Устройство для бурения скважин планетарным буром Советский патент 1992 года по МПК E21D1/06 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для сооружения скважин большого диаметра в различных по крепости горных породах.

Известен планетарный бур, включающий корпус, установленные в нем эксцентрично относительно его продольной оси вращательные двигатели и размещенные на их залах породоразрушающие инструменты.

Недостатком этих буров является то, что их породоразрушающие инструменты работают в режиме лобового разрушения породы когда внедряются в плоский забой. В связи с этим для интенсивного разрушения забоя (породы) на инструменты необходимо создавать значительные осевые нагрузки. Это часто приводит к искривлению ствола скважины. Кроме того, поскольку инструмент располагается в один ярус, он .имеет

относительно невысокую вооруженность, а следовательно, недостаточную стойкость на забое.

Наиболее близким решением из известных является планетарный бур, включающий корпус и установленные на нем эксцентрично относительно его продольной оси вращательные двигатели г. валами и размещенными на них посредством осей вращения ярусами центробежными ударниками.

Недостаток известного бура заключается в том, что его центробежные ударники представляют собой сектора, имеют малую массу, поэтому они не способны накапливать в достаточной мере потенциальную энергию в промежутках между ударами, в связи с чем не обеспечиваются удары достаточной эффективности. Кроме того, поскольку центробежные ударники установлены на

а

сл ю сл о

Ьсях вращения без люфта, то при ударе оси воспринимают усилие отдачи, что неблагоприятно сказывается на их долговечности. Центробежные ударники взаимодействуют с породой лишь своим узким лезвием, что приводит к его быстрому износу и не обеспечивается достаточная стойкость ударников на забое.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем увеличения интенсивности разрушения породы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бурения скважин планетарным буром, включающем установленный на приводном валу ярусообразный корпус и размещенные на ярусах корпуса центробежные ударники, закрепленные на осях с выходом на габариты яруса на ширину ступени расширения, центробежные ударники выполнены в виде дисков и установлены на осях с возможностью радиального смещения, а в каждом диске диаметр отверстия под ось больше диаметра оси на величину ширины ступени расширения, а также тем, что верхняя и нижняя кольцевые кромки каждого диска армированы твердым сплавом, а ось вращения каждого диска снабжена эластичной втулкой.

Такое выполнение устройства позволяет резко увеличить силу и энергию удара и снять нагрузку отдачи с оси вращения, поскольку диск размещен на этой оси свободно.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - фрагмент устройства с центробежными ударниками,- разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство для бурения скважин планетарным буром включает ярусообразный корпус 1, размещенный на при вод ном. валу 2, центробежные ударники 3, закрепленные на осях А. Каждый центробежный ударник выполнен в виде диска, установленного на оси 4 вращения с возможностью радиального смещения. В каждом диске 3 диаметр отверстия под ось больше диаметра оси на величину ширины ступени расширения. Обе кольцевые кромки 5 каждого ударника могут быть армированы твердым сплавом 6. Кроме того, ось 4 вращения ударника снабжена эластичной втулкой 7. На валу устройства установлено пилот-долото 8. Вращательный двигатель 9 может быть выполнен в виде гидравлической турбины, электродвигателя или пневмодвигателя.

Устройство для бурения скважин планетарным буром работает следующим образом.

Бур медленно приводят во вращение с поверхности ротором и в то же время включают высокооборотный вращательный двигатель 9. При этом пилот-долото 8 и размещенные над ним центробежные ударники совершают планетарное движение, вращаясь вокруг продольной оси вала 2 и одновре- менно вокруг оси скважин, причем центробежные ударники касаются стенки скважины лишь периодически в момент их крайнего удаления от продольной оси сква0 жины. В остальное время диски 3, благодаря действию на них центробежных сил, выведены в крайнее периферийное положение и не соприкасаются со стенками скважины. За один оборот двигателя 9 пилот-долото 8

5 успевает погрузиться в породу на незначительную глубину. Именно на величину этой углубки центробежные ударники разрушают породу на каждой ступени расширения. При ударе диска 3 о стенку скважины он или

0 разрушает породу полностью на соответствующей ступени и продолжает свою траекторию движения, или дробит породу частично. В последнем случае диск отскакивает, пропуская не полностью разрушенный

5 участок и оставляя его для разрушения следующим диском, поскольку на одном ярусе размещено несколько дисков. Таким образом осуществляется интенсивное ударное разрушение породы на ступенях расшире0 ния. При износе режущей кромки на одной стороне диска его переворачивают и изнашивают режущую кромку на другой стороне. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность бу5 ровых работ во многих отраслях народного хозяйства.

Формула изобретения

1.Устройство для бурения скважин планетарным буром, включающее установлен0 ный на приводном валу ярусообразный корпус и размещенные на ярусах корпуса центробежные ударники, закрепленные на осях с выходом за габариты яруса на ширину ступени расширения, отличающееся

5 тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем увеличения интенсивности разрушения породы, центробежные ударники выполнены в виде дисков и установлены на осях с возможностью ради0 ального смещения, при этом в каждом диске диаметр отверстия под ось больше диаметра оси на величину ширины ступени расширения.

2.Устройство по п. 1,отличающее- 5 с я тем, что верхняя и нижняя кольцевые

кромки каждого диска армированы твердым сплавом.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что ось вращения каждого диска снабжена эластичной втулкой.

4

8

/////////

Использование: буровая техника при сооружении скважин большого диаметра в различных по крепости горных породах. Сущность изобретения: устройство включает ярусообразный корпус, установленный на приводном валу, и центробежные ударники, закрепленные в корпусе на осях. Центробежные ударники выполнены в виде дисков и установлены на осях с возможностью радиального смещения. Диаметр отверстия под ось в каждом диске больше диаметра оси на величину ступени расширения. Кромки дисков армированы твердым сплавом, а оси их вращения снабжены эластичной втулкой. При ударах дисков о стенку скважины производится интенсивное разрушение породы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фие.1

.

Фиг. г

Щиг.3