Устройство для бурения скважин Советский патент 1992 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин преимущественно в скаль - ном грунте.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее привод и бурильную головку, получающую вращение от привода. На бурипьной, головке размещены режущие элементы для разрушения грунта, выпол- .ненные в виде установленных с возможностью вращения дисков, которые вращаются при вращении головки.

Это устройство обеспечивает проходку скважин в грунте невысокой крепости.

Известно также устройство для бурения скважин, включающее корпус, привод и рабочий инструмент в виде тела вращения с рабочей поверхностью, оснащенной поро- доразрушающими наконечниками, в котором корпус и рабочий инструмент установлены с возможностью вращения соответственно вокруг своих продольных осей.

Это устройство обеспечивает бурение скважин в скальных грунтах, но при большой крепости буримой породы оно требует приложения высоких осевых нагрузок и, кроме того, его применение ведет к высокой энергоемкости разрушения, так как при этом реализуется вращательный способ бу- пения, который не рационален при породах высокой крепости.

Целью изобретения является увеличение скорости бурения за счет снижения осевых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что рабочий инструмент установлен с пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента и кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с ним вращения вокруг продольной оси корпуса, рабочий инструмент выполнен

(Л

С

XI

ел о

U х| О

в виде нескольких цилиндрических тел, закрепленных на одном валу, цилиндрические тела выполнены с различной длиной по продольной оси рабочего инструмента, породо- раэрушающие наконечники закреплены на боковой рабочей поверхности посредством упругих элементов, породоразрушающие наконечники закреплены группами, причем в каждой из групп породоразрушающие наконечники установлены последовательно друг за другом с увеличением их высоты от продольной оси рабочего инструмента.

На фиг.1 представлено устройство для бурения скважин, продольный разрез; на фиг.2 - схема рабочего инструмента.

Устройство для бурения скважин содержит корпус 1, в котором размещен привод (не показан), кинематически связанный с рабочим инструментом, представляющим рабочую поверхность 2, оснащенную поро- доразрушающими наконечниками 3, размещенную на валу 4. Рабочий инструмент (фиг.1) выполнен в виде нескольких цилиндрических тел 2, которые имеют различную длину по продольной оси рабочего инструмент вала 4. Продольная ось рабочего инструмента пересекается с продольной осью корпуса 1 0-0 внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента. Породоразрушающие наконечники 3 (фиг.2) закреплены на боковой рабочей поверхности упругих элементов 5. При этом породоразрушающие наконечники могут быть закреплены группами, причем в каждой из групп породоразрушающие наконечники установлены последовательно друг за другом с увеличением их высоты от продольной оси рабочегб инструмента.

Устройство работает следующим образом.

При вращении корпуса вокруг оси, совпадающей с осью буримой скважины, рабочий инструмент получает одновременно вращение вокруг продольной оси вала 4 с частотой, примерно на порядок большей частоты вращения корпуса 1. Для пояснения процесса разрушения породы на забое буримой скважины рассмотрим действие на забой породоразрушающих наконечников рабочих поверхностей А и Б (фиг.1).

При вращении рабочего инструмента вокруг своей оси, породоразрушающий наконечник рабочей поверхности А наносит удар в одной из точек забоя под углом к поверхности забоя и 8 направлении по касательной. При повороте корпуса устройства вокруг своей оси на 180°, в этой же точке забоя окажется породоразрушающий наконечник рабочей поверхности Б. Этот наконечник наносит удар в ту же точку забоя, но

под углом и в направлении, развернутом на некоторый угол относительно направления первого удара. Это объясняется тем, что направление вращения инструмента для этой точки забоя будет изменено на обратное.

Таким образом в одной и той же точке забоя последовательно будут приложены две ударные нагрузки с двух разных и встречных направлений. Такое приложение удар: ных нагрузок позволит в полной мере

использовать преимущества ударного разрушения крепких пород при одновременном снижении нагрузок в целом. Формула изобретения

1.Устройство для бурения скважин, включающее корпус с приводом вращения,

размещенный в корпусе с возможностью вращения вокруг своей продольной оси рабочий инструмент в виде тела вращения с боковой рабочей поверхностью, и породоразрушающие наконечники, размещенные на боковой рабочей поверхности рабочего инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости бурения за счет снижения осевых нагрузок, рабочий инструмент установлен с пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента и кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с

ним вращения вокруг продольной оси корпуса.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что рабочий инструмент выполнен в виде нескольких цилиндрических тел, закрепленных на одном валу.

3.Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что цилиндрические тела выполнены с различной длиной по продольной оси рабочего инструмента.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что породоразрушающие наконечники закреплены на боковой рабочей поверхности посредством упругих элементов.

5. Устройство по пл.1-4, отл ича ю ще- е с я тем, что породоразрушающие наконечники закреплены группами, причем в каждой и групп породораэрушающие наконечники установлены последовательно друг за другом

с увеличением их высоты от продольной оси рабочего инструмента.

0

со

Сущность изобретения: устройство содержит корпус с приводом вращения, рабочий инструмент и порсдоразрушающие наконечники. Рабочий инструмент размещен в корпусе с возможностью вращения вокруг своей продольной оси. Породоразрушэю- щие наконечники размещены на боковой рабочей поверхности рабочего инструмента. Рабочий инструмент установлен с пересечением его продольной оси и продольной оси корпуса внутри боковой рабочей поверхности рабочего инструмента, Рабочий инструмент кинематически связан с корпусом для обеспечения совместного с ним вращения вокруг продольной оси корпуса. 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

0vfcb|

pzsq

.У /ЧуУ/Ч.1 Ч/ЧА.

%r. f.

т

VMfJl

,i

d

Фя,-2