Устройство для бурения скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B10/44 

t

Изобретение относится к области строительного производства, а именно к буровой технике, предназначенной для устройства свайных фундаментов, смотровых, дренажных и других колодцев различного назначения.

Известны буровые инструменты для бурения скважин больших диаметров в грунтах I-IV категории - буровые ковши фирм Калвелд Англия и Като Япония 1.

Разновидности аналогичных инструментов широко применяются также в Нсшей стране в комплексе установок типа СО, ИБО.

Достоинством этих буровых инструментов является возможность их применения при бурении скважин в сухих и обводненных грунтах. Недостатки небольшая глубина разовой заходки при каждом цикле работы, сложность разгрузки, в особенности при бурении залипающих грунтов.

Известны также бурбвые устройства, включающие центральную трубу с диском, укрепленным концентрично оси трубы и имеющим окна с наклонными ножами 2.

Недостатком зтого бураявляется небольшая глубина проходки в слабых обводненных породах.

Целью изобретения является увеличение глубины проходки в слабых обводненных породах.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными дисками, установленнБ1ми друг

to над другом с угловым смещением окон, и забурником, при этом в трубе выше последнего диска выполнены отверстия, а забурник установлен в центральной трубе с возможностью перемещения.

15 внутри ее. .

Забурник, осна :1енный клапанным диском, подвижно сочленяется с центральной трубой посредством крестовины, свободно входящей во внутреннюю полость, и удерживается от прово20рачивания сшицевыми кyлaчкa в.

На фиг.1 изображено устройство с частичным разрезом; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез

25 Б-Б на фиг.1.

Устройство состоит из центральной трубы 1, оснащенной поперечными дисками 2, имеющими радиальные грунтозахватные секторные проемы 3. Передние кромки проемов 3 по направлению вращения дисков 4 отклонены книз .и оснаи1ены ножами 4.

На нижнем диске 5 вторая кромка проема оснащена шарнирным клапаном 6, предпазначенным для удержания выбуренного грунта в процессе подъема инструмента на поверхности. Для улучшения условий входа стружки на диск 5 клапан 6 выполнен несколько укороченным с ограничителями в пределах необходимого его отклонения. Отгыт работы шнековых и ковшовых буров подтверждает надежное удержание грунта при наличии относительно небольших окон в днищах.

В полости нижней части трубы 1 по оси ее подвижно вмонтирован забурник 7, назначение которого - разработка грунта по сечению трубьа 1, а также закрытие ее внутренней полости во время бурения и открывание в процессе подъема инструмента. Забурник состоит из стержня 8, верхней крестовины 9 и нижней крестовины 10, входящих внутрь трубы, клапанного диска.11 и конусного наконечника 12 с буровой спиралью 13.

Для передачи крутящего момента от трубы 1 к забурнику 7 к стенкам трубы 1 приварены ишицевые вставки 14. В качестве ограничителей хода забурника 7 вниз при подъеме инструмента служат штифты 15, вмонтированные во 14.

Для свободного прохода воздуха или жидкости через буровой инструмент в верхней части трубы 1 предусмотрены входные окна 16, выие которых труба 1 жестко соединена с приводным валом 17, идущим от вращателя с поверхности.

Работа устройства происходит следующим образом.

Устройство устанавливается в требуемой точке на грунт с определенным давлением, при этом забурник 7 входит внутрь трубы 1 до упора диска 11. Включается вращательный привод.

После погружения забурника 7 в грунт ножом 4 нижнего диска 5 снимаетс ч стружка грунта, толщина которой определяется скоростью подачи инструмента на забой, и по мере работы инструмента происходит накопление грунта на нижнем диске.

Ввиду преобладающего значения сил связи грунта со стенками скважины (по величине контактной поверхности и плеча момента торможения, по отношению к вращательному плечу от оси до средней окружности диска) пачка выбуренного грунта по мере накопления подвергается минимальным перемещениям, и инструмент как бы ввертывается в грунт с приближением к принципу работы штопора.

Вследствие незначительного угла подъема рабочей поверхности каждого диска сопротивление бурового инструмента определяется в основном силой трения каждой пачки грунта - о диски 2 и съема стружки ножом4 нижнего рабочего диска 5.

После забуривания устройства на заданную глубину вращение его прекращается, и оно вместе с грунтом на каждом диске поднимается на поверх0 ность. При этом хвостовик забурника .7 несколько выдвигается из тру- . бы 1, в результате чего полость трубы 1 -открывается снизу, посредством чего сообщаются зоны скважи5 ны над и под устройством. Это дает возможность Б процессе подъема устройства осуществить свободный переход воды или воздуха с верхней зоны в нижнюю и таким образом избежать

0 явления присоса или активного смыва массы выбуренного грунта по периферии бура, а также всасывающего действия на станки скважины нх обрушения.

После разгрузки грунта на поверх5 ности центробежным или механическим способом проходческий цикл повторяется. При этом к началу бурения при посадке устройства на забой забурник 7 снова входит в трубу 1 до упора клапанного диска 11, и таким образом устраняется опасность забивки грунтом полости трубы 1.

Устройство позволяет увеличить 6 ширину проходки, особенно в слабых

5 обводиеннызс. грунтах .

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, включающее центральную трубу с дис ком, укрепленным концентрично оси трубы и имеющим окна с наклонными ножами, отличающееся тем, что, с целью увеличения глубины проходки в слабых обводненных

5 породах, оно снабжено дополнительными дисками, установленными друг над другом с угловым смещением окон, и забурником, при этом в трубе выше последнего диска выполнены отверсQ тия, а забурник установлен в центральной трубе с возможностью перемещения внутри ее.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брштов С.Л. и др. Современная

технология и ме :анизация горно-разведочных работ. М., Недра, 1976, с. 23.

2, Брьллов С.Л. и др. Современнаятехнология и механизация горно-раз0 ведочных работ. М., Кедра, 1976, с. 91-92.

L

.ь

A-A

IS

В-Б

10