RU2473766C2 - Method to drill rocks and device for its realisation - Google Patents

Method to drill rocks and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2473766C2
RU2473766C2 RU2011116274/03A RU2011116274A RU2473766C2 RU 2473766 C2 RU2473766 C2 RU 2473766C2 RU 2011116274/03 A RU2011116274/03 A RU 2011116274/03A RU 2011116274 A RU2011116274 A RU 2011116274A RU 2473766 C2 RU2473766 C2 RU 2473766C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
electromagnet
well
chisel
bit
Prior art date
Application number
RU2011116274/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Стефанович Литвиненко
Георгий Никифорович Соловьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
Priority to RU2011116274/03A priority Critical patent/RU2473766C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473766C2 publication Critical patent/RU2473766C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: method to drill rocks includes feeding a chisel to a well bottomhole, damaging of rock at the bottom hole and drilling of a well interval by striking the chisel, cleaning of the bottomhole from drilling slurry. Damage of rocks and drilling of the well are carried out by striking the chisel with a striker arranged in the electromagnet cavity, with frequency equal to 40-50 strikes per minute, and amplitude of relative oscillations equal to the length of the electromagnet cavity. The device for rock drilling includes a drilling chisel, an impact action mechanism, a suspension mechanism and a chisel lifting mechanism, a sludge pump, a filler, a centraliser, a cable lock, a frequency converter and scissors. The impact action mechanism is made as an electromagnet striker, comprising an electromagnet, the upper end part of the body of which is connected with the centraliser via the filler and the cable lock, and the lower part - via an anvil and scissors with the drilling chisel. At the same time the electromagnet is arranged in the form of a solenoid with a hollow core, in the cavity of which there is a spring and a striker, and the suspension element is arranged in the form of a weight-bearing cable.
EFFECT: invention makes it possible to considerably increase efficiency of rock drilling, to reduce material inputs and to increase well drilling depth.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения глубоких скважин в рыхлых, слабосвязных и средне-твердых горных породах, а также для посадки свай при строительстве.The invention relates to the mining industry and can be used for drilling deep wells in loose, weakly connected and medium-hard rocks, as well as for planting piles during construction.

Известен «Способ бурения скважины в подземной формации» (пат.RU №2347884, опубл. 27.02.2009 г.). Способ включает следующие этапы: обеспечение бурильной системы, размещение бурового долота на подземной формации, подлежащей бурению, осуществление вращательного движения бурового долота вокруг оси при поддержании усилия на буровом долоте, направленного в осевом направлении в подземную формацию, выполнение периодических ударов по буровому долоту.The well-known "Method of drilling a well in an underground formation" (US Pat. RU No. 2347884, publ. February 27, 2009). The method includes the following steps: providing the drilling system, placing the drill bit on the underground formation to be drilled, rotational movement of the drill bit around the axis while maintaining the force on the drill bit axially directed to the underground formation, performing periodic impacts on the drill bit.

Недостатком является сложность конструкции ударного долота. Ударные действия долота на забой скважины при этом способе бурения не эффективны, тем более при наличии бурильной колонны, обеспечивающей возможность вращения бурового долота.The disadvantage is the design complexity of the hammer bit. The impact action of the bit on the bottom of the well with this method of drilling is not effective, especially if there is a drill string that allows rotation of the drill bit.

Известен способ бурения глубоких скважин и сверхглубоких скважин и устройство для его осуществления (заявка на из. RU 2009107466, опубл. 10.09.2010), включающий перевод разбуриваемой породы в дисперсное состояние и уплотнение ее по стенкам скважины; спуск колонны происходит под действием собственного веса по мере перехода породы в дисперсное состояние, вертикальность скважины поддерживается автоматически за счет действия веса колонны.A known method of drilling deep wells and superdeep wells and a device for its implementation (application from. RU 2009107466, publ. 09/10/2010), including the translation of the drilled rock in a dispersed state and its compaction along the walls of the well; the column is run under its own weight as the rock transitions to a dispersed state, the verticality of the well is maintained automatically due to the weight of the column.

