Буровой инструмент Советский патент 1982 года по МПК E21B7/28 

(54) БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

1

Изобретение относится к горной про мьпиленности и может быть использовано преимущественно для вифоврашательiHoro бурения скважин в мерзлых породах.

Известен буровой амортизатор, включающий верхний и нижний телескопические элементы с размешенной между ними упругой муфтой Cl

Недостаток данного устройства заключается в неполном гашении ударных нагрузок при бурении перемешакяшкся по твердости горных пород.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент для виброврашательнрго бурения, включающий буровой став с установленным на нем верхним и нижним телескопическими элементами, закрепленное на нижнем телескопическом элементе коническое кольцо, расширяющееся в сторону забоя, амортизатор, установленный между телескопическими элементами, и приспособление для гашения ударных нагрузок, выполненное в виде упругих пЯастин с распорными плашками в нижней части, имеющими .коническую поверхность опирающимися на коническое кольцо и снабженными твердосплавными вставка. ми С2 .

Недостатком данного устройства явfO ляется низкая эффективность гашения ударных нагрузок в первой фазе бурения валунистых включений, когда коронка осуществляет бурение крепкой породы, а распорные плашки устройства для гашеf5 ния ударных нагрузок взаимодействуют со слабыми и средней крепости породами. При этом последние быстро разбуриваются и гаситель ударных нагрузок инструмента перестает выполнять свои

20 функции.

Цепью изобретения - повышение эффективности гашения ударных нагрузок при буренки россыпных отложений. 396 Поставленная цель достигается тем, что буровой инструмент для вибровращательного бурения, включающий буровой став с установленным на нем верхним и нижним телескопическими элементами, закрепленное на нижнем телескопическом элементе коническое кольцо, расширяющее ся в сторону забоя, амортизатор, установленный между телескопическими элементами, и приспособление для гашения ударных нагрузок, выполненное в виде упругих пластин с распорными плашками в нижней части, имемдими коническую поверхность и опиракшкмися на коническое кольцо и снаббкенными твердосплавными вставками, снабжен обоймой, ycTajновленной на верхнем телескопическом элементе с возможностью вращения и жестко связанной с верхними концами упругих пластин, а на нижнем телескопическом элементе выполнена коническая поверхность, сужакяцаяся в сторону забо для взаимоде твия с конической поверхностью распорных плашек. На фиг. 1 изображен предлагаемый буровой инструмент; на фиг. 2 - изометрия обоймы с упругими пластинами и плашками. Буровой инструмент состоит из двух телескопичес1скх элементов верхнего 1 и нижнего 2, между которыми размешен амортизатор 3. Верхний телескопический элемент 1 посредством резьбы соединен с буровой трубой 4. Нижний телескопиче кий элемент 2 посредством резьСвьг соединен с коронкой 5. Между нижним телескопическим элементом 2 и коронкой 5 размещено коническое кольцо 6, коническая поверхность 7 которого расширяется в сторону забоя. Верхний телескопический элемент 1 имеет кол лсевую проточку 8, в которой размешена разъем ная обойма 9, состоящая из двух симмет /ричных частей, скрепленных болтовыМ соединением 10. Проточка 8 соединен) с осевым продувочным отверстием 11 инструмента тонкими смазочными каналами 12. На обойме 9 жестко ;закреплены верхние концы упругих пластин 13, в нижней части которых имеются плашки 14, опирающиеся на коническую поверхность 7 колыш 6. Плашки 14 снабжены парами твердосплавных вставок, верхние 15 из которых имеют режущие фомки, параллельные оси инструмента , а режу щие кромки нижних твердосплавных вста вок 16 перпендикуттярны оси инструмент& . На нижнем телескопическом элемен1те 2 выполнена сузкакхцаяся в сторону забоя коническая поверхность с пазами 17, форма которых соответствует форме веркних частей плашек 14. Буровой инструмент работает следующим образом. При виброврашательном бурении рос- сьшных отложений возникают ударные импульсы, амплитуда которых зависит от многих факторов, основной из которыхкрепость буримых пород. Под действием ударных импульсов амортизатор 3 сжимается, буровая штанга 4 и верхний телескопический элемент 1 вместе с закрепленной на нем обоймой 9. сближаются с нижним телескопическим элементом 2 и коронкой 5, а распорные плашки 14, опираясь о коническую поверхность 7 кольца 6, продвигаются по ней вниз и в стороны. При этом твердосплавные вставки 15 разбуривают боковые Ьтенки скважины. При этом энергия ударных икшульсов используется на разбуривании стенок скважины. При прекращении действия ударнбго импульса амортизатор 3 распрямляется, телескопические элементы 1 и 2 расходятся и плашки 14 под действием упругих пластин 13 возвращаются в исходное состояние. Если стенки скважины в 15 сложены ИЗлегкобуримых пород, то после первого ударного импульса они разбуриваются и при возникновении очередного импульса амплитуда сокращения амортизатора 3 увеличивается и плашки 14 выходят из зацепления с пазами 17. При этом плашки 14, вклинившиеся в стенки скважины твердосплавными вставками 1в вместе с упругими пластинами 13 и обоймой 9, останавливаются в своем вращении и обойма 9 поворачивается относительно вращающегося верхнего телесксэтического элемента 1 на некоторый угол. Энергия отраженного ударного импульса гасится на стенки скважины через коронку 5, коническое кольцо 6, плашки 14 и твердосплавные вставки 16. После окончания действия ударнЬго импульса амортизатор 3 распрякйяётся; и плашки 14 продвигаются вверх по коническому кольцу 6 пока не войдут в зацепление с пазами 17. П1эи этом ТтлашкЕ 14 вместе с упругими пластин ми 13 и обоймой 9 возобновляют вращение вместе с верхним телескопическим элементом 1. Таким образом, при использовании предлагаемого устройства происходит гашение ударных нагрузок, возникающих при вибровращательном бурении. Формула изобретения Буровой инструмент для вибровращательного бурения, включающий буровой став с установленным на нем верхним и нижним телескопическими элементами, закрепленное на нижнем элементе коническое кольцо, расширяющееся в сторону забоя, амортизатор, установленный межд телескопическими элементами, и приспособление для гашения ударных нагрузок вьшолненное в виде упругих пластин с распорнь1ми плашками в нижней части, имеющими коническую поверхность, опиракацимися на коническое кольцо и снабжегшыми твердосплавными вставками. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гаше ния ударных нагрузок при бурении россыпных отложений, он снабжён обоймой, установленной на верхнем телескопическом элементе с возможностью вращения и жестко связанной с вероЕННми концами упругих пластин, а на нижнем телескопическом элементе выполнена коническая поверхность, сужающаяся в сторону забоя для взаимодействия с конической поверхностью распорных плашек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР NS 571577, кл. Е 21 В 17/О6, 1974. 2. Авторское свидетельство по заявке № 2809675/03, кл. Е 21 В 17/06, 1979.