RU2005157C1 - Устройство дл бурени скважин - Google Patents

Abstract

Использование: в горной промышленности при бурении скважин как на открытых, так и на подземных горных работах. Сущность изобретени : устройство дл  бурени  скважин содержит корпус с размещенным в нем шариковым вибратором с кольцевым каналом, который выполнен в продольном сечении в форме двух параллельных пр молинейных участков, сопр женных между собой по дуге окружности, угол сопр жени  которой составл ет 180°. Причем в корпусе шарикового вибратора выполнены две изолированные одна от другой полости , кажда  из которых посредством отдельного канала сообщена с центральным каналом наковальни , а одна из указанных полостей через дополнительный канал сообщена с магистралью сжатого воздуха 3 з ф-лы, 5.ил.

Description

Изобретение относитс  к области горной промышленности м может быть использовано дл  бурени  скважин в породах различной крепости как на открытых, так и на подземных горных работах, в строительстве при проходке скважин, а также в металлургии при обработке металлов.

Известно устройство дл  бурени  скважин , в котором при подаче промывочной жидкости ударный шар совершает круговое движение, перемеща сь к стенке корпуса и передава  породоразрушающему инструменту ударный импульс 1.

Недостатком этого устройства  вл етс  мала  амплитуда вибрации ударного шара и небольша  энерги  единичного удара.

Наиболее близким из известных технических решений по своей сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  бурени  скважин, содержащее корпус с расположенным в нем шариковым вибратором с кольцевым каналом, верхний и ниж- ний переходники, св занные с вибратором через амортизаторы, наковальню с центральным каналом и породоразрушающий инструмент 2.

Это устройство увеличивает энергию единичного удара, но оно имеет существен- ный недостаток, заключающийс  в кратковременном взаимодействии ударного с наковальней.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы за счет более полной передачи энергии вибратора в породу.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  бурени  скважин, включающем корпус с расположенным в нем шариковым вибратором с кольцевым каналом, верхний и нижний переходники, св занные с вибратором через амортизаторы, наковальню с центральным каналом и породоразрушающий инструмент, кольцевой канал шарикового вибратора в продольном сечении выполнен в форме двух параллельных пр молинейных участков, сопр женных между собой по дуге.

Угол дуги сопр жени  составл ет 180°.

В корпусе шарикового вибратора выполнены две изолированные одна от другой полости, кажда  из которых посредством отдельного канала сообщена с центральным каналом наковальни, при этом одна из полостей через дополнительный канал сообщена с магистралью сжатого воздуха, а посредством напорных каналов и сопл - с копьцевым каналом шарикового вибратора, который посредством сбросовых каналов сообщен с другой полостью. В канале полости , сообщенной с магистралью сжатою воздуха, соединенном с центральным криз

лом наковальни, установлена сменна  шайба с отверстием дл  регулировани  расхода сжатого воздуха.

На фиг.1 показано устройство дл  бурени  скважин, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг 1: на фиг 5 - сечение Г-Г на фиг.1.

Устройство дл  бурени  скважин содержит корпус 1 с размещенным в нем шариковым вибратором с кольцевым каналом 2, верхний 3 и нижний 4 переходники, св занные с вибратором через амортизаторы 5, наковальню 6 с центральным каналом 7 и

5 породоразрушающий инструмент 8, при этом кольцевой канал 2 шарикового вибра- . тора в продольном сечении выполнен в форме двух параллельных пр молинейных участков 9 и 10, сопр женных между собой

0 по дуге 11 окружности, причем угол дуги сопр жени  составл ет 180°. В корпусе 12 шарикового вибратора выполнены две изо- лирова ные одна от другой полости 13 и 14, кажда  из которых посредством отдельного

5 канала 15 (16) сообщена с центральным каналом 7 наковальни б, при этом одна из полостей 13 посредством дополнительного канала 17 сообщена с магистралью сжатого воздуха. В канале 15 полости 13. сообщен0 ной с магистралью сжатого воздуха, соединенном с центральным каналом 7 наковальни 6, установлена сменна  шайба 18 с отрерстием 19 дл  регулировани  расхода сжатого воздуха, при этом полость 13

5 через напорные каналы 20 сообщена с кольцевым каналом 2 шарикового вибратора, который посредством сбросовых каналов 21 и 22 сообщен с другой полостью 14. Полость 13 сообщена с соплами 23. а в кольцевом

0 канале 2 шарикового вибратора размещен шарик 24.

Устройство работает следующим образом

Сжатый воздух от компрессора бурово5 го станка по буровому ставу поступает ь шариковый вибратор через канал 17 в полость 13, где одна его часть отверстие 19 поступает в канал 15 и далее через внутренний канал 7 наковальни 6 - на забой скважи0 мы дл  выноса бурового шлама, а друга  его часть через каналы 20 поступает к соплам 23, выполненным в корпусе 12 шарикового вибратора, причем все сопла соединены с кольцевым каналом 2 и ориентированы в

5 данном случае против часовой стрелки.

