RU2170804C2 - Drilling device for expanded hole - Google Patents
Drilling device for expanded hole Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170804C2 RU2170804C2 RU99116841/03A RU99116841A RU2170804C2 RU 2170804 C2 RU2170804 C2 RU 2170804C2 RU 99116841/03 A RU99116841/03 A RU 99116841/03A RU 99116841 A RU99116841 A RU 99116841A RU 2170804 C2 RU2170804 C2 RU 2170804C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductor
- drilling
- housing
- wings
- well
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 63
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 13
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 7
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 6
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
- E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
- E21B10/322—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools cutter shifted by fluid pressure
Abstract
Description
Изобретение относится к бурению скважин с расширением их нижней части, преимущественно для сооружения опор фундаментных свай, а также для добычи алмазоносной руды буровым способом. The invention relates to drilling wells with the expansion of their lower part, mainly for the construction of supports of foundation piles, as well as for the extraction of diamondiferous ore by the drilling method.
Известно буровое устройство для расширения нижнего участка ранее пробуренной скважины, включающее раздвижные породоразрушающие органы с применением погружного электродвигателя, редукторов и с возможностью применения обратной циркуляции бурового раствора /см., например, патент Японии по заявке N 57-7273, МКИ E 21 B 10/26; 4/00/. В заявляемом изобретении общими существенными признаками по отношению к указанному аналогу являются раздвижные породоразрушающие органы и возможность применения обратной циркуляции бурового раствора. Недостатками этого аналога являются сложность погружных механизмов /редукторов/ для разведения породоразрушающих органов, а также низкая производительность при бурении переходного конического /квазиконического/ участка скважины, который выполняется рядом последовательных заходок по высоте с постепенным ступенчатым увеличением диаметра расширения /см., например, рекламный бюллетень BH-110 фирмы Tone Boring Co., Ltd, Япония, 1989/. A drilling device is known for expanding the lower portion of a previously drilled well, including sliding rock cutting bodies using a submersible electric motor, gearboxes and with the possibility of applying reverse circulation of the drilling fluid / see, for example, Japanese patent application N 57-7273, MKI E 21
Известно буровое устройство для расширения нижнего участка ранее пробуренной скважины, включающее раздвижные породоразрушающие органы, установленные на наклонных рельсах и движимые поршнями под давлением жидкости, подаваемой с поверхности по специальному каналу, а также канал для обратной циркуляции буровой жидкости /см., например, патент Японии по заявке N 58-9231, МКИ E 21 B 10/34/. В заявляемом изобретении общими существенными признаками по отношению к этому аналогу являются раздвижные породоразрушающие органы и канал для обратной циркуляции бурового раствора. Недостатками этого аналога являются сложность гидросистемы, создающей усилие, необходимое для разведения породоразрушающих органов, и ограниченный радиус расширения, приращение которого теоретически не может превышать радиус ранее пробуренной скважины за вычетом радиуса промывочной трубы расширителя. A drilling device is known for expanding the lower section of a previously drilled well, including sliding rock-breaking bodies mounted on inclined rails and driven by pistons under the pressure of the fluid supplied from the surface through a special channel, as well as a channel for the reverse circulation of drilling fluid / see, for example, Japan patent according to the application N 58-9231, MKI E 21 B 10/34 /. In the claimed invention, the common essential features in relation to this analogue are sliding rock-breaking organs and a channel for the reverse circulation of the drilling fluid. The disadvantages of this analogue are the complexity of the hydraulic system, which creates the force required to breed the rock-breaking organs, and the limited expansion radius, the increment of which theoretically cannot exceed the radius of a previously drilled well minus the radius of the flushing tube of the expander.
