Телескопический буровой став Советский патент 1992 года по МПК E21B17/07 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении шпуров и скважин любого диаметра.

Известна телескопическая бурильная штанга,включающая внутреннюю секцию штанг, фиксируемую относительно наружной секции штанг зажимными элементами, причем в нижней части наружной секций расположен кожух, образующий с внуггрённей секцией штанг замкнутую крльцевук) полость, гидравлически связаннук} с приводом, при этом зажимные элементы располо жены в указанной полости.

Недостатком даннога устройства является сложность конструкции, а также наличие податчика гидроцилиндра, обеспечивающего передвижение телескопических секций по отношению друг друга и передачу осевого давления на забой шпура или скважины.

Наиболее близким к предлагаемому является телескопический ( уровой став, включающий буровую штайгу, состоящую из телескопически связанных трубчатых секций с узлом передачи крутящего момента, привод, связанный с замковой частью буровой штанги, породоразрушающий орган, соединенный с забойной частью внутренней трубчатой секции буровой штанги, узел вь1движения и возврата секций, с расположенными в полости буровой штанги рабочими элементами, одни концы которых связаны с торцовой частью каждой выдвижной секции, а другие концы с приводом.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции и не возможность бурения щпуров и скважин малого диаметра.

Цель изобретения - упрощение конструкции с обеспечением возможности бурения шпуров и скважин малого диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что в телескопическом буровом ставе, включающем буровуйэ штангу, состоящую из телескопически связанных трубчатых секций с узлом передачи крутящего момента, привод, связанный с замковой частью внутренней трубчатой секции буровой штанги, узел выдвижения и возврата секций, с расположенными в полости буровой штанги рабочими элементами, одни концы которых связаны с торцовой частью выдвижной секции, а другие концы с приводом, рабочие элементы узла выдвижения и возврата выполнены в виде длинномерных элементов с нагревателями, уложенными спирально один в другой и изготовленные из материала, обладающего эффектом памяти формы.

Предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию телескопической буровой штанги, сделать ее компакт-нЪй за счет использования в узлах выдвижения и возврата пружин из металлов, обладающих эффектом памяти формы, и расположения этих узлов внутри телескопических секций.

Других технических решений с подобными признаками не обнаружено.

На фиг, 1 изображен разрез телескопического бурового става перед началом бурения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез телескопического бурового става в рабочем положении (после окончания бурения).

Телескопический буровой став состоит из буровой штанги 1. выполненной из телескопически связанных между собой с помощью расположенных в проточках 2 буртиков 3 для передачи крутящего момента секций труб 4-7. Секция 4 одним концом крепится к замковой части штанги 1 и является неподвижной, а секции 5-7 телескопически установлены в секции 4 и являются выдвижными. Узел выдвижения и возврата телескопических секций выполнен в виде пружин 8-10 из металла, обладающего эффектом памяти формы, например, никелиза титана, и установленных внутри секций труб 4-7. При этом один конец пружины крепят к замковой части 11 штанги 1, а другой - к торцам соответствующих секций 5-7. В забойной части трубчатой секции 7 крепят буровой исполнительный орган 12. При этом диаметр бурового става должен быть меньше диаметра бурового исполнительного органа 12. Концы пружин, которые крепятся к замковой части 11 штанги 1 связаны с термонагревателями 13.

Телескопический буровой став работает следующим образом.

