Бурильная машина вращательного действия Советский патент 1992 года по МПК E21C1/00 

Изобретение относится к буровой технике, используемой в угольной, горнорудной и нефтяной промышленности.

В частности к группе машин с самовращающимся инструментом. Недостатком этих машин является их низкая производительность, невозможность разбуривания скважин при обратном ходе.

Указанные недостатки устранены в устройстве 1, нормально работающем при бурении восстающих скважин. При бурении нисходящих скважин наблюдаются осложнения, связанные с выдачей бурового шлама.

Устройство 2 представляет собой бурильную машину вращательного действия,

включающую связанную с приводом вращения бурильную штангу с закрепленным на ее конце породоразрушающим инструментом и аккумулирующий полок, связанный с транспортирующим органом. Устройство имеет низкую эффективность, т.к. неудобно в работе и имеет низкую производительность.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения за счет повышения производительности.

Поставленная цель достигается тем, что бурильная машина вращательного действия снабжена двумя дополнительными аккумулирующими полками, а породоразрушающий инструмент выполнен в виде диска, по

XI

О

о

о

ю

обе стороны которого, соосно последнему, в плоскости перпендикулярной оси буровой штанги установлены двигатели для вращения диска. На боковых поверхностях диска по его периметру установлены черпаки для захвата из призабойной зоны разбуренной породы и транспортировки ее в дополнительные аккумулирующие полки. Транспортирующий орган выполнен в виде двух, установленных по обе стороны диска и раз- мещенных в цилиндрических корпусах с загрузочным и разгрузочными окнами, шнеков, имеющих на концах приводные звездочки для взаимодействия с забоем. Буровая штанга связана с породоразрушаю- щим инструментом посредством П-образной опоры, на которой закреплены двигатели и дополнительные аккумулирующие полки, скрепленные с соответствующими цилиндрическими корпусами шнеков, которые проходят сквозь отверстия, выполненные в днище полков, а основной аккумулирующий полок установлен на П-образной опоре с возможностью осевого перемещения вдоль штанги, цилиндрических корпу- сов шнека и бокового смещения от штанги. На фиг. 1 изображена предлагаемая машина; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг,4 - вид В на фиг.1.

Бурильная машина вращательного дей: ствия состоит из привода 1, который через вращатель 2 и буровую штангу 3 вращает буровой снаряд, состоящий из П-образной опоры 4, на щеках которой установлены со- осно два двигателя 5 и б, на валу которых через полумуфты 7 и 8, соответственно, установлен дисковый рабочий орган 9, который получает от них вращение и перемещает черпаки 10, закрепленные на обоих торцах диска у его периферийной части равномерно по окружности. На П-образной опоре дополнительно смонтированы два нижних полка 11 и 12 с проемами 13 и 14 для прохождения черпаков и трубы 15 и 16 с размещенными в них шнеками 17 и 18 соответственно на нижнем конце вала которых укреплены звездочки 19 и 20 опирающихся на забой скважины. Верхние концы валов указанных шнеков размещены в под- шипниках 21 и 22 с возможностью осевого перемещения (такие же подшипники, промежуточные (23. 24) установлены по длине шнека и его нижнем конце) на верхнем конце труб соответственно 15 и 16, которые, в свою очередь могут свободно перемещаться в осевом полке 25 с раструбами 26 дня прохода труб шнеков и имеющих возможность перемещаться дополнительно вместе с буровым снарядом вокруг оси вращения

буровой штанги. Верхний полок имеет осевой раструб 27 для прохода штанги 3 и шлангов 28, а с внешней стороны имеет свободно сидящее кольцевое сплошное ограждение 29 с ушами 30. Кольца 31 на осевом раструбе 27 предназначены для подъема полка 25 из скважины отдельно без поднятия бурового снаряда.

Предлагаемая бурильная машина вращательного действия работает следующим образом.

После включения маслостанции (на схеме не показана, т.к. она необходима в случае использования для вращения дискового исполнительного органа гидравлических двигателей и не используется при использовании для этих целей электродвигателей), гидрожидкость по шлангам 28 поступает к гидродвигателям 5 и 6, которые приводят во вращение дисковый рабочий орган 9. После этого включают привод 1 вращателя 2, который осуществляет вращение штанги 3 и подачу на забой бурового дискового рабочего органа 9.