Недостатком этого способа является невозможность уплотнения в стенки скважины продуктов разрушения, особенно при бурении больших диаметров скважин.The disadvantage of this method is the inability to seal the fracture products into the walls of the well, especially when drilling large diameters of wells.

Известен ударно-канатный способ бурения (Бурение и оборудование скважин на воду. Практическое руководство проектирование и расчет. С-Петербург, Егоров Г.С. с.128-131. ООО «Копи Холл»), принятый за прототип. Способ включает следующие основные операции - подачу долота на забой скважины, разрушение породы на забое и бурение интервала скважины за счет нанесения ударов по долоту, очистку забоя от бурового шлама и крепление стенок скважины обсадными трубами. Пробурив некоторый интервал скважины, прекращают долбление, поднимают ударный снаряд и приступают к очистке забоя желонкой, спускаемой в скважину на желоночном канате с желоночного барабана. После очистки забоя ударные воздействия возобновляют или приступают к креплению скважины - неустойчивые интервалы закрепляют обсадными трубами.Known shock-rope method of drilling (Drilling and equipment of wells for water. Practical guidance design and calculation. St. Petersburg, GS Egorov p.128-131. LLC “Copy Hall”), adopted as a prototype. The method includes the following main operations - feeding the bit to the bottom of the well, destroying the rock at the bottom and drilling the interval of the well by striking the bit, cleaning the bottom of the drill cuttings and fixing the walls of the well with casing pipes. Having drilled a certain interval of the well, they stop drilling, raise the shock projectile and begin to clean the bottom with a choke, which is lowered into the well on the chute rope from the chute drum. After cleaning the bottom, the shock effects resume or begin to mount the well - unstable intervals are fixed with casing pipes.

Недостатком способа является большая энергоемкость при бурении скважин и удаление продуктов разрушения с забоя скважины желонкой с использованием дополнительного ударно канатного оборудования, предназначенного для очистки забоя скважины, значительные материальные затраты и ограничение глубины бурения скважин.The disadvantage of this method is the high energy consumption when drilling wells and the removal of fracture products from the bottom of the well by the chute using additional shock-rope equipment designed to clean the bottom of the well, significant material costs and limiting the depth of drilling of wells.

Известно «Устройство для ударно-канатного бурения» (пат. RU №2368751, опубл. 27.09.2009 г.) Устройство содержит стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату. Буровой снаряд выполнен в виде стакана и имеет поперечную ось, на которой закреплен клещевой механизм для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью ударной штанги, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку для взаимодействия с дополнительным ударником. Устройство имеет также образную пружину.It is known "Device for shock-rope drilling" (US Pat. RU No. 2368751, publ. 09/27/2009). The device contains an arrow, through the block of which a tool rope is thrown, carrying at one end an impact rod with a drill, and the other end connected with a winch, and an additional drummer mounted above the shock rod with the possibility of free movement along the instrumental rope. The drill is made in the form of a glass and has a transverse axis on which a tick-borne mechanism is fixed to block the lower part of the drill’s inlet, and with its upper part in contact with the tapered or conical lower part of the shock rod, which in its upper part has a receiving element - a plate to interact with an additional drummer. The device also has a shaped spring.

Недостатком является возможность бурения устройством предлагаемой конструкции только рыхлых и слабосвязных горных пород. Использование устройства предлагаемой конструкции, подвешенного на инструментальном канате и лебедке, требует значительных затрат электроэнергии и времени при спускоподъемных операциях в процессе нанесения ударов устройством на забой скважины.The disadvantage is the ability to drill the device of the proposed design only loose and loosely coupled rocks. The use of the device of the proposed design, suspended on a tool rope and a winch, requires significant energy and time during tripping operations in the process of striking the device on the bottom of the well.