Известно буровое устройство для расширения нижнего участка скважины, включающее раздвижные породоразрушающие органы, установленные на наклонных рельсах и движимые силой тяжести с опорой на забой ранее пробуренной скважины через посредство бурового долота, а также телескопический канал для обратной циркуляции бурового раствора /см., например, патент /Японии по заявке N 59-39033, МКИ E 21 B 10/32/. В заявляемом изобретении общими существенными признаками по отношению к этому аналогу являются раздвижные породоразрушающие органы, использование силы тяжести для их разведения с опорой о забой ранее пробуренной скважины, а также телескопическое устройство канала обратной циркуляции бурового раствора. В заявляемом изобретении частным существенным признаком, общим по отношению к этому аналогу, является использование бурового долота. Недостатками этого аналога являются ограниченный радиус расширения скважины, приращение которого теоретически не может превышать радиус ранее пробуренной скважины за вычетом радиуса центральной промывочной трубы. Недостатком прототипа является также опирание наклонных рельс о забой ранее пробуренной скважины через посредство породоразрушающей буровой коронки /бурового долота/, в связи с чем буровая коронка и разводимые породоразрушающие органы /расширяющие коронки/ одновременно разрушают забой, подвигаясь вдоль оси скважины с различными скоростями, зависящими от давления на породоразрушающем инструменте /резцах/в центральной и расширяющих коронках. Вследствие этого профиль расширения /его радиальные координаты по высоте/ является неопределенным. Возможно, что при некотором радиусе раздвижки, не достигшем проектного значения, давление на резцах раздвижных коронок уравняется с давлением на резцах центральной коронки. При этом дальнейшее бурение будет идти уже без расширения, и достижение проектного диаметра расширения будет теоретически невозможно. В любом случае профиль расширения остается неконтролируемым, что также относится к основным недостаткам этого аналога. A drilling device is known for expanding a lower section of a well, including sliding rock-breaking bodies mounted on inclined rails and driven by gravity supported by the bottom of a previously drilled well through a drill bit, as well as a telescopic channel for reverse circulation of the drilling fluid / see, for example, patent / Japan according to the application N 59-39033, MKI E 21 B 10/32 /. In the claimed invention, the common essential features with respect to this analogue are sliding rock-breaking organs, the use of gravity to breed them with support on the bottom of a previously drilled well, and also the telescopic device of the channel for the reverse circulation of the drilling fluid. In the claimed invention, a private essential feature common to this analogue is the use of a drill bit. The disadvantages of this analogue are the limited radius of the expansion of the well, the increment of which theoretically can not exceed the radius of the previously drilled wells minus the radius of the Central flushing pipe. The disadvantage of the prototype is also the support of inclined rails on the bottom of a previously drilled well through a rock cutting drill bit / drill bit /, in connection with which the drill bit and divisible rock cutting bodies / expanding crowns / at the same time destroy the bottom, moving along the axis of the well at different speeds depending on pressure on the rock cutting tool / incisors / in the central and expanding crowns. As a result, the expansion profile / its radial height coordinates / is indefinite. It is possible that with a certain radius of extension, which has not reached the design value, the pressure on the cutters of the sliding crowns is equal to the pressure on the cutters of the central crown. In this case, further drilling will proceed without expansion, and achieving the design expansion diameter will be theoretically impossible. In any case, the expansion profile remains uncontrolled, which also relates to the main disadvantages of this analogue.
По технической сути, достигаемому технологическому результату и совокупности признаков, в наибольшей мере влияющих на достижение искомого эффекта, наиболее близким к предлагаемому изобретению является буровое устройство для расширения низа пробуренной скважины, включающее корпус с породоразрушающим наконечником, раздвижные породоразрушающие органы в виде поворотных кулис /плит/ на осях, закрепленных в корпусе, кондуктор в виде шайбы, опираемой о забой ранее пробуренной скважины и клинообразно контактирующей с породоразрушающими ребрами кулис при продольном перемещении корпуса относительно шайбы под действием веса корпуса и бурильных штанг /см. авторское свидетельство СССР N 905448, МКИ E 21 C 17/00/ - прототип. In technical essence, the achieved technological result and the totality of features that most affect the achievement of the desired effect, the closest to the proposed invention is a drilling device for expanding the bottom of the drilled well, comprising a body with a rock cutting tip, sliding rock breaking bodies in the form of rotary wings / plates / on the axes fixed in the housing, a conductor in the form of a washer supported on the bottom of a previously drilled well and in contact with a wedge-shaped contact with rock-cutting ramie scenes for longitudinal movement relative to the housing under the weight of the washer body and drill rods / cm. USSR author's certificate N 905448, MKI E 21 C 17/00 / - prototype.
