Буровой снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B17/00 

(54) БУРОВОЙ СНАРЯД

Изобретение относится к горному

в частности к станкам для бурения делу, скважин.

Известен буровой снаряд, состоящий из вертлюга с салазками и бурового става. Для подачи сжатого воздуха от шланга к буровому ставу служит верт- люг. В верхней части вертлюг имеет подвесной блок. Верхний конец штанги снабжен наконечником и посредством штанги и муфты соединен со шпинделем. Муфта состоит из двух фланцев, соединенных болтами. Шпиндель смонтирован в корпусе на подшипниках. Он является вращающейся деталью при бурении и снабжен каналом для подвода воздуха в полость штанги через патрубок. Зазор между вращающимся шпинделем и неподвижным корпусом уплотняется сальником. К патрубку прикреплены серьги, в которых на шарикоподшипниках смонтирован блок для подвески вертлюга к канату. Корпус вертлюга соединен неподвижно с

салазками, скользящими по направляющим мачты И

Наиболее близким техническим решением к изобретению является буровой снаряд, включающий шарошечное долото, штанги, свинченные между собой в колонну, вращатель, шпиндель, установленный на нем на подшипниках кожух для подвода сжатого воздуха.

Канал для подвода сжатого воздуха

10 к шпинделю герметизируют с помощью двух манжет, зажатьос кольцом и втулкой с крышкой. Дня соединения шпинделя со штангами бурового става служит переходник, по которому одновременно

15 подводят воздух от магисграли во внутреннюю полость штанги через стакан опорного узла 2 .,

Недостатком известных буровых снарядов является низкое качество очистки

20 скважины от шлама по следующим причинам.

При работе еганка на вечномерзлых породах, температура которых круглый год отрицательная, сжатый воздух, проходя по скважине, охлаждается. Как показали исследования, температура сжатого воздуха в этом случае снижает ся незначительно. Однако, поскольку она остается положительной, то частицы льда, имеюидаег ся в буровой мелочи, которая выносится в процессе бурения из скважины, оттаивв ют, образуя грязев1ую массу. Масса налипает на буровой став, гидропатрон и корпус станка, образуя грязё видный сальник. В резз льтате этого ухудшается очистка, затрудняется извлечение бурового става, а забивание гидро патрона приводит к заиливанию в нем штанги и, как следствие, обрыву троса. Если происходит внезапная остановка, то штанга замерзает в гидроцилиндре. Для приведения снаряда в нормальное ра бочее состояние необходимы дополнительные трудовые затраты. Для нормальной, согласно требованиям очистки бурового инструмента от буровой мелочи необходимо, чтобы темпера- тура сжатого воздуха была близка к О или равнялась температуре буримых пород (-3 -100). Так как скорость бурения на вечномерзлых породах высокая (48-54 м/ч), то количество сжатого воздуха, вырабатываемое компрессором данного бурового снаряда, недостаточно для качественно очистки скважин от буровой мелочи. Цель изобретения - повышение эффективности бурения мерзлых грунтов за счет улучшения очистки скважины от шлама. Указанная цель достигается тем, что буровой снаряд снабжен насадкой, установленной в полости шшшдетгя перед переходником, причем каналы переходника и ниппеля выполнены в виде диффузора, а переходник имеет радиальный кайал для связи полости переходника лор-насадкой с затрубным пространством. На чертеже изображен буровой снаряд Буровой снаряд содержит шпиндель 1, установленный на нем на подшипниках 2 траверсу 3 с кожухом 4. Для подвода сжатого воздуха в снаряд кожух имеет отверстия 5 и 6. Шпиндель 1 соединен с переходником 7, который в свою очередь, посредством ниппеля 8 соединен с буровой штангой 9, к нижнему концу штанги крепится долото 10 с шарошками 11. На выходе канала 12 шпинделя 1 с помощью резьбы закреплена насадка 13, ;ооб1ценн9я с внутренней полостью канала 14 переходника 7. Канал 14 переходника имеет форму диффузора, сужен ные участки которого соединены с полостью 15 цилиндрической формы. Переходник имеет отверстия 16, сообздающие полость переходника под насадкой с затрубным пространством. Канал 17 циппеля 8 выполнен в виде продолжения диффузора 1санала 14 переходника 7. Снаряд работает следующим образом. Сжатый воздух от компрессора (на чертеже не показан) подают в канал 12 шпинделя 1 через отверслия 5 и б с температурой 70 - 9О°. При выходе сжатого воздуха из насадки 13 в суженную полость 18 (диффузора) канала переходника 7 создается разрежение, в результате чего происходит подсос ат- , мосферного воздуха, через отврестия 5 н 6, минимальная температура которого может достигать -50, а в среднем -Цт13. В цилиндрической полости 15 канала 14 происходит смещение сжатого воздуха с высокой температурюй (-7О-90°С) и атмосферного воздуха с отрицательной температурой. В результате смещения температура сжатого воздуха снижается до требуемых пределов от -7 до +3°С, т.е. до температуры пород. Поэтому, попадая на забой скважины, такой воздух не оттаивает породу, называя налипание на буровой инструмент, а осуществляет качестве гную очистку скважины не сиижая производительности бурения. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении производительности бурения за счет повышения количества подаваемого в скважину сжатого воздух 1. Формула изобретения Буровой снаряд, вйлюч аощий шпиндель, установленный на HCIM на подшипниках кожух для подвода окатого воздуха и переходник, связанный с ниппелем буровой штанги, отли гающийс я тем, , с целью, повышения эффективности бурения мерзлых грунтов засчет улучшения очистки скважины от шлама, он снабжен насадкой, установленной в полости шпинделя перед переходнкк 3м, причин каналы переходника и ниппеля выполнены в виде диф4оэора, а nepei