Известен подрессоренный вибратор ЛГИ-2 (Технология и техника разведочного бурения. Учебник для вузов, изд. 2 перераб. и доп. М: «Недра», 1973, с.172), состоящий из двух горизонтально расположенных валов, на которых насажены эксцентрики, вращающиеся в разные стороны. Жестко закрепленный на коробке-корпусе двигатель, при помощи клиновых ремней передает движение одному из валов вибратора, а второй вал с эксцентриками приводится во вращение при помощи двух шестеренок, сидящих на валах. При работе этого вибратора горизонтальные составляющие центробежных сил при любом положении эксцентриков равны и, будучи всегда направлены в противоположные стороны, взаимоуравновешиваются. Вертикальные составляющие также равны, и направлены вверх или вниз, поэтому результирующая этих сил действует как их сумма, эти силы и создают вертикальные колебания, направленные по оси бурового инструмента, посредством бурильных штанг, связанного с вибратором.Known sprung vibrator LGI-2 (Technology and technology for exploratory drilling. A textbook for universities, ed. 2 revised and add. M: "Nedra", 1973, p.172), consisting of two horizontally located shafts on which eccentrics are mounted, rotating in different directions. The engine, rigidly fixed to the box-body, with the help of V-belts transmits the movement to one of the vibrator shafts, and the second shaft with eccentrics is driven by two gears sitting on the shafts. During the operation of this vibrator, the horizontal components of the centrifugal forces are equal at any position of the eccentrics and, being always directed in opposite directions, are mutually balanced. The vertical components are also equal, and are directed up or down, so the resultant of these forces acts as their sum, these forces create vertical vibrations directed along the axis of the drilling tool by means of drill rods connected with a vibrator.

Недостатком данного вибратора является то, что вибратор в этом устройстве установлен в верхней части бурильной колонны, удаленный от бурового инструмента, что ограничивает глубину бурения скважины за счет веса бурильных штанг, наращиваемых в процессе бурения, поскольку при этом гасятся вертикальные составляющие на буровой инструмент.The disadvantage of this vibrator is that the vibrator in this device is installed in the upper part of the drill string, remote from the drilling tool, which limits the depth of drilling due to the weight of the drill rods that build up during the drilling process, since the vertical components of the drilling tool are quenched.

Известен вибратор резонансного действия с электромагнитным полем (патент RU №2356647, опубл. 27.05.2009 г.), включающий электромагнит, якорь электромагнита, дополнительные грузы, при этом статорная и якорная части соединены между собой упругой системой, состоящей из винтовых пружин. При этом, плита якорной части вибратора зажата между пружинами с возможностью совершения колебаний вдоль осей пружин без отрыва от их торцов.Known resonator vibrator with an electromagnetic field (patent RU No. 2356647, publ. 05.27.2009), including an electromagnet, an electromagnet anchor, additional loads, while the stator and anchor parts are interconnected by an elastic system consisting of coil springs. At the same time, the plate of the anchor part of the vibrator is sandwiched between the springs with the possibility of vibrations along the axes of the springs without separation from their ends.

Недостатком данного вибратора является: малые амплитуды относительных колебаний якорной и статорной частей при высокой промышленной частоте, что не позволяет нанесение значительных сил ударов о долото.The disadvantage of this vibrator is: small amplitudes of relative vibrations of the anchor and stator parts at a high industrial frequency, which does not allow the application of significant forces of impacts on the bit.