В заявляемом изобретении общими существенными признаками по отношению к прототипу являются корпус, раздвижные породоразрушающие органы в виде поворотных кулис на осях, закрепленных в корпусе, кондуктор, опираемый о забой ранее пробуренной скважины и клинообразно контактирующий с кулисами при продольном перемещении корпуса относительно кондуктора под действием веса корпуса и бурильных штанг. In the claimed invention, the common essential features with respect to the prototype are the body, sliding rock cutting bodies in the form of rotary wings on the axes fixed in the body, a conductor leaning on the bottom of a previously drilled well and wedge-shaped contacting with the wings during longitudinal movement of the body relative to the conductor under the action of the weight of the body and drill rods.
Недостатками прототипа являются невозможность выполнения дальнейшего расширения скважины ниже кондуктора в виде шайбы, опертой о забой, неэффективное разрушение прочных горных пород ввиду отсутствия на ребрах кулис /плит/ породоразрушающего инструмента, который не может быть использован ввиду необходимости скользящего контакта между кулисами и кондуктором, отсутствие и невозможность выполнения каналов для циркуляции буровой жидкости, в связи с чем разрушаемый грунт остается на дне скважины, образуя разрыхленный слой, непригодный для возведения на нем достаточно эффективного фундамента /буронабивной сваи/, а также необходимость внедрения в грунт породоразрушающего наконечника корпуса в отсутствие удаления из забоя продукта разрушения. The disadvantages of the prototype are the inability to perform further expansion of the well below the conductor in the form of a washer supported on the bottom, inefficient destruction of strong rocks due to the absence of rocker / slabs / rock cutting tools on the ribs that cannot be used due to the need for sliding contact between the wings and the conductor, the absence and the inability to make channels for the circulation of drilling fluid, and therefore the destructible soil remains at the bottom of the well, forming a loosened layer unsuitable for I build on it a sufficiently effective foundation / bored pile /, as well as the need to introduce a rock cutting tip into the soil in the absence of removal of the fracture product from the bottom.
Сущность изобретения
В основу изобретения поставлена задача создать в буровом устройстве для расширяемой скважины путем конструктивных усовершенствований такие условия взаимодействия элементов устройства между собой и их взаимодействия с забоем образуемой горной выработки, при которых будут обеспечены образование расширения любого необходимого профиля, эффективное разрушение горных пород без ограничений по их прочности, эффективное удаление из забоя разрушенной породы, образование расширяемой скважины на неограниченную глубину при ограниченной высоте устройства, надежная координация и минимальный износ взаимоподвижных конструктивных элементов устройства, минимальные износ и потери мощности при трении устройства о породный массив.SUMMARY OF THE INVENTION
The basis of the invention is the task to create in a drilling device for an expandable well by constructive improvements such conditions for the interaction of the elements of the device with each other and their interaction with the bottom of the formed mine working, under which the formation of expansion of any necessary profile will be ensured, effective destruction of rocks without restrictions on their strength , effective removal from the bottom of the destroyed rock, the formation of an expandable well to an unlimited depth with a limited height those devices, reliable coordination and minimal wear of the mutually movable structural elements of the device, minimal wear and power loss during friction of the device against the rock mass.
