Способ разрушения пород при бурении Советский патент 1992 года по МПК E21C1/12 

Предлагаемое изобретение относится к области горного дела, а именно к способам механического разрушения горных пород,

Известен способ вращательного бурения горных пород, при котором к инструменту прикладывают большую осевую нагрузку и большой крутящий момент. Разрушение породы при этом происходит путем срезания стружки 1. Однако вращательный способ бурения весьма энергоемок и требует приложения значительных усилий.

Также известен способ разрушения горных пород при бурении посредством скалывания частиц породы забоя, заключающий в приложении к породе ударной нагрузке в различных точках по площади забоя, при котором в каждой точке приложения нагрузки вектор нагрузки направляют под углом а к плоскости забоя 2.

Известный способ более производителен, но также довольно энергоемок.

Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса разрушения пород

при бурении за счет изменения направления вектора прикладываемых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разрушения пород при бурении, заключающемся в приложении к породе ударной нагрузки в различных точках по площади забоя, при котором в точке приложения нагрузки вектор нагрузки направляют под углом к плоскости забоя, а через определенный промежуток времени к той же точке забоя повторно прикладывают динамическую нагрузку, вектор которой лежит в той же плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, что и вектор предыдущей динамической нагрузки и также направлен под углом а к плоскости забоя, но смещен относительно первого вектора на угол П- - 2 а; кроме того на забой ударную нагрузку прикладывают одновременно в двух диаметрально противоположных точках;

кроме того диаметрально противоположные точки приложения динамической нагрузки равноудалены от центра забоя скважины.

(Л

СА)

ю

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что через определенный промежуток времени в точке забоя, в которой перед этим прикладывали динамическую нагрузку, повторно прикладывают динамическую нагрузку, вектор которой лежит в той же плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, что и вектор предыдущей динамической нагрузки и также направлен под углом а к плоскости забоя, но смещен относительно первого вектора на угол П - 2 а;

кроме того тем, что на забой ударную нагрузку прикладывают одновременно в двух диаметрально противоположных точках;

кроме того, тем, что диаметрально противоположные точки приложения динамической нагрузки равноудалены от центра забоя.

Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа. Кроме того, отличительные признаки проявляют свои свойства только в совокупности с признаками ограничительной части, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения существенные отличия.

Предлагаемый способ поясняется двумя чертежами, где на фиг.1 показана схема приложения динамической нагрузки в одной точке; на фиг.2 - схема приложения нагрузок на забое скважины.

При разрушении породы забоя по предлагаемому способу, вначале в точку забоя наносят ударную нагрузку по направлению А (фиг.1). Через некоторый промежуток времени в эту же точку наносят ударную нагрузку по направлению Б. Приложение к одной точке забоя двух (или нескольких) ударных нагрузок, растянутых по времени и направленных под углом П - 2 «друг к другу, пбзволяет производить разрушение породы с меньшими осевыми нагрузками и с Меньшими удельными затратами энергии. При разрушении по роды назабое скважины при бурении, целесообразно прикладывать ударную нагрузку одновременно в двух диаметрально противоположных точках (фиг.2). При этом нагрузки, действующие на инструмент, взаимно уравновешиваются (хотя бы частично). Если же при этом точки

приложения диаметрально противоположных ударных нагрузок будут равноудалены от центра забоя скважины, то уравновешивание усилий будет максимальным.

В целом предлагаемый новый способ

разрушения пород при бурении позволит повысить эффективность использования техники за счет повышения скорости буре- ния при применении имеющегося оборудования.

Предлагаемый способ может быть реализован, например, устройством, представленным на фиг.З.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещен привод (условно не показан),

кинематически связанный с рабочим инструментом 2, оснащенным породоразрушаю- щими наконечниками 3. Вал 4 рабочего инструмента в процессе работы вращается вокруг своей оси и совместно с корпусом t

вращается вокруг продольной оси корпуса. При этом реализуется предлагаемый способ бурения.

Формула изобретения

1. Способ разрушения пород при бурении, заключающийся в приложении к породе ударной нагрузки в различных точках по площади забоя, при котором в каждой точке приложения нагрузки вектор нагрузки

направляют под углом а к плоскост забоя, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса разрушения, через определенный промежуток времени к той же точке забоя повторно

прикладывают ударную нагрузку, вектор которой лежит в той же плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, что и вектор предыдущей ударной нагрузки, и также направлен под углом а к плоскости забоя, но

смещен относительно первого вектора на угол П - 2 а.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что на забой ударную нагрузку прикладывают одновременно в двух диаметрально

противоположных точках.

3.Способ по пп.1 и2,отличающий- с я тем, что диаметрально противоположные точки приложения ударной нагрузки равноудалены от центра забоя скважины.

Фиг.З

Способ разрушения пород при бурении. Использование: изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам разрушения пород при бурении. Сущность изобретения: для снижения энергоемкости процесса разрушения в различных точках забоя ударную нагрузку прикладывают последовательно с различных сторон. Одновременно ударную нагрузку прикладывают в диаметрально противоположных точках забоя. Ударную нагрузку прикладывают под углом к поверхности забоя. 2 з.п ф. 3 ил.