Перед началом бурения буровая штанга 1 своей замковой частью 11 крепится к приводу бурового станка. От привода крутящий момент на буровой исполнительный орган 12 передается через буровую штангу 1, выполненную в виде телескопически связанных между собой с помощью расположенных в продольных проточках 2 буртиков 3, трубчатых секций 4-7, что обеспечивает

0 жесткость конструкции и возможность продольного перемещения телескопических буровых секций 5-7 относительно друг друга. Секция 4 одним концом крепится к замковой части штанги 1 и является неподвижной,

5 а секции 5-7 телескопически установлены в секции 4 и являются выдвижными. Подача на забой телескопического бурового става осуществляется за счет последовательного разжимания пружин 8-10 узла выдвижения

0 и возврата, выполненные из металла обладающего эффектом памяти формы и соосно расположенных внутри телескопических буровых секций 4-7. Подача осуществляется следующим образом. На пружины 8-10 равномерно подается через термонагреватели 13 тепловая энергия. Нагреваясь, пружины 8-10 равномерно разжимаются, а так как они одним концом закреплены в замковой части 11 буровой штанги 1, а другим - к

0 торцам соответствующих буровых секций 5-7, то они тем самым перемещают (осуществляют подачу на забой) телескопические буровые секции 5-7 относительно друг друга. Для предотвращения выпадания телескопических буровых секций 5-7 одна из другой при подаче на забой бурового става, пружины 8-10 подбираются таким образом, чтобы при максимальном их разжатии оставалась зона взаимного соприкосновения буровой трубчатой секции 4 с секцией 5, секции 5 с секцией 6 и т. д., гарантирующая жесткость конструкции. Вынос буровой мелочи из забоя осуществляется за счет подачи сжатого воздуха по внутренним каналам

5 буровой штанги 1 и исполнительного органа 12. После окончания бурения шпура (скважины) подача тепловой энергии на пружины 8-10 прекращается. Пружины сжимаются и тем самым приводят телескопические труб0 буровые секции 5-7 в движение и. как следствие буровой став занимает исходное положение. При бурении следующего шпура (скважины) весь комплекс вышеперечисленных операций повторяется.

5 Предлагаемое техническое решение отличается простотой конструкторского исполнения, компактностью, низкой металлоемкостью и обеспечивает эффективное бурение шпуров и скважин любого диаметра.«

Предлагаемое изобретение находится на стадии проектно-конструкторской проработки и макетирования. Максимальный годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого технического решения составит более 150 тыс. руб.

Расчет экономического эффекта + ЕнК)-( + ЕнК)п М.тыс.руб.

где СЧ. - текущие затраты на изготовление и эксплуатацию бурового става соответственно старой и новой конструкции, руб; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0.15); К, к - капитальные затраты по изготовлению и эксплуатации соответственно бурового става старой и новой конструкции руб; п количество буровых ставов нозой конструкции эксплуатируемых на сдном руднике, шт.; N - количество рудников, эксплуатирующих новые буровые ставы, шт.

Формула изобретения Телескопический буровой став, включающий буровую штангу, состоящую из телескопически связанных трубчатых секций с узлом передачи крутящего момента, привод, связанный с забойной частью буровой штанги, породоразрушающий орган, соединенный с забойной частью внутренней трубчатой секции буровой штанги, узел выдвижения и возврата секций с расположенными в полости буровой штанги рабочими элементами, одни концы которых связаны с торцовой выдвижной секции, а другие концы -- с приводом, од л и чающийся тем, что, с целью упрощения конструкции с обеспечением возможности бурения шпуров и скважин малого диаметра, рабочие элементы узла выдвижения и возврата выполнены в виде длинномерных элементов с термонагре81ателем, уложенных спирально един в другом и изготовленных из материала, обладающего эффектом, памяти формы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использованопри бурении шпуров и скважин любого диаметр. Цель изобретения - упрощение конструкции с обеспечением возможности бурения шпуров и скважин малого диаметра. Телескопический буровой став состоит из штанги, выполненной из телескопически связанных между собой с возможностью передачи крутящего момента секций труб. Буровой став имеет узел выдвижения и возврата секций труб соответственно в рабочее и исходное положения, выполненный в виде длинномерных элементов с термонагревателями, уложенных спирально один в другом и изготовленных из. материала, обладающего эффектом памяти формы. 3 ил.

12

фиг Л

А-А

фиг.2

фигЗ

W