Известными существенными необходимыми признаками изобретения являются наличие корпуса, раздвижных породоразрушающих органов в виде поворотных кулис на осях, закрепленных в корпусе, и кондуктора с возможностью продольных перемещений относительно корпуса и клинообразного контакта с опорными поверхностями кулис, а также использование силы тяжести корпуса и присоединенных к нему элементов с опорой кондуктора о забой ранее пробуренной скважины. Known essential necessary features of the invention are the presence of a housing, sliding rock cutting bodies in the form of rotary wings on axes fixed in the housing, and a conductor with the possibility of longitudinal displacements relative to the housing and wedge-shaped contact with the bearing surfaces of the wings, as well as the use of gravity of the housing and the elements attached to it with the support of the conductor about the bottom of a previously drilled well.
Отличительными необходимыми существенными признаками изобретения являются:
- выполнение кондуктора в виде цилиндра с радиальными пазами, наклонными по отношению к его продольной оси и вмещающими опорные поверхности кулис;
- оснащение всего периметра кулис в пределах радиуса расширения породоразрушающим инструментом;
- выполнение в корпусе цилиндрической полости на диаметр поверхности кондуктора с возможностью его вмещения;
- выполнение в корпусе отверстия с возможностью сообщения с бурильными трубами;
- выполнение в кондукторе сквозного продольного отверстия.Distinctive essential features of the invention are:
- the implementation of the conductor in the form of a cylinder with radial grooves, inclined with respect to its longitudinal axis and containing the supporting surface of the wings;
- equipping the entire perimeter of the wings within the radius of expansion with a rock cutting tool;
- execution in the housing of a cylindrical cavity on the diameter of the surface of the conductor with the possibility of its containment;
- making holes in the housing with the possibility of communication with drill pipes;
- the implementation in the conductor through a longitudinal hole.
Отличительными частными существенными признаками изобретения являются:
- продолжение наклонных пазов в кондукторе пазами, параллельными продольной оси кондуктора на высоту, соответствующую достаточной высоте расширения скважины за один рейс;
- снабжение кондуктора породоразрушающим органом /буровым долотом/ на диаметр бурения скважины до ее расширения;
- снабжение корпуса трубой, сообщающейся с отверстием в корпусе и телескопически контактирующей со сквозным отверстием в кондукторе;
- выполнение в теле кондуктора замкнутой полости.Distinctive private essential features of the invention are:
- the continuation of the inclined grooves in the conductor with grooves parallel to the longitudinal axis of the conductor to a height corresponding to a sufficient height of the expansion of the well in one run;
- supply of the conductor with a rock-breaking body / drill bit / by the diameter of the well drilling before its expansion;
- supplying the housing with a pipe communicating with the hole in the housing and telescopically in contact with the through hole in the conductor;
- execution in the body of the conductor of a closed cavity.
Выполнение кондуктора в виде цилиндра с радиальными пазами, наклонными по отношению к его продольной оси и вмещающими опорные поверхности кулис, обеспечивает разведение кулис силой тяжести корпуса и присоединенных к нему элементов без внедрения в забой корпуса /как в прототипе/ и в совокупности с оснащением периметра кулис в пределах радиуса расширения породоразрушающим инструментом обеспечивает эффективное внедрение кулис в боковые стенки скважины и образование расширения в породах практически любой прочности. При этом выполнение в корпусе цилиндрической полости на диаметр поверхности кондуктора с возможностью его вмещения обеспечивает необходимое продольное подвигание корпуса при неподвижном в продольном направлении кондуктора, а выполнение в корпусе отверстия с возможностью сообщения с бурильными трубами в совокупности с выполнением в кондукторе сквозного продольного отверстия обеспечивает эффективное удаление с забоя разрушаемой породы потоком буровой жидкости по трубам /эрлифтом/, что является необходимым условием образования расширения в скважине. Взаимное выполнение корпуса и кондуктора в форме, по существу, гидроцилиндра и плунжера обеспечивает их надежную взаимную координацию. The execution of the conductor in the form of a cylinder with radial grooves, inclined with respect to its longitudinal axis and containing the supporting surfaces of the wings, provides the breeding of the wings by gravity of the body and the elements attached to it without introducing into the bottom of the body / as in the prototype / and in conjunction with the equipment of the perimeter of the wings within the radius of expansion of the rock-cutting tool provides effective introduction of the wings in the side walls of the well and the formation of expansion in the rocks of almost any strength. In this case, the execution of the cylindrical cavity in the casing by the diameter of the surface of the conductor with the possibility of its placement provides the necessary longitudinal movement of the casing with the conductor stationary in the longitudinal direction, and the execution of the hole in the casing with the possibility of communication with drill pipes in conjunction with the implementation of the through conductor through the longitudinal hole provides effective removal from the bottom of the rock being destroyed by the flow of drilling fluid through pipes / airlift /, which is a necessary condition for the formation of expansion irrigation in the well. The mutual execution of the housing and the conductor in the form of essentially a hydraulic cylinder and a plunger ensures their reliable mutual coordination.
