Установка для подземного бурения скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B15/00 E21B4/00 E21B7/04 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к горной ш омышленности, в частности к установкам лая бурения скважин в подземных услови 1х.

Известна буровая, включающая вращатель, электродвигатель, редуктор, механизм подачи 1.

Недостатками этой установки являются ограниченная длина буримых скважин, низкая скорость бурения, сложность и металлоемкость конструкций.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для подземного бурения скважин, включающая буровой снаряд турбинного типа, каретку, ролики, шарнир буровой став, управляющую канатную систему с лебедкой и напорный насос 2.

Однако в известной установке размещение электрического или пневматичес1 ого двигателя в скважине требует больших размеров поперечного сечения. Кроме того, такая конструкция исполнительного органа и буровых штанг не обеспечивает бурение скважин в заданном направлении, а отсутствие средств транспортировки буровой щелочи по скважине не позволяет применять их для бурения в горизонтальном и нисходящем направлениях. Размещение пневматического двигателя вблизи забоя скважины может привести к образованию в ней взрывоопасной концентрации метана, а применение электрического двигателя требует сложных

5 коммуникаций для охлаждения его в скважине.

Цель изобретения - обеспечение направленности и повышение эффективности бурения за счет возможности бурения длинных

,0 направленных скважин под любым углом.

Поставленная цель достигается тем, что буровой снаряд размещен в каретке, которая выполнена в виде желоба, при этом на указанной каретке монтирована дуга, на которой размещены ролики.

15

Кроме того, буровой снаряд, каретка и буровой став скреплены шарниром.

На фиг. 1 изображена схема бурового снаряда для подземного бурения скважин турбинным агрегатом; на фиг. 2 - разрез

20 А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема расположения бурильной установки в горной выработке.

Буровой снаряд для подземного бурения длинных направленных скважин содержит гидротурби-ну 1, приводящую во вращение шарошечное долото 2 и режуще-измельчаюший орган 3. Гидротурбина 1 своей хвостовой частью закреплена шарнирно к хвостовой части каретки, которая выполнена в виде желоба 4, через ось 5. С помощью этой оси 5 к хвостовой части бурового снаряда и каретки 4 с помощью шарнирной вилки 6 закреплен буровой стан 7. Каретка 4 выставлена на ходовые катки 8, причем они расположены радиально на специальной дуге 9. Это исключает возможность смещения каретки 4 с вложенным в нее буровым снарядом от оси заданной скважины. Соединение гидротурбины 1 с буровым станом 7 осуществляется с помощью гибкого щланга 10. Подача бурового снаряда с режуще-измельчающим органом 3 и долотом 2 на забой осуществляется с помощью канатной системы 11, у которой один конец закреплен на барабане лебедки 12, а второй - на динамометре 13. Пода)а бурового снаряда на забой осуществляется путем натягивания каната лебедкой 12ч Контроль натягивающей силы в канате 11 осуществляется динамометром 13. Для создания необходимого усилия на забой используются канатные ролики 14. Подача рабочей жидкости от насосов осуществляется насосами 15 через гибкие шланги 16. Работа установки осуидествляется следующим образом. Поток промывочной жидкости, подаваемой насосами 15 в буровой став к турбине , приводит ее в движение, а последний в свою очередь вращает долото 3 и режущеизмельчающий орган 3. При создании принудительной осевой нагрузки канатной системой 14 на ось бурового става, щарошечное долото 2 врезается в горную массу и скалывает ее. Поток измельченной жидкости под напором ударяется в забой скважины и долото 2 и, тем самым, производит очистку забоя от выбуренной породы, смывая и охлаждая долото 2. Выбуренная масса потоком жидкости выносится под режуще-измельчающий орган 3 и далее к устью скважины. После бурения скважины на заданную глубину снаряд смещается на установленную величину и цикл повторяется. При создании осевой нагрузки на забой на корпусе турбобура 1 будет развиваться момент, равный по величине активному моменту, но с противоположным знаком. Этот активный момент гасится в щарнирной системе. Таким образом, при бурении скважины буровой снаряд независимо от осевых нагрузок и различных отклоняющих сил движется в стрйго заданном направлении. Направление задается у устья скважины с помощью специального потока, установленного под заданным углом (фиг. 2). Установка может применяться в любых горных выработках для бурения как горизонтальных, так и наклонных длинных скважин по породам различной крепости. При одинаковых условиях бурения предлагаемая установка позволит увеличить скорость бурения. В турбобуре приводной энергией является вода, позволяющая использовать установку на пластах, склонности к выбросам угля и газа. Расстояния от пульта управления до опасной зоны можно принимать практически любые, обеспечивающие безопасность работы обслуживающего персонала. Формула изобретения 1.Установка для подземного бурения скважин, включающая буровой снаряд турбинного типа, каретку ролики, шарнир, буровой став, управляющую канатную систему с лебедкой и напорный насос, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения направленности бурения, буровой снаряд размещен в каретке, которая выполнена в виде желоба, при этом на указанной каретке монтирована дуга, на которой размещены ролики. 2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, буровой снаряд, каретка и буровой став скреплены щарнирно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Буровая установка БИП-2, Центральное бюро научно-технической информации Министерства угольной промыщленности СССР. Донецк, 1972. 2.Братченко Б. Ф. Мащины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. М., «Недра, 1975 с. 133-138, (прототип).

У/////// /// ////////////.

%f//7// C/7///7///////////////A(///X//A(///////X///

Л 1- « V V V

//////////////////// у //////////////////////////////////////////////

/(-А