Известен станок типа УКС - 22М и УКЗ-30М (Бурение и оборудование скважин на воду. Практическое руководство проектирование и расчет. С-Петербург, Егоров Г.С. с.128-131. ООО «Копи Холл»), принятый за прототип. Станок ударно-канатного бурения оснащен следующими основными узлами: 1) балансиром (долбежный узел или механизм ударного действия); 2) инструментальным барабаном (механизм подъема долота); 3) желоночным барабаном; 4) главным валом, от которого приводится в действие перечисленные узлы. Ударный буровой снаряд подвешен на бурильном канате (элемент подвеса). Ударный снаряд связан с балансиром - оттяжного механизма станка и долотом. Ударный снаряд подвешивают на канате, который подают с инструментального барабана. Снаряд при бурении поднимают и сбрасывают с помощью балансира - оттяжного механизма станка. При сбросе, снаряд под действием собственного веса падает вниз, разрушает породу забоя. По мере углубления скважины бурильный канат стравливают с инструментального барабана, осуществляя подачу долота. Пробурив некоторый интервал скважины, прекращают долбление и приступают к очистке забоя с помощью желонки, спускаемой в скважину. После очистки скважины продолжают долбление или приступают к креплению скважины - неустойчивые интервалы закрепляют обсадными трубами.A well-known machine type UKS - 22M and UKZ-30M (Drilling and equipment for water wells. A practical guide to design and calculation. St. Petersburg, G. Egorov p. 128-131. LLC "Copy Hall"), adopted as a prototype. The shock-rope drilling machine is equipped with the following main units: 1) a balancer (grooving unit or impact mechanism); 2) instrumental drum (bit lifting mechanism); 3) with a chasing drum; 4) the main shaft from which the listed nodes are driven. An impact drill is suspended on a drill rope (suspension element). An impact projectile is connected with a balancer - the machine’s pull-out mechanism and a chisel. An impact projectile is suspended on a rope that is fed from an instrumental drum. When drilling, the projectile is lifted and dumped with the help of a balancer - the machine’s pull-out mechanism. When dumping, the projectile under the influence of its own weight falls down, destroys the rock of the face. As the well deepens, the drill rope is pushed from the tool drum by supplying the bit. Having drilled a certain interval of the well, they stop drilling and start cleaning the face with the help of a chute, lowered into the well. After cleaning the wells, they continue hollowing or begin to fix the wells — unstable intervals are fixed with casing pipes.

Недостатками устройства являются большая энергоемкость при бурении скважин, значительные материальные затраты и ограничение глубины бурения скважин.The disadvantages of the device are the large energy consumption when drilling wells, significant material costs and limiting the depth of drilling.

Техническим результатом способа является расширение возможностей известного решения.The technical result of the method is to expand the capabilities of the known solutions.

Технический результат достигается тем, что способ бурения горных пород, включающий подачу долота на забой скважины, разрушение породы на забое и бурение интервала скважины за счет нанесения ударов по долоту, очистку забоя от бурового шлама, разрушение породы и бурение скважины, осуществляют путем нанесения ударов по долоту электромагнитным ударником, размещенным в полости электромагнита, с частотой, равной 40-50 ударов в минуту, и амплитудой относительных колебаний, равной длине полости электромагнита.The technical result is achieved by the fact that the method of drilling rocks, including the supply of a bit to the bottom of the well, the destruction of the rock at the bottom and drilling of the interval of the hole by striking the bit, cleaning the bottom of drill cuttings, the destruction of the rock and drilling the well, is carried out by striking a bit with an electromagnetic hammer placed in the cavity of an electromagnet, with a frequency equal to 40-50 beats per minute, and an amplitude of relative vibrations equal to the length of the cavity of the electromagnet.

Техническим результатом устройства является расширение возможностей известного решения.The technical result of the device is to expand the capabilities of the known solutions.