Продолжение наклонных пазов в кондукторе пазами, параллельными продольной оси кондуктора на высоту, соответствующую высоте расширения скважины за один рейс, как частный существенный признак изобретения, обеспечивает продолжение разведения кулис и дальнейшее расширение нижнего участка скважины на необходимую высоту при продолжении совместного вращения корпуса и кондуктора и освобождении кондуктора от передачи породоразрушающих нагрузок и снижении потерь мощности на трение торца кондуктора о забой ранее пробуренной скважины. The continuation of the inclined grooves in the conductor with grooves parallel to the longitudinal axis of the conductor to a height corresponding to the height of the expansion of the well in one trip, as a particular essential feature of the invention, provides continued cultivation of the wings and further expansion of the lower section of the well to the required height while continuing joint rotation of the casing and the conductor and releasing conductor from the transmission of rock-cutting loads and reducing power losses due to friction of the end face of the conductor about the bottom of a previously drilled well.
Снабжение кондуктора породоразрушающим органом /буровым долотом/ на диаметр бурения скважины до ее расширения, как частный существенный признак изобретения, обеспечивает выполнение расширения на неограниченную глубину /одновременно с выбуриванием центральной части скважины/. The supply of the conductor with a rock cutting body / drill bit / for the diameter of the drilling of the well prior to its expansion, as a particular essential feature of the invention, enables expansion to an unlimited depth / at the same time as the central part of the well is drilled /.
Снабжение корпуса трубой, сообщающейся с отверстием в кондукторе, как частный существенный признак изобретения, позволяет исключить накопление буровой мелочи в полости корпуса и ее засорение. The supply of the housing with a pipe communicating with the hole in the conductor, as a particular essential feature of the invention, allows to exclude the accumulation of drill fines in the cavity of the housing and its clogging.
Выполнение в теле кондуктора замкнутой полости, как частный существенный признак изобретения, позволяет уменьшить вес кондуктора и снизить потери мощности при его трении о забой. The implementation in the body of the conductor of a closed cavity, as a private essential feature of the invention, allows to reduce the weight of the conductor and reduce power loss during its friction against the bottom.
На фиг. 1-4 представлены примеры возможного конструктивного выполнения предлагаемого бурового устройства для расширения скважины и графические пояснения его функционирования. In FIG. 1-4 are examples of a possible structural implementation of the proposed drilling device for expanding a well and graphical explanations of its operation.
Фиг. 1 - общий вид бурового устройства /продольный разрез/ в нерабочем состоянии. FIG. 1 is a General view of the drilling device / longitudinal section / inoperative.
Фиг. 2 - фрагмент устройства в промежуточный момент разведения породоразрушающих органов при выполнении расширения скважины. FIG. 2 - a fragment of the device at the intermediate moment of dilution of rock-cutting organs when performing well expansion.
Фиг. 3 - общий вид устройства в момент окончания разведения породоразрушающих органов при выполнении расширения скважины. FIG. 3 is a general view of the device at the time of completion of the breeding of rock-breaking organs when performing well expansion.
