, к которой присоединен центратор 20, входящий в пилот-скважину 21 „ Обойма 19 соединена с коллектором 1 с помощью шпилек 22 и имеет окна 23 для выноса бурового шла- ма Позицией 2k обозначена площадь взаимодействия буровой коронки 16 с забоем, позицией 25 - неуравновешенная зона а-а взаимодействия коронки со стенкой скважины 18 и забоем 17, позицией 26 - точка опоры задней буксы 6 в коллекторе 1; позицией 27 - точка -торы передней буксы 10 в обойме 14. Сипа Р - поперечное усилие от стенки скважины l8 HC коронку 16 и ударник 7, вызывающее: опорные реак

5р, соответственно о точках ширина резьбовой части бук

ЦИИ Рд И

А и В, а сы. 1, - пасс гояние от опорь; А до индикашра 28, измеряющего п: ,к Мсще- ние h t , 1,) - расстояние от опоры В до индикатора 29, измеряющего перемещение hi; (У t - угол поворота тдной буксы 6 относительно оси ударника 7 под нагрузкой Р; угол поворота буровой коронки 16 относительно оси ударника под нагрузкой P. Jf - угол поворота буровой коронки 16 относительно оси расширителя (скважины 18} под нагрузкой Р„ Позиция 30 - общее Перемещение h буровой коронки 16 за счет всех деформаций перпендикулярно к осп расширителя (скважины 1C) под нагрузкой Р, Т - равнодействующа силы трения коронки 16 о забой 17.

Расширитель скважин работает следующим образом

Расширитель закреплен на конце бурового става 3 через резьбовой ниппель 2 коллектора 1, в котором с

Q

5 0 0

5

5

0

45

50

помощью обоймы 19 и шпилек 22 закреплены ударники 7. Сжатый воздух из бу-/ рового става 3 поступает к ударникам 7 через центральное отверстие I о коллекторе 1 и распределительные каналы 5. При бурении расширитель своим центратором 20 входит в пилотную скважину 21, что обеспечивает направ- ление бурения и прямолинейность скважины 18. Роль центраторг может также выполнять и расположенный в центральной части расширителя ударник, что позволяет осуществлять одноцикловое расширение скважин, Вынос бурового шлама осуществляется через зазоры между стенкой скважины 18 и расширителем, а также через специальные окна 23, выполненные в обойме 19. Ударники вместе с буксами 10 установлены i под углом у к продольной оси бурового става, что позволяет компенсировать возникающее под воздействием поперечной силы Р искривление осей ударников и букс 10, Первоначально происходит выборка всех зазоров в податливых резьбовых соединениях - цилиндрических пружинах 12, входящих в проточки в сопрягаемых с ними буксах 6 и 10, корпусе 8 и гильзе 1, гильзе 1 и стакане 15, байонетном соединении коронки 16 со стаканом 15, а затем возникают упругие деформации во всех элементах конструкции расширителя вплоть до уравновешивания с силой Р (см.фиг ; 1 и 0 „

Формула изобретения

Расширитель для взрывных скважин, включающий буровой с. ав с коллекто- ром, обойму, соединенную с коллектором шпильками, и периферийно установленные ударники с буксами и закрепленными в буксах буровыми коронками, размещенные задними концами в коллекторе, а кг. рп сами в обойме, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения взрывных скважин большого диаметра с одновременным улучшением очистки забоя, ударники с буксами установлены под суммарным углом 2-3° к продольной оси бурового става, а в обойме выполнены окна, расположенные в промежутках между ударниками.

фи I 9 22 75 17

BufiA

/У 23

фиг.2

Изобретение относится к горной Тпром-сти и м„б, использовано для расширения предварительно пробуренных скважин,. Цель ич .. рр - повышение эффективности бурения г :-пмнных скважин бопыиого ди с тдновременным улучшением омист .; ллбол . Pd.-:.,Mp.i тель включает ep. че ударники 7, закрепленные в кг.пленторе I с буровым сгавпм 3 и б л 1ме If;, имеющей окна 23 для выхода бур n -го . Каждый удг.рник 7 с его буксами уста- 1 ° ноолен под суммарн|,| 1 vr лпм L-j,к продольной О(,и ур |Ц:--г о .. Окна 23 в обойме 1Э iViJ .1 М,1 псс:- еЖУТК IX МСЖДУ УДЛГ. . iK 1 . В ПрОЦ.. С роботы расширителя hvp; .чорогнки 6, закреппенные г пик.эмм D, ударниках 7 под действие ;: реакции :п г ID- РОНЫ стенки скважины ттпнач иплют- ся лараплельмо г - -;дг:.льь и -jcn п.чсши- рителя. 6 ил. г О)

L 6

фиг4

1000 2000 3000 PtA фиг 6