Технический результат достигается тем, что устройство для бурения горных пород, включающее буровое долото, механизм ударного действия, элемент подвеса и механизм подъема долота, желонку, снабжено утяжелителем, центратором, кабельным замком, преобразователем частоты и ножницами, а механизм ударного действия выполнен в виде электромагнитного ударника, включающего электромагнит, верхняя торцевая часть корпуса которого соединена с центратором через утяжелитель, и кабельный замок, а нижняя часть электромагнита соединена через ножницы и наковальню с буровым долотом, при этом электромагнит выполнен в виде соленоида с полым сердечником, в полости которого размещены пружина и ударник, а элемент подвеса выполнен в виде грузонесущего кабеля.The technical result is achieved by the fact that the device for drilling rocks, including a drill bit, a shock mechanism, a suspension element and a mechanism for raising the bit, the chipper, is equipped with a weighting agent, a centralizer, a cable lock, a frequency converter and scissors, and the shock mechanism is made in the form of an electromagnetic drummer, including an electromagnet, the upper end part of the body of which is connected to the centralizer via a weighting agent, and a cable lock, and the lower part of the electromagnet is connected through scissors and an anvil with a drill bit, while the electromagnet is made in the form of a solenoid with a hollow core, in the cavity of which a spring and hammer are placed, and the suspension element is made in the form of a load-carrying cable.

Способ осуществляют следующим образом. После постановки бурового снаряда (долота) на забой скважины, электромагнитным ударником, размещенным в полости электромагнита за счет магнитодвижущих сил наносят 40-50 ударов в минуту о долото. Амплитуда относительных колебаний равна длине полости электромагнита и управляют амплитудой относительных колебаний преобразователем частоты. По мере углубления скважины грузонесущий кабель автоматически стравливают с барабана монтажной лебедки, осуществляя подачу долота. Пробурив некоторый интервал скважины, прекращают долбление и приступают к очистке забоя от бурового шлама желонкой, которую подсоединяют к буровому снаряду вместо бурового долота на поверхности скважины. После очистки скважины продолжают долбление или приступают к креплению скважины - неустойчивые интервалы закрепляют обсадными трубами.The method is as follows. After placing a drill (bit) at the bottom of the well, an electromagnetic hammer placed in the cavity of the electromagnet due to magneto-magnetic forces causes 40-50 beats per minute about the bit. The amplitude of the relative oscillations is equal to the length of the cavity of the electromagnet and control the amplitude of the relative oscillations of the frequency converter. As the well deepens, the load-carrying cable is automatically pushed from the reel of the mounting winch, supplying the bit. Having drilled a certain interval of the well, they stop drilling and begin to clean the bottom of the cuttings from the drill cutter, which is connected to the drill instead of the drill bit on the surface of the well. After cleaning the wells, they continue hollowing or begin to fix the wells — unstable intervals are fixed with casing pipes.

Устройство для бурения горных пород поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства бурового снаряда, на фиг.2 показана общая схема самоходной буровой установки. Устройство включает буровое долото 1, механизм ударного действия, выполненный в виде электромагнитного ударника. Электромагнитный ударник содержит электромагнит, в состав которого входит корпус 6 и соленоид 5 с полым сердечником 7, выполненным цилиндрической формы из феромагнитного материала. В полости сердечника 7 размещены ударник 4 и пружина 8, которая жестко закреплена своим верхним концом в верхней части корпуса электромагнита 6. Верхняя торцевая часть корпуса 6 электромагнита соединена с центратором 11 через утяжелитель 9, и кабельный замок 10. Нижняя часть корпуса 6 электромагнита соединена через наковальню 2 и ножницы 3 с буровым долотом 1. Устройство снабжено элементом подвеса - грузонесущим кабелем 12, который одним концом соединен с дизельгенератором 13 через пульт управления (преобразователь частоты) (не показан) и токосъемник 15, закрепленый на барабане монтажной лебедки 14 (механизма подъема долота), а другой конец соединен с кабельным замком 10. Желонка не показана. По электрическим жилам грузонесущего кабеля 12 электрическая энергия от дизельгенератора 13 и через преобразователь частоты (не показан) и выпрямитель подается к обмотке соленоида 5 электромагнита постоянный ток с чередующей полярностью.A device for drilling rocks is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a diagram of the device of a drill, Fig.2 shows a General diagram of a self-propelled drilling rig. The device includes a drill bit 1, a shock mechanism made in the form of an electromagnetic hammer. The electromagnetic striker contains an electromagnet, which includes a housing 6 and a solenoid 5 with a hollow core 7 made of a cylindrical shape made of ferromagnetic material. In the cavity of the core 7 there is a drummer 4 and a spring 8, which is rigidly fixed with its upper end in the upper part of the electromagnet 6. The upper end part of the electromagnet 6 is connected to the centralizer 11 via a weighting compound 9, and a cable lock 10. The lower part of the electromagnet 6 is connected through anvil 2 and scissors 3 with a drill bit 1. The device is equipped with a suspension element - a load-carrying cable 12, which is connected at one end to a diesel generator 13 through a control panel (frequency converter) (not shown) and current collector uk 15 fixed to the mounting winch drum 14 (bit lifting mechanism) and the other end connected with a cable lock 10. Bailer not shown. In the electrical cores of the load-carrying cable 12, electric energy from the diesel generator 13 and through a frequency converter (not shown) and a rectifier is supplied to the winding of the solenoid 5 of the electromagnet direct current with alternating polarity.

