Буровой снаряд Советский патент 1981 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым снарядам. Преимущественно оно будет использоваться для встречи и пересечения угольных пластов в процессе бурения геологоразведочных скважин на уголь Известны буровые снаряды, содержащие подпружиненную внутреннюю керноприемную трубу со щт.ампом и корпус с породоразрушающим инструментом ll Недостатком этих снарядов является возможность бурения относительно слабых пород и углей, где усилие действующее на штамп, достаточно для его внедрения. При встрече твердых .разновидностей внедрение штампа прекращается и бурение становится невозможным. Указанный недостаток устранен в снарядах, где керн, поступающий внутрь штампа, формируется кернообразующими резцами на породоразрушающем инструменте. Известен снаряд, содержащий корпус, размещенную в корпусе подпружиненную керноприемную трубу со штампо и породоразрушающий инструмент с кернообразующими резцами 2. При бурении таким снарядом мягких пррод штамп, поджимаемый пружиной. опережает резцы породоразрушающего инструмента и предохраняет керн от разрушения . При встрече пропластков твердых пород штамп, сжимая пружину, поднимается до-плоскости резцов. В этом случае обуриваемый коронкой керн свободно проходит в штамп и последний не участвует в разрушении забоя. Однако в процессе вращения подпружиненного штампа по твердой и прочной породе лезвие его притупляется, что приводит к нарушению естественной структуры мягких пород (угля и др.). Кроме того, не исключен размыв керна мягких пород промывочной жидкостью, которая поступает внутрь штампа через пазы в нем. Цель изобретения повышение эффективности работы бурового снар5ада по перемещающимся породам за счет изменения вылета кернообразутощих резцов . Указанная цель достигается тем, что в известном буровом снаряде кернообразующие резцы выполнены с осями и закреплены на них эксцентрично, причем на штампе выполнен круговой конический выступ, а на осях - кулачки, взаимодействующие с выступом на штампе.

Благодаря такому конструктивному решению, а именно, оснащению породоразрушающего инструмента нежесткозакрепленными, а вьщвижными кернообразующими резцами, керноформирующий штамп и связанная с ним керноприемная труба остаются неподвижными как при бурении мягких, так и твердых пород. Это способствует сохранению в керне естественной структуры отбираемой пробы, а отсутствие пазов на торце штампа устраняет опасность размыва керна.

На фиг. 1 изображен буровой снаряд, общий вид в разрезе; на фиг. 2 вид и на фиг. 1; на фиг. 3 - положение кернообразующего резца при бурении по мягким породам; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 3 на фиг, 5 положение резца при бурении по твердым породам; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5.

Буровой снаряд (фиг. 1) содержит корпус 1, соединенный в верхней части с переходником 2, а в нижний С породоразрушающим инструментом 3, который оснащен скважинообразующими резцами 4 и выдвижными кернообразующими резцами 5, Причем последние приподняты над забоем и эксцентрично прикреплены к осям б с кулачками 7 . В корпусе размещен упорный подшипник 8, пружина 9, шток 10, переходник 11, керноприемная труба 12

штамп 13 с круговым коническим выступом 14,

В процессе бурения по углю или мягким породам (фиг, 3 и 4) штамп 13 под действием пружины внедряется в забой с опережением резцов 4 и 5, При этом кернообразующие резцы 5 отведены в нерабочее положение, а кулачок 7 оси 6 не взаимодействует с круговым выступом 14 на штампе. Формирование керна осуществляется без вращения штампа и керноприемной трубы.

При встрече твердых пропластков (фиг. 5 и 6) штамп под действием реации забоя перемещается вверх, сжимая пружину. Круговой конусный выетуп 14 на штампе начинает взаимо- действовать с кулачком 7, перемещая его в горизонтальной плоскости. При этом ось б поворачивается, а закрепленный на ней эксцентрично резец 5 перемещается к центру, перекрывая торец штампа. Передвижение штампа в осевом направлении и резцов . диальном будет продолжаться до тех пор, пока керн, сформированный резцами 5, не начнет плотно входить в штамп, удерживая его от проворота. В породах средней твердости формирование керна осуществляется как кернообразующими резцами, так и штампом. При этом резцы неполностью перерывают торец штампа и формируют керн несколько большего диаметра, чем диаметр проходного отверстия щтампа, а последний под действием сжатой пружины срезает с внешней поверхности керна кромку.

При входе в уголь или мягкие породы штамп под действием пружины перемещается вниз, выступ 14 и кулачок 7 выходят из взаимодействия, а з ксцентрично закрепленные на оси б резцы 5 привращении породораз руШающё го с я инструмента отталкиваются от керна и взаимодействуя с забоем своими нижними режущими поверхностями, возвращаются в исходное положение.

Эффективность работы предлагаемого бурового снаряда заключается в том, что снижается интенсивность притупления штампа при перебуривании твердых пород (штамп неподвижен) за счет чего повышается его ресурс и эффективность штампования в мягких породах, буровой снаряд позволяет перебуривать не только маломощные пропластки, но и вести длительное бурение по твердым породам почвы и кровли пласта, У известных снарядов это приводит к затуплению лезвия штампа.

Формула изобретения

Буровой снаряд, содержащий корпус, размещенную в корпусе подпружиненную керноприемную трубу со штампом и породОразрушающий инструмент с кернообразующими резцами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы по перемещающимся породам за счет изменения вылета кернообразующих резцов, кернообразующие резцы выполнены с осями и закреплены на них эксцентрично, причем на штампе выполнен круговой конический выступ, а на осях - кулачки для взаимодействия с выступом на штампе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Атякин А,К, Опробование полезных ископаемых при бурении скважин. М., Недра, 1968, с. 136.

2,Авторское свидетельство СССР № 613078, кл, Е 21 В 25/00, 1976,

13

И

S-f

Put.4

8-B

fput.e