Термомеханический буровой инструмент Советский патент 1977 года по МПК E21C21/00 E21C13/02 

(54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

1

Изобретение касается термомеханичес- кого бурового инструмента, используемого для бурения скважин и шпуров в крепких горных породах.

Известен термомеханический буровой

HHCTpyivieHT, содержащий взаимно подвижные в осевом направлении наружный и внутренний корпусы кольцеобразной формы, один из которых оснащен по торцу абразивными элементами, генерирующими Tenjjo при трении их о буримую породу, а другой - резцами для скальтания термически ослабленной породы, расположенными между абразивными элементами.

При бурении таким термомеханическим инструментом создается низкий градиент температур, так как охлаждение нагретой породы осуществляется промьточной жидкостью, имекнцей температуру порядка 18-20°С, в результате чего процесс разрушения породы малоэффективен.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения породы за счет создания повышенного градиента температуры в ее поверхностном слое.

Для этого между KOpnycaiv iH предлагавмого инструмента выполнена , разделенная поршнем на две полости, где :..; на постоянно сообщена с прамывоч.:,,.:. налом во внутреннем корпусе через кь.:: в его стенке, а другая предназначай;; .., заполнения хладагентом и соединена с г:: налами в наружном корпусе, выходящи; . на его рабочую торцовую поверхност :. Каналы в наружном корпусе выполнен Г расширяющимися к выходу.

На фиг. 1 показан описьтаемый ге механический буровой инструмент, вид; на фиг. 2 - то же, вид снизу.

Наружный кольцеобразный корпус 1 упругим элементом 2 имеет абразивны элементы 3, между которыми разкйеяъьк v, резцы 4, прикрепленные к торцу внутг-е него кольцеобразного корпуса 5„ В мем корпусной камере 6 установлен пйрше Верхняя часть 8 камеры 6 сообщае-л. л промьгоочным каналом 9 в корпус:е 5 ив: струмента внутренними радиальньПЛИ каналами 10. Нижняя часть 11 ка1.:еры 6 сообщается с рабочей торцовой поверхностью инструмента каналы 12 и 13. Работа термомеханического бурового инструмента осуществляется следующим об разом, Вращение от буровой колонны (не показана) передается инструменту через внутренний корпус 5, при этом резцы 4 и а разивные элементы 3 вращаются с одинаковой скоростью за счет некруглого поперечного сечения внутреннего корпуса. Осевая нагрузка от буровой колонны на резцы 4 передается через внутренний корпус 5, а на абразивные элементы 3 - через внутренний корпус 5, упругий элемент 2 и наружный корпус 1. Вьшолнение внутреннего корпуса 5 с некруглым поперечным сечением позволяет осуществлять осевое перемещение резцов 4 и абразивных элементов 3 друг относительно друга и одновременное их вращение. В процессе бурения на контакте породы и абразивных элементов 3 за счет трения возникает высокая температура. Промывочная жидкость из промывочного канала 9 во внутреннем корпусе 5 через каналы 10 в его стенке проходит в верхнюю часть 8 камеры 6 и давит через поршень 7 на хла агент в нижней части 11 камеры 6. После приложения определенного осевого усилия у17ругий элемент 2 сжимается и хладагент через каналы 12 и 13 под давлением поступает на забой. Прочность породы резко снижается и она легко разрущается резцами 4. Формула изобретения 1.Термомеханический буровой инструмент, содержащий взаимно подвижные в осевом направлении наружный и внутренний корпусы кольцеобразной формы, один из которых оснащен по торцу абразивными элементами, генерирующими тепло при треиии их о буримую породу, а другой - резцами для скальтания термически ослабленной породы, расположенными между абразивными элементами, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности хфоцесса разрушения породы, между корпусами вьшолнена камера, разделенная порщнем на две полости, где одна посто$юно сообщена с промывочным каналом во внутреннем корпусе через каналы в его стенке, а другая предназначена для заполнения хладагентом и соединена с каналами в наружном корпусе, выходящими на его рабочую торцовую поверхность. 2.Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что каналы в наружном корпусе выполнены расширяющимися к выходу.