Устройство работает следующим образом. На поверхности собирают устройство с буровым долотом. После сборки устройства и постановки его на забой скважины монтажной лебедкой 14, подают электрическую энергию с пульта управления к обмотке соленоида 5 электромагнита от дизельгенератора 13 по электрическим жилам грузонесущего кабеля 12. При подаче электроэнергии к обмотке соленоида 5 электромагнита создают магнитное поле, при этом интенсивность магнитного поля находится в прямой зависимости от числа витков обмотки соленоида 5, величины постоянного тока в ней и длины полости сердечника 7 электромагнита. При разработке конструкции бурового снаряда для обеспечения бурения горных пород различных диаметров скважин, определяют необходимые параметры электромагнита, его магнитодвижущую силу, вес ударника 4 и число ударов ударника 4 о наковальню 2 и буровое долото 1. В процессе бурения скважин, благодаря наличию ножниц 3, состоящих из звеньев, соединенных между собой и скользящих одно в другом с рабочим ходом 250 мм, происходит одновременно два удара о забой - первый удар осуществляют ударником 4, а второй удар осуществляют весом бурового снаряда с учетом рабочего хода звена ножниц 3, равным 250 мм. Для минимизации ударного воздействия ударником 4 в обратном направлении об утяжелитель 9, в момент приближения ударника 4 к верхней торцевой части электромагнита и к пружине 8, реверсивным устройством изменяют полярность магнитного потока. Пробурив некоторый интервал скважины, прекращают долбление и приступают к очистке забоя от бурового шлама желонкой, которую подсоединяют к буровому снаряду вместо бурового долота на поверхности скважины. После очистки скважины продолжают долбление или приступают к креплению скважины - неустойчивые интервалы закрепляют обсадными трубами. В зависимости от крепости горных пород применяют буровые долота различных конструкций.The device operates as follows. A device with a drill bit is assembled on the surface. After assembling the device and putting it on the bottom of the well with a mounting winch 14, electric energy is supplied from the control panel to the coil of the solenoid 5 of the electromagnet from the diesel generator 13 through the electrical cores of the load-carrying cable 12. When electric power is supplied to the coil of the solenoid 5 of the electromagnet, a magnetic field is created, while the magnetic intensity field is directly dependent on the number of turns of the coil of the solenoid 5, the magnitude of the direct current in it and the length of the cavity of the core 7 of the electromagnet. When developing the design of the drill to ensure the drilling of rocks of various diameters of the wells, the necessary parameters of the electromagnet, its magnetizing force, the weight of the hammer 4 and the number of strokes of the hammer 4 on the anvil 2 and the drill bit 1 are determined. During the drilling process, due to the presence of scissors 3, consisting of the links interconnected and sliding one in the other with a stroke of 250 mm, two hits on the face occur simultaneously - the first strike is carried out by hammer 4, and the second strike is carried out by the weight of the drill with an even working stroke of the scissors link 3 equal to 250 mm. To minimize the impact of the hammer 4 in the opposite direction, the weighting agent 9, at the moment the hammer 4 approaches the upper end part of the electromagnet and the spring 8, the polarity of the magnetic flux is reversed. Having drilled a certain interval of the well, they stop drilling and begin to clean the bottom of the cuttings from the drill cutter, which is connected to the drill instead of the drill bit on the surface of the well. After cleaning the wells, they continue to chisel or begin to fix the wells - unstable intervals are fixed with casing pipes. Depending on the strength of the rocks, drill bits of various designs are used.