Фиг. 4 - фрагмент устройства, соответствующего частному существенному признаку изобретения, в рабочем положении. FIG. 4 is a fragment of a device corresponding to a particular essential feature of the invention, in the working position.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Предлагаемое буровое устройство включает корпус 1, раздвижные породоразрушающие органы в виде поворотных кулис 2, соединенных с корпусом посредством осей 3 и снабженных породоразрушающим инструментом /в качестве примера - резцами/ 4 по всему периметру, соответствующему радиусу расширения. Внутри корпуса 1 выполнена цилиндрическая полость 5, в которую, подобно поршню, входит цилиндрический кондуктор 6 с возможностью осевых перемещений относительно корпуса. В кондукторе 6 выполнены пазы 7 с поверхностями 8, наклонными по отношению к продольной оси 9 устройства. В эти пазы входят опорные элементы 10 и 11 кулис 2. В кондукторе 6 выполнен сквозной продольный канал 12 диаметром d. Отверстие такого же диаметра выполнено в торцовой части 13 корпуса 1. The proposed drilling device includes a
К корпусу 1, как частный вариант конструкции, присоединена осевая труба 14, телескопически соединенная с кондуктором 6 и сообщающаяся с отверстием в торцовой части 13 корпуса; соединение снабжено уплотнением 15. To the
Пазы 7 с наклонными поверхностями 8 /наклонные пазы/ продолжаются в кондукторе, как частный вариант конструкции, пазами 16, параллельными продольной оси устройства, с возможностью вмещения опорных элементов 10 и 11 кулис. Высота h пазов 7 и 16 соответствует глубине полости 5 в корпусе 1. The
В корпусе 1 выполнены пазы 17, частично вмещающие кулисы 2. In the
К торцу 18 кондуктора, как частный вариант конструкции, присоединено буровое долото 19 /см. фиг. 4/ с шарошечным инструментом 20. To the
В теле кондуктора 6, как частный вариант конструкции, выполнена замкнутая кольцевая полость 21. In the body of the
В состоянии, соответствующем фиг. 1, устройство подсоединяется к бурильным трубам 22 и опускается в ранее пробуренную скважину до касания ее забоя торцом 18 кондуктора 6. После включения системы циркуляции буровой жидкости, поток которой входит в радиальное отверстие 23, выполненное в кондукторе, далее поднимается по каналу 12, осевой трубе 14 /или непосредственно через полость 5, если труба 14 не введена в устройство/ и через бурильные трубы 22 и последующие уходит на поверхность. Через бурильные трубы /или от погружного привода/ корпуса 1 сообщается вращение. Затем устройству сообщается осевая нагрузка /как разность веса корпуса 1 с присоединенными к нему деталями в совокупности с буровой колонной и усилия подвеса на крюке бурового станка на поверхности/. Указанная осевая нагрузка передается через оси 3 и опорные элементы 11 кулис 2 наклонным поверхностям 8 кондуктора 6 и, в конечном счете, забоя скважины в сумме с весом самого кондуктора/. Наклонные поверхности 8 клинообразно взаимодействуют с опорными элементами 11, вследствие чего на кулисах 2 возникает момент, направленный на поворот кулис вокруг осей 3 в сторону внедрения кулис в боковые стенки выработки. По мере опускания корпуса 1 относительно неподвижного в осевом направлении кондуктора 6 кулисы постепенно расходятся в радиальном направлении, причем породоразрушающий инструмент 4 /резцовый, например/ образует за пределами диаметра ранее пробуренной скважины кольцеообразный вруб /см. фиг. 2/, что обеспечивается расположением породоразрушающего инструмента 4 по всему периметру контакта кулис с горным массивом. Выполнение полости 5 в корпусе и кондуктора 6 наподобие гидроцилиндра и плунжера в нем обеспечивает их надежную взаимную координацию. Описанный механизм разведения кулис продолжается до окончания наклонных поверхностей 8 в пазах 7 /см. фиг. 2/, после чего клинообразное действие кондуктора прекращается. Дальнейшее разведение кулис под действием осевой нагрузки происходит за счет опоры нижних ребер кулис о сформированную уже часть кольцевого вруба. При этом