АППАРАТ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН Советский патент 1929 года по МПК E21B4/06 

Предлагаемое изобретение касается аппаратов для бурения с двигателем, устанавливаемым в скважине, и предназначается для производства бурения ударным способом.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают два вертикальных разреза аппарата по взаимно перпендикулярным плоскостям; фиг. 3 - разрез по I-I на фиг. 1; фиг. 4 - то же, по II-II; фиг. 5 - то же; по III - III; фиг. 6 - то же. по IV-IV; фиг. 7 - то же, по V-V. фиг. 8 - то же, по VI-VI; фиг. 9 - то же, по VII-VII; фиг. 10 - разрез по VIII-VIII на фиг. 2. фиг. 11 - тоже, по IX-IX; фиг. 12 - то же, по X-X; фиг. 13 - то же, по XI-XI; фиг. 14 - то же, по XII-XII; фиг. 15 - развернутый вертикальный разрез самовращателя; фиг. 16 - продольный разрез верхней части аппарата с водяным двигателем; фиг. 17 - то же, нижней части; фиг. 18 - разрез по XIII-XIII на фиг. 17.

На валу электромотора М сидит коническая шестерня щ₁, приводящая в действие две конических шестерни большего диаметра щ₂, и щ₃, закрепленных на валиках в₁ и в₂. Конические шестерни вращаются в кожухе Z, наполненном вазелином. На противоположных от конических шестерен щ₂ и щ₃ концах валиков в₁ и в₂ укреплены кривошипы ы₁ и ы₂, с пальцами о₃ и о₄, с которыми соединены шатуны у₁ и у₂, прикрепленные к валикам в₃ и в₄, имеющимся на Т-образном поршне П компрессора. Последний засасывает воздух из воздушной камеры Р через электромотор М, канал л и всасывающий клапан к₁ в поршне П. Сжатие воздуха происходит в цилиндре ц₁, из которого он проталкивается через клапан к₂ в аккумулятор ц₂ и ниже через патрубок б, трубы m₁, m₂, m₃, m₄, m₅ в кольцевое пространство ц₄, вследствие чего поднимается ударник H, а также поршень n₀, который в своем верхнем положении закрывает трубы m₆ и m₇, отводящие сжатый воздух в цилиндр ц₃. После того, как ударник H поднят в свое наивысшее положение, давление в цилиндрическом пространстве ц₅ возрастает и действует на кольцевую поверхность кольца а₁, с другой стороны которой действует пружина u₁, могущая быть регулируема подвинчиванием фланца ф. При увеличении давления в кольцевом пространстве ц₅ пружина u₁ сжимается, вследствие чего, благодаря большей чем у кольца a₂ площади, кольцо a₁ поднимается кверху вместе с связанными с ним, посредством штоков о₁ и о₂, кольцами а₂ и a₂, из которых а₂ перекрывает трубы m₁ и m₂, а кольцо a₃, кроме перекрытия конечных отверстий труб m₁ и m₂, открывает трубы m₈ и m₉. После того, как кольцо а₃ открыло трубы m₈ и m₉, ведущие в воздушную камеру Р с атмосферным давлением, давление в цилиндрическом пространстве ц₆ упадет, вследствие чего опустится поршень n₀, открыв трубы m₆ и m₇ (фиг. 2), через которые сжатый воздух устремится в цилиндр ц₃, где при расширении произведет выталкивание ударника Н с долотом Д, регулирование числа ударов которого достигается пружиной u₁. Ударник Н, опустившись в цилиндре ц₃ ниже отверстий труб m₁₀ и m₁₁, даст выход сжатому воздуху через клапаны x последних, кольцевое пространство ц₄ и трубы m₄, m₅, m₃, m₈ и m₉ в воздушную камеру Р. Вследствие понижения давления в цилиндрическом ц₅ пространстве u₁ пружина отжимает кольца a₁, a₂ и a₃, передвигая их опять в исходное положение.

Для того, чтобы долото при каждом ударе поворачивалось, в нижней части аппарата устроен самовращатель С, на внутренней поверхности которого находятся гребенчатые выступы (фиг. 9 и 15), между которыми двигается чекушка ч, проходящая сквозь ударник Н. Чекушка ч имеет с одной стороны слегка выгнутую поверхность, благодаря которой она скользит между гребнями внутренней поверхности самовращателя, последовательно проходя зигзаги в одном и том же направлении, поворачивая при этом ударник Н с долотом Д.

Описанный аппарат может быть использован и при вращательном бурении, как подсобный инструмент для проходки крепких пород. В этом случае на ударник Н надевается пружина u₂, для противодействия гидростатическому давлению грязевого раствора, заполняющего скважину при промывке забоя.

Вместо электромотора M может быть установлен водяной двигатель (фиг 16), отработанный раствор которого отводится по трубам m₁₂ и m₁₃ и далее по междутрубному пространству через самовращатель (фиг. 17) к долоту.

Аппарат для бурения скважин с электрическим или водяным двигателем, устанавливаемым в скважине, отличающийся тем, что он снабжен: а) приводимым в действие от двигателя при помощи конических шестерен щ₁, щ₂, щ₃, шатунов y₁, у₂ и поршня П компрессором, нагнетающим воздух в аккумулятор ц₂, б) устройством для приведения в действие долота, состоящим из цилиндра со штоком H, поднимаемого в верхнее положение сжатым воздухом, идущим из аккумулятора по патрубку б и трубам m₁, m₂, m₃, m₄, m₅, в) трех соединенных между собою штоками, распределяющих воздух, колец а₁, а₂, а₃ с пружиной u₁, которые, поднимаясь, при достижении штоком Н верхнего положения, закрывают трубы m₁ m₂ и открывают трубы m₈ m₉ и г) распределительного цилиндрика n₀, который, опускаясь, открывает трубы m₆ для направления сжатого воздуха в пространство ц₃.