Устройство, разработанное на основе использования электромагнитной энергии, позволяет значительно увеличить производительность бурения горных пород, увеличить глубину скважин и снизить материальные затраты по сравнению с известными решениями.The device, developed on the basis of the use of electromagnetic energy, can significantly increase the productivity of rock drilling, increase the depth of wells and reduce material costs in comparison with the known solutions.

Claims (2)

1. Способ бурения горных пород, включающий подачу долота на забой скважины, разрушение породы на забое и бурение интервала скважины за счет нанесение ударов по долоту, очистку забоя от бурового шлама, отличающийся тем, что разрушение породы и бурение скважины осуществляют путем нанесения ударов по долоту ударником, размещенным в полости электромагнита, с частотой, равной 40-50 ударов в минуту, и амплитудой относительных колебаний, равной длине полости электромагнита.1. A method of drilling rocks, including feeding a bit to the bottom of the well, destroying the rock at the bottom and drilling the interval of the well by striking a bit, cleaning the bottom of drill cuttings, characterized in that the destruction of the rock and drilling is carried out by striking a bit drummer placed in the cavity of the electromagnet, with a frequency equal to 40-50 beats per minute, and the amplitude of the relative vibrations equal to the length of the cavity of the electromagnet. 2. Устройство для бурения горных пород, включающее буровое долото, механизм ударного действия, элемент подвеса и механизм подъема долота, желонку, отличающееся тем, что оно снабжено утяжелителем, центратором, кабельным замком, преобразователем частоты и ножницами, а механизм ударного действия выполнен в виде электромагнитного ударника, включающего электромагнит, верхняя торцевая часть корпуса которого соединена с центратором через утяжелитель, и кабельный замок, а нижняя часть корпуса электромагнита соединена через наковальню и ножницы с буровым долотом, при этом электромагнит выполнен в виде соленоида с полым сердечником, в полости которого размещены пружина и ударник, а элемент подвеса выполнен в виде грузонесущего кабеля. 2. A device for drilling rocks, including a drill bit, a shock mechanism, an element of suspension and a mechanism for raising the bit, a chipper, characterized in that it is equipped with a weighting agent, centralizer, cable lock, frequency converter and scissors, and the shock mechanism is made in the form an electromagnetic hammer, including an electromagnet, the upper end part of the body of which is connected to the centralizer through a weighting agent, and a cable lock, and the lower part of the electromagnet body is connected through an anvil and scissors a drill bit, wherein the electromagnet is designed as a solenoid with a hollow core in a cavity which has a spring and a firing pin, and the suspension member is a carrying cable.
RU2011116274/03A 2011-04-25 2011-04-25 Method to drill rocks and device for its realisation RU2473766C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011116274/03A RU2473766C2 (en) 2011-04-25 2011-04-25 Method to drill rocks and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011116274/03A RU2473766C2 (en) 2011-04-25 2011-04-25 Method to drill rocks and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473766C2 true RU2473766C2 (en) 2013-01-27

Family

ID=48807179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011116274/03A RU2473766C2 (en) 2011-04-25 2011-04-25 Method to drill rocks and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473766C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103161400A (en) * 2013-04-08 2013-06-19 屈家发 Electromagnetic impacter
RU2601877C1 (en) * 2015-08-03 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Device for drilling rocks

