Погружное устройство дляудАРНО-ВРАщАТЕльНОгО буРЕНия Советский патент 1981 года по МПК E21B4/10 

(54) ПОГРУЖНОЕ УСТРОЙСТВО для УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ВУРЕНИЯ

|показано) , по оси которой размеацен забурник 2, шток 3 которого связан со штангой посредством подшипникового узла 4. Породоразрушакщий инструмент 5 и втулка 6 связаны шлицевым соединением с внутренней поверхностью буровой штанги 1 и на них закреплена своим нижним и верхним концом рабочая пружина растяжения с межвитковым давлением 7. Толкатель 8 - подвижная.в осевом направлении, часть кулачкового механизма взвода, рабочей пружины 7 - закреплен на втулке б, а кулачок 9 - неподвижная часть - на штоке 3. Рабочая пруйсина 7 выполнена в виде пружины растяжени с мезгсвитковым давлением. Усилие подачи ,передается на породоразрушакщий инструмент 5 через шток 3 и упругий элемент 10.

Работает погружное уст1ройство следующим образом. .

При бурении РЫХЛЫХ и слабосвязанных горных пород привод бурильной машины вращает буровую штангу, 1 и связанный с ней породоразрушающий инструмент 5.

Так,как при этом усилие подачи мало, то забурник 2 находится в теле породоразрушающего инструмента 5 и вращается вместе с ним под действием тангенциальной составляющей усилия растяжения рабочей пружины 7 на кулачке 9. В этом случае шнековая буровая штанга 1, втулка 6, торцовый кулачок 9 и шток 3 с забурником 2 вращаются с одинаковыми скоростями, и реализуется вращательным способом бурения..

. Если породоразрушающий инструмент вращается с монолитными горными породами, то скорость бурения снижа.ется и растет усилие подачи буровой штанги 1 на забой. Это приводит к тому, что породоразрушакяций инструмент .5 смещается вверх, сжимая упругий элемент 10. Одновременно выдвигается вперед забурник 2, жестко связанный с буровой штангой 1, что вызывает забуривание его в горную породу и остановку .При этом Ьстано- витсяг связанный со штоком забурника 3 кулачок 9. Зтулка б продолжает вращаться вместе с буровой штангой 1 Толкатель 8, проскальзывая по профилю кулачка 9, смещает вверх втулку 6 и растягивает рабочую пружину 7. В верхней точке профиля кулачка 9 происходит срыв толкателя 8 с профиля, и втулка 6 под действием растянутой рабочей пружины 7 стремительна движется вниз. Удар по хвостовику породораЭрушакацаго инструмента 5 наносится витками рабочей пружины

7 и втулкой 6. Затем процесс повторяется. Включается в работу ударный механизм, и реализуется ударно-вращательный способ бурения.

Если встречается слой рыхлых горных пород то забурник 2 начинает вращаться совместно с породоразрушаицим инструментом 5, и реализуется вращательный способ бурения,.

По окончании бурения скважины буровая штанга 1 поднимается вверх При этом забурник, не встречая сопротивления со-стороны горной породы, вращается с той же скоростью, что и штанга 1. Ударный механизм не работает .

По сравнению с известным устройством предлагаемое позволяет снизить поперечные его размеры, так как в известном изобретении поперечные раз.меры определяются размерами деталей , шток, боек с роликом, кулачок, а в данном - шток, рабочая пружина. Использование рабочей пружины в качестве ударной массы уменьшает металлоемкость устройства/ а следовательн и.массу ударного механизма. Уменьшение габаритных размеров ударного механизма приводит к снижению диаметра, а следовательно и массы буровой штанги.

Формула изобретения

Погружное устройство для ударновращательного бурения, включающее буровую штангу, породоразрушающий инструмент, забурник .со штоком и кулачковый механизм взвода рабочей пружины, отличающееся тем, что, с целью снижения габаритных размеров .и массял, оно снабжено втулкой с толкателем, установленной на внутренней поверхности буровой штанги f с возможностью осевого перемещения, и связанной с хвостовиком породоразрушающего инструмента посредством рабочей пружины, а также установленной с возможностью взаимодействия через толкатель с кулачком кулачкового механизма, причем рабочая пружина выполнена в виде пружины растяжения с межвитковым давлением, а кулачок установлен на штоке забурника.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 562633, кл. Е 21 В 5/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 578451, кл. Е 21 С 3/24, 1975

(прототип).

г