Снаряд для ударно-канатного бурения скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B10/36 

Изобретение относится к -области буровой техники и может быть испо- льзовано при ударно-канатном бурении скважин в плотных породах.

Известен снаряд для ударного бурения, содерх а1днй герметический стакан с подпружиненным поршнем, взаимодействующий с бойком 1.

Однако такой снаряд обладает малой скоростью проходки в плотных породах.

Известен также снаряд для ударноконтактного бурения скважин, содержащий долото и ударную штангу с герметизированной, заполненной жидкостью полостью, в нижней части которой расположен подпружиненный поршень 2 .

Этот снаряд наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату и поэтому может быть выбран в качестве прототипа.

Недостатком такого снаряда является то, что в нем эффективность дополнительного динамического воздействия на забой не является высокой .

Цель предлагаемого изобретения .повышение эффективности бурения.

С указанной целью снаряд снабжен дoпoлнитeльны 1И породоразрушающими элементами, расположенными в продольных пазах долота и жестко связанными 5 с поршнем.

На фиг.1 представлена принципиальная схема варианта выполнения предлагаемого снаряда; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.З - разрез В-Б 10 фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В Фиг.1; на фиг. 5 - разрез Г-Г фиг.1; на фиг.6 - вид снаряда снизу на фиг.7 и 8 - вид забоя, разработанного снарядом, соответственно, в плане и

15 разре;зе;

Снаряд содержит долото i и ударную штангу 2j снабженную герметизированной полостью 3, заполненной жидкостью таким образом, что в верхней ее части остается воздушное пространство.

В нижней части полости 3 содержится круговой выступ 4, на котором размещена пружина 5, удерживающая

25 поршень 6 в нерабочем положении. Внутренняя часть долота 1 содержит прямоугольную полость 7 с продольными пазами 8 и смонтированными в (НИХ, соответственно, траверсой 9 и

30 породоразрушающими элементами 10,

выпoлнeнны iи, например, в виде пикообраэ«ых стержней. Пазы 8 снабжены уплотнительнымн элементами 11, препятеТВу кадими проникновению бурового шлама в полость 7 долота и нижнюю часть полости штанги, заполненных воздухом при атмосферном давлени Шток 12 жестко соединяет траверсу 9 с поршнем 6.

В нерабочем положении снаряда пружина 5 удерживает породораэрушающие элементы в отверстиях заподлицо с режуцеП кромкой долота 1. В верхней части штанга 2 снабжена переводником 13, служащим длп ссединекип снаряда с канатным замком (на фиг.1 условно не показан), обеспечивающим повороты долота вокруг своей оси после каждого удара по забою.

Работа снаряда осуществляется следукхким образом.

Снаряд подвешивается над забоем на расстоянии, рациональном для работы в плотных породах, а затем сбрасывается на него механизмом бурового станка. Песете, сброса снаряд под действием силы тяжестипадает вниз и ударяет pe)xymen частью долота 1 по забою, которое внедряется в породу. В момент этого основного удара, вследствие действия силы инерции, жидкость, заполняю1чая полость 3, продолжает двигаться вниз и производит гидродинамический удар по поршню 6. Вследствие этого удара породорпзрушаюсчие элементы 10 начинают ускоренно двигаться вниз и внедряться в породу забоя. Следует отметить, что относительно небольшая суммарная масса поршня 6, штока 12 и породоразрушакщих элементов 10 обеспечивают достижение значительной скорости движения породоразрушаю11их элементов в сторону забоя.

Относительно малая поперечная площадь активной части породоразрушагацих элементов в сочетании с их высокой скоростью движения позволит им эффективно внедряться в забой и разрушать его, образуя в породе углубления 14.

После завершения основного и дополнительного ударов снаряд вновь поднимается над забоем (при этом поворачивается с помощью канатного замка на некоторый угол), а затем вновь сбрасывается на забой, и цикл работы снаряда повторяется с внедрением породоразрушакхци;: элементов в новых точках забоя.

В результате некоторого времени работы снаряда в породе забоя образуется разрыхленная зона в виде кольдевого углубления 15, способствующего увеличению скорости разрушения породы при основных .ударах долота по забою за счет того, что куски породы будут скалываться и сдвигаться в сторону этой разрыхленной зоны.

Такое выполнение снаряда повышает эффективность его бурения.

Формула изобретения

Снаряд для ударно-канатного бурения скважин, содержащий долото, ударную штангу с герметизированной заполненной жидкостью полостью, в нижней части которой расположен подпружиненный поршень, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения, снаряд снабжен дополнительными породоразрушающими элементами, расположенными в продольных пазах долота и жестко связанными с поршнем.

Источники информации, принятые DO внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 215153, кл. Е 21 В 1/06, 02.08.65.

2.Патент США 1 3 395 767, кл. 175-293, опублик. 1968.