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU717311A2 (en) * 1978-12-01 1980-02-25 Институт Автоматики Ан Киргизской Сср Electromagnetic impact member for drilling
US4353426A (en) * 1979-08-17 1982-10-12 Dobson Park Industries Limited Percussive tools
SU965529A1 (en) * 1981-03-09 1982-10-15 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.С.Орджоникидзе Electromechanic impact pulse source
SU973816A1 (en) * 1980-05-05 1982-11-15 Институт Автоматики Ан Киргсср Electromagnetic percussive mechanism
SU1116137A1 (en) * 1983-04-01 1984-09-30 Тольяттинский политехнический институт Impact-action apparatus for making holes in earth
RU2114272C1 (en) * 1993-05-25 1998-06-27 Саратовский государственный технический университет Bore-hole driving device
DE10146024A1 (en) * 2001-09-18 2003-04-10 Tracto Technik Impact mechanism for an earth drilling device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU717311A2 (en) * 1978-12-01 1980-02-25 Институт Автоматики Ан Киргизской Сср Electromagnetic impact member for drilling
US4353426A (en) * 1979-08-17 1982-10-12 Dobson Park Industries Limited Percussive tools
SU973816A1 (en) * 1980-05-05 1982-11-15 Институт Автоматики Ан Киргсср Electromagnetic percussive mechanism
SU965529A1 (en) * 1981-03-09 1982-10-15 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.С.Орджоникидзе Electromechanic impact pulse source
SU1116137A1 (en) * 1983-04-01 1984-09-30 Тольяттинский политехнический институт Impact-action apparatus for making holes in earth
RU2114272C1 (en) * 1993-05-25 1998-06-27 Саратовский государственный технический университет Bore-hole driving device
DE10146024A1 (en) * 2001-09-18 2003-04-10 Tracto Technik Impact mechanism for an earth drilling device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103161400A (en) * 2013-04-08 2013-06-19 屈家发 Electromagnetic impacter
CN103161400B (en) * 2013-04-08 2015-04-22 屈家发 Electromagnetic impacter
RU2601877C1 (en) * 2015-08-03 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Device for drilling rocks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2819932C (en) Resonance enhanced rotary drilling module
CA3011247A1 (en) Force stacking assembly for use with a subterranean excavating system
US20200149349A1 (en) Hybrid drill bit
EP1853789A4 (en) A method of geothermal loop installation
US9869129B2 (en) Linear and vibrational impact generating combination tool with adjustable eccentric drive
EA200702420A1 (en) INSTALLATION AND METHOD OF CROCHDING OF CIRCUIT OR CONDUCTOR PIPE
RU2473766C2 (en) Method to drill rocks and device for its realisation
CN202249765U (en) Resonant well drilling device
RU2157446C1 (en) Process and device to excite lateral vibrations of string of pipes in well
CN105507804B (en) A kind of ultrasonic activation cord coring drill
RU2601877C1 (en) Device for drilling rocks
CN106761422A (en) A kind of staged Percusion spiral drill head
CN102392598B (en) Hydraulic vibration impactor and pile driving power head comprising same
RU2560000C2 (en) Device for drilling of rocks
RU2528754C1 (en) Method of destruction of rocks and device for its implementation
EP3775484B1 (en) A percussion device and a method for controlling a percussion mechanism of a percussion device
CN108252650A (en) Rotary impact tool and method of a kind of underground based on magnetic force
CN205330525U (en) Ultrasonic vibration wire line coring drilling tool
CN205713947U (en) A kind of lifting apparatus impacting brill
CN221032402U (en) Impact drill for diaphragm wall construction
CN112943142B (en) Device and method for unsealing restrictor through eccentric vibration
RU2209913C1 (en) Process crushing rocks by impact momenta and gear for its realization
RU2365732C1 (en) Method and device for drilling with simultaneous fixation of wells
SU176213A1 (en) DRILLING VIBROMOLOTS
RU2659576C1 (en) Well seismic source