Долото для электротермомеханического бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B7/15 E21B10/08 

(54) ДОЛОТО ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО

1

Изобретение относится к горному делу, в частности к долотам для электротермомеханического бурения.

Известно долото для электротермомбханического бурения горных пород, состоящее из корпуса, шарошек, канала для подачипродувочного агента и электродов, выполненных в виде контактирующих с забоем тел вращения, установленных на державках, закрепленных в полостях корпуса с возможностью ограниченного продольного перемещения. Каждая полость корпуса и соответствующая ей державка выполнены в виде силового цилиндра, в котором пространство над державкой сообщено дополнительным каналом с каналом для подачи продувочного агента 1.

Недостатком данного долота является т6, что при бурении по ранее нарушенному взрывом массиву электроды, работая в разрыхленном слое породы, подвергаются повреждениям.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является долото дл электротермомеханического бурения, включающее корпус, щарощки, свободно закрепленные на лапах корпуса, циБУРЕНИЯ

линдрические полости для размещения электродов с поршнями-державками и центральный канал, сообщенный с подпоршневыми полостями 2.

Недостатком данного долота является то, что не предусмотрена защита электродов от повреждений при работе долота по нарушенному слою породы, при посадке долота на забой скважины. При работе в этих условиях электроды часто выходят из строя.

Цель предложения - повышение эксплу10атационной надежности долота.

Поставленная цель достигается тем, что в долоте для электротермомеханического бурения, вкл19чающем корпус с центральным

15 продувочным каналом, полостями для размещения в них поршней-державок, фиксирующих электроды, и отверстиями, соединяющими надпоршневые пространства полортей с центральным продувочным каналом, и шарошки, свободно закрепленные на лапах корпуса, долото снабжено подпружиненным золотником, установленным в центральном канале, который сообшен с подпоршневыми полостями, кроме того центральный канал сообщек с подпоршневыми полостями посредством каналов, выполненных в корпусе.

На чертеже изображено долото для электротермомеханического бурения, общий вид.

Долото для электротермомеханического бурения состоит из корпуса 1, шарощек 2 и электродов 3. Корпус 1 долота имеет яапы 4, на которых с возможностью свободного вращения установлены щарошки 2. В корпусе 1 выполнены центральный канал 5 и сообщаемые с ним цилиндрические полости 6, расположенные между лапами 4. Полости 6 образованы втулками 7, в которых находятся полые цилиндры 8, изолированные от них диэлектрическими втулками 9. Полые цилиндры 8 подключены к источнику электрического тока (не показан) проводом 10. Втулки 7 закрыты торцовыми крышками 11.

Поршни-державки 12 с электродами 3 установлены в цилиндрах 8 наклонно (под углом к оси вращения долота) таким образом, чтобы осуществлялась постоянная воз.можность контактирования электродов 3 с забоем непосредственно в его угловой трудноразрущаемой зоне. Поршневая головка 13 поршней-державок 12 выполнена в виде пружинящих лепестков. Верхние каналы 14 и нижние 15 соединяют центральный продувочный канал 5, соответственно с-надпоршневыми 16 и подпорщневыми 17 пространствами полостей 6. Золотник 18 установлен в центральном продувочном канале 5 и подпружинен пружиной 19.

Долото работает следующим образом.

В начальный период бурения, когда долото работает по разрушенной породе подошвы уступа, воздух, попадая из полости штанги в центральный продувочный канал 5 долота, нижние каналы 15 и подпоршневые пространства 17 полостей 6, воздействует на поршневые головки 13 державок 12, которые, пере.мещаясь вверх, поднимают электроды 3, т. е. электроды 3 прячутся внутрь втулок 7. Когда разрушенная порода пройдена и долото работает в цельном массиве, забой скважины выравнивается и очищается от буровой мелочи. Давление воздуха повышают. Воздух с повышенным давлением преодолевает усилие пружины 19, которая сжимается. Золотник 18 передвигается вниз вдоль оси вращения долота и открывает верхние каналы 14, которые сообщают центральный продувочный канал 5 с надпоршневыми пространствами 16 полостей 6. Воздух, поступая в последние, воздействует на поршневые головки 13 державок 12. Ввиду разницы площадей поршневых головок 13 сверху и снизу давление воздуха сверху получается больше чем подпор снизу. Поэтому державки 12 передвигаются ьниз наклонно таким образом, что электроды 3, выдвигаясь,

осуществляют постоянный контакт с угловой трудноразрущаемой зоной забоя скважины. При понижении давления воздуха электроды 3 опять прячутся внутрь втулок 7. Таким образом при всех трудных случаях работы электродов долота: забуривание

скважины не с целика, бурение по разрущенной породе, добуривание ранее пробуренной скважины, посадка долота на забой и подъем долота - регулируя давление воздуха, воздействуя тем самым на золотниковое устройство, можно прятать и выдвигать электроды из корпуса долота.

Кроме того при бурении неэлектропроводных прослоек можно также прятать электроды и проходить прослойки механическим инструментом.

Предложенная конструкция долота позволяет ,предотвратить поломку электродов, выход их из строя. Увеличивается срок службы электродов и всего долота в целом. Улучшается эффективность электротермошарощечного бурения, повышается скорость бурения.

Формула изобретения

1. Долото для электротермомеханического бурения, вкЛючающёе корпус, шарощки, свободно закрепленные на лапах корпуса, цилиндрические полости для размещения электродов с поршнями-державками и центральный канал, сообщенный с надпоршневыми полостями, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности долота, оно снабжено подпружиненным золотником, установленным в центральном канале, который сообщен с подпорщневы ми полостями.

2. Долото по п. 1, отличающееся тем, что центральный канал сообщен с подпорщневыми полостями посредством каналов, выполненных в корпусе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 344096, кл. Е:21 С 37/18, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 666272, кл. Е 21 С 37/18, 1978 (прототип).