площадь опоры о забой нижних ребер кулис 2 значительно превышает площадь о забой радиально направленной части ребер при относительном вначале равенстве вертикальной Rz и радиальной Rr реакций, действующих на кулису 2. По мере разведения кулис реакция Rr все возрастает при неизменном значении Rz. Разведение кулис заканчивается при достижении невооруженной частью верхних ребер кулис опорных поверхностей 24, выполненных в корпусе 1. Радиус расширения определяется длиной кулисы, конструктивно не ограничен, может превышать удвоенный радиус расширяемой скважины.In the state corresponding to FIG. 1, the device is connected to the drill pipes 22 and lowered into a previously drilled well until it is touched by the
Дальнейшее выполнение расширения скважины на проектную высоту идет, как частный вариант, за счет продолжения опускания корпуса 1 вдоль кондуктора 6 /см. фиг. 3/, причем обеспечивается постепенное вмещение верхней части кондуктора 6 полостью 5, выполненной в корпусе 1. При этом кондуктор 6 не воспринимает породоразрушающей осевой нагрузки, чем обеспечивается снижение потерь мощности на трение торца кондуктора о забой скважины. Такой процесс может продолжаться вплоть до касания забоя опорными элементами 11 кулис 2. Further expansion of the well to the design height is, as a private option, by continuing to lower the
Опорные элементы 11 и 10 кулис 2 входят в пазы 7 кондуктора 6, за счет чего обеспечивается вращение кондуктора совместно с корпусом 1 и исключается существенный износ контактирующих поверхностей корпуса и кондуктора в полости 5. Подобную функцию выполняют также продольные пазы 16, продолжающие наклонные пазы 7 кондуктора. The supporting
При необходимости выполнения расширения скважины на большую высоту /в частности, при буровой добыче алмазоносной руды/ или ограниченной высоте устройства оно после начала расширения полным диаметром поднимается на поверхность, к торцу 18 кондуктора, как частный вариант устройства, подсоединяется буровое долото 19 с шарошечным инструментом 20 /см. фиг. 4/. При опускании устройства в скважину и опирании бурового долота о забой и дальнейшем надвигании корпуса 1 на кондуктор 6 кулисы 2 разводятся аналогично описанной выше схеме, а затем выполняется бурение скважины долотом 19 с одновременным ее расширением на неограниченную глубину. If it is necessary to expand the well to a greater height (in particular, when drilling diamond ore / / or a limited height of the device, it rises to the surface after the start of expansion with a full diameter, to the
Во избежание оседания породной мелочи в полости 5, как в значительно расширенной части канала гидровыдачи пульпы /падение скорости потока/, к корпусу 1 /см. фиг. 1/ присоединена, как частный вариант устройства, осевая труба 14, телескопически входящая в центральный канал 12 кондуктора 6, снабженного уплотнением 15, так что поток буровой жидкости пойдет по трубе 14, минуя полость 5. In order to avoid sedimentation of rock fines in
При движении кулис 2 вдоль пазов 16 торец 18 кондуктора испытывает трение о забой ранее пробуренной скважины только под собственным весом за вычетом архимедовой силы. Для снижения давления на забой торцовой поверхности 18 и ее износа при вращении кондуктора 6 в его теле выполнена замкнутая полость 21, за счет чего уменьшается вес кондуктора. When the backstage 2 moves along
За счет крутизны наклонных поверхностей 8 и размеров кулис 2 может быть обеспечен требуемый профиль расширения скважины. Due to the steepness of the inclined surfaces 8 and the dimensions of the
При бурении скважин малого диаметра разрушаемая порода удаляется из забоя восходящим потоком буровой жидкости по затрубному пространству, а подается жидкость /от насоса/ по бурильным трубам 22, полости 5 и каналу 12. When drilling small diameter wells, destructible rock is removed from the bottom by an upward flow of drilling fluid through the annulus, and fluid is supplied / from the pump / through drill pipes 22,