Сжатый воздух, подаваемый через сопла 23 в кольцевой кан л приобретает высокую скорость так как с гпла рассчитаны таким образом чтобы ni -/IP ,m птпн цигИьм /ю А г

стной напор воздушной струи, Выход щие из сопл 23 струи сжатого воздуха воздействуют на наход щийс  в кольцевом канале 2 шарик 24 с силой, пропорциональной относительной скорости ее движени , и сообща- ют ему движение по кольцевому каналу 2 против часовой стрелки. Так как шарик 24 с большим зазором располагаетс  в кольцевом канале 2, то на него действует практически только аэродинамический капор струй. Статическое давление струй при этом не оказывает на него вли ни , так как перепад давлени  перед шариком 24 и за ним незначителен. Траектори  движени  шарика 24 определ етс  формой кольцевого ка- нала 2 в плоскости движени  шарика 24. В данном случае кольцевой канал 2 имеет удлиненную форму, т.е. состоит из пр мых и закругленных участков. Разгон  сь скоростным напором воздушных струй на пр мых участках, шарик 24 приобретает кинетическую энергию, которую отдает корпусу 12 вибратора на закругленных участках в виде возмущающей центробежной силы, причем, равнодействующа  вектора центробежной силы направлена вдоль оси вибратора и бурового става и мен ет направление на противоположное при каждом обороте шарика 24 по-кольцевому каналу 2. Поскольку шариковый вибратор направленных колебаний помещен между верхним и нижним амортизаторами 5, он совершает возвратно-посту- пательные колебани  в пределах податливости амортизаторов 5 и передает на взаимодействующую с ним наковальню 6 и породоразрушающий инструмент 8. Значение и частоту возмущающей силы регулируют подачей сжатого воздуха к шариковому вибратору направленных колебаний с помощью сменной шайбы 18с отверстием

19-После того, как скоростной напор воздушных струй передал энергию шарику 24 сжатый воздух через сбросовые каналы 21 и 22 поступает в полость 14, а далее через канал 16 к породоразрушающему инструменту 8 дл  выноса бурового шлама.

Данное техническое решение  вл етс  новым, так как оно не известно из уровн  техники, оно также имеет и изобретатель- ский уровень, и промышленно применимо, так как может быть использовано в области горной промышленности при бурении скважин как на открытых, так и подземных горных работах

Существенными признаками данного технического решени   вл ютс  следующие кольцевой канал шарикового вибратора в продольном сечении выполнен в форме

двух параллельных пр молинейных участков , сопр женных между собой по дуге окружности , причем угол дуги сопр жени  составл ет 180°; в корпусе шарикового вибратора выполнены две изолированные одна от другой полости, кажда  из которых посредством отдельного канала сообщена с центральным каналом наковальни, при этом одна из полостей через дополнительный канал сообщена с магистралью сжатого воздуха , а через напорные каналы и сопла - с кольцевым каналом шарикового вибратора, который, в свою очередь, посредством сбро- совых канзло8, сообщен с другой полостью, причем в канале полости сообщенной с магистралью сжатого воздуха, соединенном с центральным каналом наковальни, установлена сменна  шайба с отверстием дл  регулировани  расхода сжатого воздуха.

Выполнение кольцевого канала шарикового вибратора в продольном сечении в форме двух параллельных пр молинейных участков, сопр женных между собой по дуге окружности с углом сопр жени  180° позвол ет на пр молинейных участках разгон ть шарик до высокой скорости, а на закругленных участках в силу взаимодействи  шарика с дугообразной поверхностью кольцевого канала передавать его энергию кбрпусу вибратора.

Выполнение в корпусе вибратора двух изолированных одна от другой полостей, кажда  из которых посредством отдельного канала сообщена с центральным каналом наковальни, а одна из полостей через дополнительный канал сообщена с магистралью сжатого воздуха и через напорные каналы и сопла - с кольцевым каналом шарикового вибратора, который посредством сбросовых каналов сообщен с другой полостью , позвол ет сделать одну из полостей напорной, а другую - сбросовой.

Установка сменных шайб с отверстием в канале полости, сообщенной с магистралью сжатого воздуха, соединенном с центральным каналом наковальни, позвол ет регулировать расход сжатого воздуха, поступающего в шариковый вибратор с целью изменени  частоты и возмущающей силы вибратора.

Устройство дает возможность повысить эффективность работы за счет более полной передачи энергии вибратора в поролу

(56) 1. Авторское свидетельство СССР № 209350, кл. Е 21 В 4/14. 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 615207,кл. Е 21 С 3/24, 1977

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН , включающее корпус с расположенным в нем шариковым вибратором с кольцевым каналом, верхний и нижний переходники , св занные с вибратором через амортизаторы, наковальню с центральным каналом и породоразрушающий инструмент , отличающеес  тем, что кольцевой канал шарикового вибратора в продольном сечении выполнен в форме двух параллельных пр молинейных участков, соединенных между собой по дуге окружности.

2, Устройство по п.1, отличающеес  тем, что угол дуги сопр жени  составл ет 180.

0

5

0

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что в корпусе вибратора выполнены две изолированные одна от другой полости, кажда  из которых посредством отдельного канала сообщена с центральным каналом наковальни, при этом одна из полостей посредством дополнительного канала сообщена с магистралью сжатого воздуха, а посредством напорных каналов и сопл - с кольцевым каналом шарикового вибратора, который, в свою очередь, посредством сбросовых каналов сообщен с другой полостью.

4.Устройство по пп. 1-3. отличающеес  тем, что в канале полости, сообщенной с магистралью сжатого воздуха, установлена сменна  шайба с отверстием дл  регулировани  расхода сжатого воздуха.

.

//у1///.У

тггтГ/ Ш М

Фиг.1

@иа.г

& Е: паКернрто

&ЈZ

r-r

a-a

4W

Ґuzi$