Способ вращательного бурения Советский патент 1977 года по МПК E21B3/00 E21B7/00 

1

Изобретение относится к способам вращательного бурения шпуров и скважин в горных породах и грунтах.

Известны различные способы бурения шпуров и скважин, которые применяются в зависимости от крепости породы и других факторов. В частности, известен способ бурения, позволяющий проходить скважины круглого и некруглого сечения, согласно которому на режущий инструмент создают постоянную осевую нагрузку и сообщают ему колебательные движения вокруг его продольной оси, направленные попеременно по часовой стрелке и против нее, для чего используют неполноповоротный гидравлический двигатель j.

Однако известный способ применяется лишь при бурении пород малой крепости.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ вращательного бурения, при котором на режущий инструмент создают направленное вдоль его оси усилие подачи и сообщают ему вращение 2j

Недостаток этого способа заключается в том, что при бурении пород крепостью больше 9 по шкале Протодъяконова скорость бурения заметно снижается, происходит интенсивный нагрев и износ режущих кромок пластин твердого сплава, которым армируется инструмент .

Цель изобретения - повышение скорости бурения.

Это достигается благодаря, тому, что вращение режущего инструмента периодически прекращают при постоянном воздействии на него усилия подачи.

В момент остановки вращения происходит более интенсивное охлаждение резцов инструмента, снижается окружное усилие, прижимающее резцы инструмента к стружке породы, в результате чего исключаются силы трения пород по передней грани резца и инструмент под действием постоянно приложенной осевой нагрузки дополнительно внедряется в породу, обеспечивая более высокую скорость бурения.

Предлагаемый способ осуществляют с помощью бурильной машины вращательного действия, оснащенной пульсирующей муфтой, которую устанавливают между шпинделем машины и штангой и настраивают на определенный режим работы (с пульсацией или без пульсации вращения, с кратковременными или длительными остановками, с пробуксовкой или без п&обуксовки во время бурения) Затем включают двигатель машины, инструмент подается на забой. В процессе бурения муфта вращается вместе со штангой и делает за один оборот одну или две остановки, в результате чего происходит цикличное снятие стружки породы резцами инструмента. При бурении слабых пород, когда толщина снимаемой стружки и без того велика, муфта не пульсирует, а служит в качестве предохранителя режущего бурового инструмента от перегрузки. При бурении крепких пород, когда требуется большая осевая нагрузка, му та пульсирует и обеспечивает более высокую подачу при той же осевой на-грузке. Эксперименты показывают, что за счет постоянной осевой и переменно крутящей нагрузки можно добиться лю бой толщины снимаемой стружки, то ест существенно повысить скорость бурения Предлагаемый способ не требует соз Дания специальных машин, так как роль пульсирующей муфты выполняют обычные несколько усовершенствованные фрикционные муфты со скошенной поверхностью, установка которых возможна на любой машине вращательного действия. Формула изобретения Способ вращательного бурения, при котором на режущий инструмент создают направленное вдоль его оси усилие подачи и сообщают ему вращение, о тличающийс я тем, что, с целью повышения скорости бурения, вра.щение режущего инструмента периодически прекращают при постоянном воздействии на него усилия подачи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент СССР № 1604853, кл. Е 21 С 1/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 117251, кл. Е 21 С 1/02, 1957.