При достижении дисковым рабочим органом 9 забоя начинается разрушение породы; по мере углубления забоя буримой скважины она начинает заполняться продуктами разрушения породы и черпаки 10 начинают зачерпывать их, при дальнейшем вращении диска перемещать через проемы 13 и 14 на нижние полки 11 и 12 и при прохождении черпаков 10 их наивысшего положения на диске 9 буровая мелочь, находящаяся на них, ссыпается на полки 11 и 12 и по наклонной его части сползает к окнам в трубах 15 и 16,через которые попадает на шнеки 17 и 18, вращающиеся за счет перекатывания звездочек 19 и 20 по забою буримой скважины, и перемещается шнеками по трубам 15 и 16 в верхний полок бункер 25. Через некоторое время верхний полок 25 заполняется продуктами разрушения, вращатель 2 останавливают, с помощью, например лебедки, за кольца 31 поднимают полок-бункер 25 вместе с продуктами разрушения наверх, где он может быть отведен в сторону от штанги 3, после чего уши 30 могут быть зацеплены за неподвижно висящие крюки и после этого с помощью лебедки полок - бункер 25 может быть немного опущен - при этом ограждение 29 повисает неподвижно, а полок уходит вниз и лишается своего ограждения; буровая мелочь, находящаяся на полке, под собственным весом ссыпается вниз с полка, например, на расположенный под ним кузов автомобиля и т.п. Остатки неразгрузившегося шлама могут быть дополнительно сброшены за счет стряхивания, зачисткой лопатой и т.п.

После разгрузки полка-бункера 25 последний поднимается лебедкой, переподнимается далее вместе с ограждением 29, уши 30 освобождаются от зацепа их крюками и после этого полок может быть опущен 5 на буровой снаряд в скважине, вращатель 2 начинает через штангу 3 вращать буровой снаряд и процесс бурения продолжается до очередного заполнения верхнего полка- бункера 25 продуктами разрушения поро- 10 ды.

Формула изобретения Бурильная машина вращательного действия, включающая связанную с приводом 15 вращения бурильную штангу с закрепленным на ее конце породоразрушающим инструментом и аккумулирующий полок, связанный с транспортирующим органом Отличающаяся тем, что. с целью 20 повышения эффективности бурения, она снабжена двумя дополнительными аккумулирующими полками, а породоразрушаю- щий инструмент выполнен в виде диска, по обе стороны которого соосно последнему в 25

плоскости перпендикулярной оси буровой штанги установлены двигатели д.чя вращения диска, при этом на боковых поверхностях диска по его периметру установлены черпаки для захвата разбуренной породы и транспортировки ее в дополнительные аккумулирующие полки, а транспортирующий орган выполнен в виде двух установленных по обе стороны диска и размещенных в цилиндрических корпусах с загрузочными и разгрузочными окнами, шнеков, имеющих на концах приводные звездочки для взаимодействия с забоем, причем буровая штанга связана с породоразрушающим инструментом посредством П-образной опоры, на которой закреплены двигатели и дополнительные аккумулирующие полки, скрепленные с соответствующими цилиндрическими корпусами шнеков, проходящими сквозь отверстия, выполненные в днище полков, а основной аккумулирующий полок установлен на П-образной опоре с возможностью осевого перемещения вдоль штанги, цилиндрических корпусов шнека и бокового смещения от штанги.

Бурильная машина вращательного действия. Использование: в машинах с самовращающимся инструментом. Сущность изобретения: машина состоит из привода вращения,вращающего через штангу закрепленный на ней породоразрушающий инструмент и аккумулирующий полок с транспортирующим органом, причем для повышения эффективности бурения машина дополнительно снабжена двумя промежуточными аккумулирующими полками, а дисковый породоразрушающий инструмент снабжен черпаками, захватывающими разбуренную породу и транспортирующими ее на промежуточные полки, откуда она затем выдается в основной полок при помощи шнеков, приводимых в движение звездочками, катящимися по забою буримой скважины. Разгрузка буровой мелочи из основного полка производится при поднятии последнего на поверхность путем приподнимания ограждающих полок стенок и последующего самопроизвольного ссыпания под собственным весом. 4 ил. сл с

№}

13

J.

J.

А

U

IS

и

Фиг.2.

15

fi

19

W 9® Фиг.4

ff-ff

f6

30

8