Устройство для бурения скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B7/24 

1

Изобретение относится к технологии бурения скважин и может быть использовано при бурении на воду, при выполнении инженерно-строительных работ (скважин для свай, столбов и т.п.), а также при бурении инженерно-геологических скважин.

Известно шнековое устройство для бурения скважин, в котором разрушенная порода извлекается из скважины, перемещаясь вдоль винтовой поверхности шнека при его вращении 1.

Однако это устройство обеспечивает малую глубину бурения, а также не применимо для бурения липких пород.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является аккумулирующий шнековый скользящий бур, включающий буровую щтангу, шнековый бур, аккумулирующую емкость, подвешенную на канате и установленную на буровой штанге с возможностью осевого перемещения и фиксирования на ней 2.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает непрерывное бурение, чем снижается производительность буровых работ.

Цель изобретения - повышение производительности путем непрерывного бурения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бурения скважин, включающем буровую штангу, шнековый бур и аккумулирующую емкость, подвешенную на канате, последняя выполнена в виде кожуха с размещенным в нем пустотелым валом со спиральными лопастями, установленными JU над шнековым буром, при этом фиксирование емкости осуществлено посредством резьбы, выполненной на внутренней поверхности вала и буровой штанги, размещенной внутри вала.

Кроме того, кожух аккумулирующей емкости выполнен разъемным, а шнек аккумулирующей емкости имеет шарнирно установленные на нем заслонки.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения скважин, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1.

Буровая штанга 1 (фиг. 1) со шнековой навивкой 2, бурильным долотом 3 представляет собой буровой инструмент. На буровую штангу 1 насажена свободно аккумулирующая емкость, состоящая нз корпуса 4, пустотелого вала со спиральными лопастями 5, кожуха 6, двух щарниров 7, установленных на заслонке 8, жестко соединенной с корпусом 4 и двух заслонок 9, соединенных шарннрно со спиральными лопастями 5 посредством шарниров 10 (фнг. 4).

Муфта, состоит из корпуса 11, двух упорных подшипников 12 и гаек 13 (фнг. 3). Корпус 11 посредством шарнира 14 присоединен к канату 15, а посредством рычагов 16, кронштейнов 17 и 18 и шарнира 19 - со ступицей 20 и двумя полукольцами 21 и 22.

На полукольцах 21 и 22 посредством осей 23 и ушек 24 устаиовлеиы ролики 25 (фиг. 2 и 3). Ступица 20 нагружена цилиндрической пружиной 26, верхняя часть которой упирается в кольцо 27 и упорный подшипник 28. С корпусом 4 соединено жестко зубчатое колесо 29. На штанге 1 имеется резьбовой венец 30, представляющий собой ходовую резьбу. Кожух 6 нагружен цилиндрической пружиной 31 посредством шайбы 32.

Устройство работает следующим образом.

Порода, разрушенная долотом 3, захватыв)ается навивкой 2, а затем спиральными лопастями 5, заполняя аккумулирующую емкость. Заслонки 9 в момент заполнения породой поворачиваются в верхнее положение вокруг шарнира 10 до совпадения с лопастями 5, открывая проход породе.

После заполнения аккумулирующая емкость поднимается канатом 15 для разгрузки, при этом бурение продолжается, а выбуренная порода накапливается иад шнеком 2. При подъеме аккумулирующая емкость совершает вращательио-поступатбльиое движение относительно штанги до того момента, пока резьбовой венец 30 не выйдет из зацепления с резьбовой частью корпуса 4.

При подъеме аккумулирующей емкости заслонки 9 возвращаются в исходиое положение (под давлением породы и собственного веса), опнраясь нижней кромкой на спиральные лопасти 5, препятствуя выпаданию породы.

Выгрузка породы совершается под действием центробежных сил (кожух 6 раскрывается, преодолевая усилие пружины 31 и открывая выход породе) посредством зубчатого колеса 29. Поле разгрузки заслонки закрываются и удерживаются в этом положении посредством пружины 31.

Аккумулирующая емкость отпускается на забой. Резьбовая часть корпуса 4, дойдя до резьбового венца (резьба в корпусе 4 и на резьбовом венце 30 ходовая, левая), захватывается резьбовым витком резьбового венца 30 и начинается принудительное вращательно-поступательное перемещение аккумулирующей емкости вниз до стыковки шнека 2 и лопастей 5 вала путем вхождения лопастей 5 в иакоплеиную к этому времени породу над шнеком 2, начиная, таким образом, заполнение аккумулирующей емкости.

Заполненная аккумулирующая емкость канатом 15 снова поднимается для разгрузки, т.е. начинается повтореиие цикла.

Предлагаемое устройство обеспечивает непрерывное бурение благодаря тому, что аккумулирующая емкость имеет возможность блокироваться и разблокироваться со штангой на ходу посредством левой ходовой резьбы, выполненной на бурильиой штанге и в корпусе aкkyмyлиpyющeй емкости; позволяет повысить производительность бурового станка за счет исключения остановок бурильиой штанги для подъемно-спускных операций и упрощает конструкцию бура.

Формула изобретения

1.Устройство для бурения скважин, включающее буровую щтангу, шнековый бур, аккумулирующую емкость, подвешенную на

канате и установленную на буровой штанге с возможностью осевого перемещения и фиксирования на ней, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности путем непрерывного бурения, аккумулирующая емкость выполнена в виде кожуха с размещенным в нем пустотелым валом со спиральными лопастями, устаиовлениыми над шнековым буром, при этом фиксирование емкости осуществлено посредством резьбы, выполненной на внутренней поверхности

вала и буровой штанги, размещенной внутри вала.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кожух аккумулирующей емкости выполнен разъемным.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что шиек аккумулирующей емкости имеет шарнирно установленные на нем заслонки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Белозеров Н. П. и др. Буровое дело. М., «Недра 1963, с. 119-129,

2.Авторское свидетельство СССР

N° 600282, кл. Е 21 В 9/02, 1976 (прототип).

J.