Бесштанговый снаряд ударного действия для проходки скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B4/14 E02F5/18 

Изобретение относится к горным и строительным машинам и может быть использовано для проходки преимущестт венно восстающих скважин в неуплотняемых горных породах малой крепости, например, угле.

Известен буровой снаряд ударного действия для проходки скважин в горных породах, который содержит корпус с размещенным в нем ударником, воздухораспределительное устройство, тормозное устройство, породоразрушающйй инструмент системы продувки забоя и выноса шлама из скважины. Такой снаряд имеет кинематически связанные между собой удярнчк и инструмент, расположенные на корпусе снаряда гибких направляющих, а канал для выноса разрушенной породы от забоя образуется между стенкой скважины и корпусом 11 .

Недостатком является большая энергоемкость процесса разрушения и недостаточная эффективность выноса от забоя разрушаемой породы.

Наиболее близким к предлагаемоу по технической сущности и достигаемому результату является бесштанговый снаряд ударного действия для проходки скважин в горных породах, содерЬкащий корпус с рабочими полостями, ударник, распределительный патрубок, канал для впуска и центральный канал

с для выхода энергоносителя, породоразрушающйй инструмент и устройство для предотвращения перемещения снаряда в обратном направлении 2.

Недостатком этого снаряда является

Q возможность засорения кольцевого канала крупными кусками разрушенной породы и остановка снаряда в скважине вследствие затруднения выхлопа энергоносителя из рабочих полостей корпуса, а также высокая энергоемкость процес15 са разрушения для дробления разрушаемой породы до мелких частиц.

Целью изобретения явл-яется повышение эффективности выноса разрушенной породы от забоя и снижение энер20гоемкости процесса разрушения.

Поставленная цель достигается тем, что в бесштанговом снаряде ударного действия для проходки скважин, включающем корпус с рабочими полостями,

25 ударник, распределительный патрубок, канал для выпуска и центральный канал для выхлопа энергоносителя, породоразрушающйй инструмент и устройство для предотвращения перемещения

30 снаряда в обратном направлении, канал для выноса разру.иенной породы выполнен в распределительном патрубке. Кроме того, на воздухораспределительном патрубке выполнена кольцевая проточка, которая периодически сообщена с передней рабочей полостью и сетью энергоносителя. На чертеже изображен предложенный бесштанговый снаряд ударного действи для проходки скважин. Бесштанговый снаряд состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором размещен ударник 2. Ударник 2 с днищами корпуса образует рабочие полост 3 и 4. Через ударник проходит воздухораспределительный патрубок 5, на котором выполнена кольцевая проточка 6. Эта проточка периодически сообщена с передней рабочей полостью 3 и сетью энергоносителя (пневмосистемой гидросистемой). в стенке патрубка 5 выполнены каналы 7 выхлопа, а в удар нике 2 - каналы 8 впуска. В воздухораспределительном патрубке 5 выполне канал 9 для выноса разрушенной пород от забоя. Этот канал сообщен с каналами 7 выхлопа. На перел,ней части корпуса 1 при помощи скалки 10 установлен породоразрушающий инструмент 11. В задней части корпуса установлено устройство 12 для предотвращения перемещения снаряда в обратном направлений при его движении на забой скважины. Это устройство может быть выполнено в виде ребер, расположенных на корпусе или радиально подвижных элементов и т.д. для создания силы трения между стенкой скважины и корпусом снаряда. Задняя рабочая полость постоянно сообщена с сетью энергоносителя посред ствсм воздухопровода 13,который може быть выполнен соосно с каналом 9 для выноса разрушенной породы. Работает снаряд следующим образом При открытии крана в сети энергоносителя, например, пн,евмосети, ежатый воздух поступает в заднюю рабочую полость 4 через .кольцевую проточ ку 6 и .каналы впуска 8 - в нижнюю рабочую полость 3, Одновременно устройство 12 для предотвращения перемещения снаряда в обратном направлении при его движении на забой входит в контакт со стенкой скважины или стартового устройства (не показано). Под действием давления сжатого воздуха и за счет того, что площащь ударника со стороны передней полости 3 больше, чем площадь ударника со сГороны задней полости, ударник начинает соверсиать возвратно-поступательное движение. Вначале ударник движется вверх и на своем пути открывает выхлопные окна 7. Из передней полости происходит выхлоп. Так как в задней рабочей полости давление равно сетевому, а в передней полости произоиел выхлоп, ударник двигается на прямой ход и наносит удар по переднему днищу корпуса через скалку 10 по породоразрушающему инструменту 11, размещенному на скалке. Порода при этом разрушается и вытесняется в цилиндрический канал 9. В зоне выхлопных окон 7 разрушенная порода подхватывается сжатым воздухе и ускоренно вытесняется из скважины. Так как снаряд предназначен преимущественно для восстающих скважин, то вынос разрушенной породы от забоя осуществляется эффективно. Применение предлагаемрго снаряда позволяет снизить энергоёмкость разрушения пород. Формула изобретения Бесштанговый снаряд ударного действия для проходки скважин включающий корпус с рабочими полостями, ударник, распределительный патрубок, канал для впуска и центральный канал для выхлопа енергоносителя, породоразрушакидий инструмент и устройство для предотвращения перемещения снаряда в обратном направлении, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса разрушения и повышения эффективности выноса разрушенной породы от забоя, канал для выноса разрушенной породы выполнен в распределительном патрубке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 115474, кл. Е 21 С 3/04, 1957. 2.Есин Н.Н. Погружные машины ударного действия для бурения скважин: Новосибирск, Наука, 1976, с. ё4 (прототип).