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA98084229A UA44828C2 (en) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | DRILLING DEVICE FOR WELL EXPANSION |
| UA98084229 | 1998-08-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99116841A RU99116841A (en) | 2001-06-10 |
| RU2170804C2 true RU2170804C2 (en) | 2001-07-20 |
Family
ID=21689290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116841/03A RU2170804C2 (en) | 1998-08-04 | 1999-08-03 | Drilling device for expanded hole |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2170804C2 (en) |
| UA (1) | UA44828C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107178315A (en) * | 2017-06-14 | 2017-09-19 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | The nearly compound drop of drill bit turns round broken rock device |
| RU2637685C2 (en) * | 2013-01-18 | 2017-12-06 | Херренкнехт Аг | Device for removing drill fines |
| CN113846972A (en) * | 2021-10-26 | 2021-12-28 | 国能神东煤炭集团有限责任公司 | Hole expanding device and hole expanding method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719880C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expander for simultaneous drilling and expansion on casing string |
-
1998
- 1998-08-04 UA UA98084229A patent/UA44828C2/en unknown
-
1999
- 1999-08-03 RU RU99116841/03A patent/RU2170804C2/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637685C2 (en) * | 2013-01-18 | 2017-12-06 | Херренкнехт Аг | Device for removing drill fines |
| CN107178315A (en) * | 2017-06-14 | 2017-09-19 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | The nearly compound drop of drill bit turns round broken rock device |
| CN107178315B (en) * | 2017-06-14 | 2023-09-12 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | Near-bit composite torsion-reducing rock breaking device |
| CN113846972A (en) * | 2021-10-26 | 2021-12-28 | 国能神东煤炭集团有限责任公司 | Hole expanding device and hole expanding method |
| CN113846972B (en) * | 2021-10-26 | 2023-08-11 | 国能神东煤炭集团有限责任公司 | Reaming device and reaming method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA44828C2 (en) | 2002-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4671367A (en) | Pole hole digger with percussive core drilling | |
| US3379264A (en) | Earth boring machine | |
| AU750116B2 (en) | Method and tool for fracturing an underground formation | |
| EP3247862B1 (en) | Shaft enlargement arrangement for a boring system | |
| RU2553697C2 (en) | Drill to make circular wells | |
| CN105649632A (en) | Vertical shaft heading machine and tool bit assembly thereof | |
| US4189186A (en) | Tunneling machine | |
| US5823276A (en) | Diamond-tipped core barrel and method of using same | |
| CN111577182B (en) | Deep sea hard rock efficient rope coring system and coring drilling method thereof | |
| US5590724A (en) | Underreaming method | |
| CN216922116U (en) | Shaft tunneling cutter head and shaft tunneling equipment | |
| RU2170804C2 (en) | Drilling device for expanded hole | |
| CN217712553U (en) | Shaft drilling machine | |
| WO1983000183A1 (en) | Hydraulic down-the-hole rock drill | |
| CN116291471A (en) | Construction method and tunneling equipment for large-diameter vertical shaft of upper soft and lower hard stratum | |
| US5431238A (en) | Drilling tool for use in constructing large diameter piles, ventilating shafts and other similar mining works | |
| CN211737048U (en) | Reaming and casing pipe laying integrated complete drilling tool | |
| KR100297935B1 (en) | How to make files in boring jigs and boreholes | |
| EP0269638B1 (en) | A method and a device for deep hole drilling | |
| RU2190089C1 (en) | Process of deep perforation of cased wells | |
| JP4642367B2 (en) | Deep foundation excavator for rock and deep foundation construction method using it | |
| CN100398781C (en) | Tunnel rupture type excavating method and excavating units | |
| US4701073A (en) | Shaft sinking method | |
| RU2315849C1 (en) | Downhole reamer | |
| RU2779682C1 (en) | Casing reamer bit |