Шнековый бур Советский патент 1980 года по МПК E21B3/00 E21B17/22 

1

Изобретение относится к буровой технике, в частности к конструкции шнековых буров для механического вращательного бурения небольших по глубине скважин в мягких, сыпучих и средней твердости породах.

Известна конструкция шнековых буров, состояш;ая из соединенных между собой на резьбе шнековой штанги и долота. Штанга состоит из отдельных секций, каждая из которых выполнена в виде трубы с наваренной на ней спиралью 1.

Эта конструкция обладает рядом недостатков: трудоемкость и сложность изготовления, так как стальную спираль необходимо сварить на трубе; при сварке не исключена возможность искривления трубы, что вызывает необходимость в последующей станочной обработке или ухудшает эксплуатационные качества шнека; при обычном резьбовом соединении долота и секций штанги происходит их самопроизвольное развинчивание в случае изменения направления вращения шнекового бура.

Известна конструкция шнекового бура, содержащая штангу, навитую на нее с заданным шагом и закрепленные на ее концах съемную спираль и долото 2.

Эта конструкция шнекового бура сложна в изготовлении, так как навиваемая стальная спираль должна соответствовать размерам бура; кроме того, не исключена возможность самопроизвольного развинчивания долота при обратном вращении бура.

Целью изобретения является повышение надежности шнекового бура путем упрощения его изготовления и исключения самопроизвольного развинчивания долота и звеньев штанги при обратном вращении

бура.

Цель достигается тем, что шнековый бур снабжен барабаном, свободно установленным на штанге с возможностью фиксации его положения, причем один конец спирали

закреплен на долоте, а другой уложен на барабане с возможностью фиксации относительно корпуса барабана. Кроме того, спираль может быть выполнена из троса, а длина уложенного на барабан троса равна

длине развернутой спирали секций.

На чертеже схематично показан щнековый бур.

Он состоит из штанги 1, на нижнем конце которой навинчено долото 2. С долотом соединена спираль 3, навитая на штангу с заданным шагом витков, в верхней части которой закреплена втулка 4 с внутренним отверстием, выполненным по ходовой посадке относительно наружного диаметра

щтанги. Для фиксации спирали служат стопорные болты 5 и 6 соответственно на долоте 2 и корпусе барабана 7. Стопорным болтом 8 на штанге фиксируется положение втулки 4, которая неподвижно установлена в осевом отверстии барабана 7. Штанга 1 в верхней части соединена с вращателем 9.

Сборку бура производят следующим образом.

На нижнюю секцию штанги 1 навинчивают долото 2 и стопорным болтом 5 крепят конец спирали 3 в лабиринтном отверстии бура. Спираль 3 может быть выполнена из .троса диаметром 6-12 мм. Первоначально весь трос намотан на барабан 7. При навивке троса на штангу барабан перемещают вдоль этой штанги и одновременно вращают. Навивку осуществляют плотно в направлении соединительной резьбы штанги, с заданным шагом витков. Например, для повышенных оборотов бурения выдерживают шаг порядка 50-90 мм для трубы 100- 130 мм, а для ннзкооборотного бурения выдерживают шаг 100-200 мм. Шаг резьбы определяют по шаблону или замерам. При завершении навивки болтом 8 фиксируют положение барабана, а болтом 6 - положение каната. В случае необходимости наращивания секций штанги отпускают болты 6 и 8 и продолжают навивку троса на выше устанавливаемую секцию.

Длина уложенного на барабан троса равна длине разверн} той йпирали секций. 111нековый бур работает следующим образом.

При включении вращателя 9 начинает вращаться штанга 1 с навитой на нее спиралью 3, и долото 2 внедряется в грунт. Барабан 7 через втулку 4 также приводится во вращательное движение. Винтовая поверхность троса 3 выносит разбуренную породу наверх.

В процессе бурения нагрузка от троса распределяется равномерно по длине заглубленной части штанги, и на болты 5, 6

и 8 действуют усилия только от натяжения прилегающих витков каната.

Использование предложенной конструкции шнекового бура позволит выпускать более длинные секции с более точными и правильными геометрическими размерами штанги. При эксплуатации бура возможно обратное вращение, необходимое, например, при заклинивании штанги в стволе или для облегчения процесса извлечения бура из скважины.

Предложенная конструкция позволяет изменять шаг витков в зависимости от технологической необходимости процесса бурения.

Кроме того, предложенная конструкция шнекового бура позволяет значительно изменить конструкцию и характеристики буровых станков.

Формула изобретения

1.Шнековый бур, содержащий штангу с навитой на нее с заданным шагом съемной

спиралью, и долото, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, он снабжен барабаном, свободно установленным на титанге с возможностью фиксации его ноложения, причем один конец

спирали закреплен на долоте, а другой уложен на барабане с возможностью фиксации относительно корпуса барабана.

2.Бур по п. 1, отличающийся тем, что спираль выполнена из троса.

3. Бур по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что длина уложенного на барабан троса равна длине развернутой спирали секций.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Марков Н. П. Геологоразведочное дело. М., МГУ, 1967, с. 138-141.

2.Авторское свидетельство СССР № 154206, кл.. Е 21С 15/00, 26.03.62.