SU1002499A1 - Шнековый бур - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к бурению скважин.

Известны шнековые буры, состо щие из долота (обычно режущего типа ) и шнековой колонны, котора  состоит из отрезков шнеков, соедин емых между собой резьбой или цным типом соединени . Долото присоедин етс  к нижней части шнековой колонны и приводитс  во вращение от буровой установки через шнековую колонну. От последней осуществл етс  необходимый нажим на долото дл  обеспечени  требуемых условий разрушени  породы долотом. Разрушенна  порода поднимаетс  иа поверхность по спирали шнеков при их вращении fll.

Однако этот, механизм разрушени  и выдачи породы на поверхность действует безотказно лишь при соблюдении следующих условий: порода должна относительно легко поддаватьс  разрушению; частота вращени  шнеков должна соответствовать требовани м , необходимьм дл  транспортировани  шнеками разрушенной породы от забо  к устью скважины; бурова  установка должна развивать достаточно большой крут ищй момент дл  обеспечени  интенсивного разрушени  и транспортировки породы.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство бурени , Включающее пустотелую шнековую трубу, соединенную с переходником, разме- , щенный в нем ударни-к, наковальню с буровым долотом и опорную.трубу. При вращении и осевом нажатии забой сква10 жины разрушаетс  резцами долота по концентрическим окружност м. Поршень ударника наносит в процессе работы удар л по наковальне, от которой они передвигаютс  на буровое

15 долото. Лопасти шнека, образующие винтовую сщираль, в процессе работы бура обеспечивают транспортировку разбуренной породы от забо  скважины на поверхность .20

Недостатком данного шнекового бура  вл етс  его сложность (применение раздельных породоразрушающих инструментов , применение разного-привода - пневматического и механиче25 ского дл  приводу ударника и шнека соответственно и пр.) и поэтому недостаточна  эффективность его работы .

Указанна  цель достигаетс  тем,

30 что в шнековом буре, включгцощем пустотелую трубу, соединенную с переходником , размещенный в нем ударник наковальню с буровым долотом и опорную трубу, наковальн  снабжена установленным концентрично опорной трубе патрубком, на наружной поверхности которо го выполнены выступы, на внутренней поверхности ударника также выполнены выступы с возможностью их взаимодействи , при этом переходник соединен с верхней частью ударника посредством шлицевого соединени .

На фиг. 1 изображен предлагаемый бур; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Устройство (фиг. 1) состоит из пустотелой шнековой трубы 1, соединенной с основной шнековой колонной через переходник 2, имеющий на верхнем конце стандартный соединительный элемент 3. К нижней части переходника 2 крепитс  на резьбу опорна  труба 4, а на боковой его поверхности сделаны шлицевые пазы 5 (фиг. 2),через которыес помощью ответных выступов или через подшипники качени  6- (фиг. 1 и 2) осуществл етс  подвижное (шлицевое)соединение переходника 2 с ударником 7, которое передает вращение от шнековой трубы 1 и позвол ет ему при это перемещатьс  вдоль оси шнекового бура..

На нижней торцовой части ударник 7 имеетс  один или несколько винтовых выступов 8, имеющих наклонные поверхности вверх по ходу вращени . На внутренней стенке ударника 7 закреплены сухари 9 (соответственно количеству винтовых выступов). Винтовые выступы 8 ударника 7 опираютс  на ответные выступы 10 наковальни 11. Последн   соедин етс  с патрубком 12, имеющим сухари 13. Винтовые -выступы 8 и 10 вместе с сухар ми 9 и 13 образуют кулачковую систему, взаимодействие которой описано ниже.

На нижнюю часть наковальни 11 закрепл етс  буровое долото 14, во внутренней части наковальни 11 имеетс  подшипниковый узел 15, через который наковальн  11 соедин етс  с опорной трубой 4.

Процесс бурени  осуществл етс  следующим образом.

Через шнековую трубу 1 от буровой установки приводитс  во вращени переходник 2 и соединенные с ним опорна  труба 4 и ударник 7. В исходном положении ударник 7 находитс  в нижнем положении, когда винтовые выступы ударника 7 и наковальни 11 наход тс  в сомкнутом положении, и их торцовые поверхности соприкасаютс  на всем прот жении.

в св зи с тем, что наковальн  11 удерживаетс  от вращени  долотом

14,а ударник 7 вращаетс , происходит подъем ударника по винтовому выступу, а затем соскальзывание его с этого выступа и падение на наковальни 11. При этом по наковальне (и долоту) наноситс  удар, энерги  которого определ етс  массой ударника и высотой винтового выступ

При подъеме ударника 7 по винтовому выступу вместе с ним поднимаетс  и сухарь 9, который к концу подъема выходит на уровень сухар 

13(фиг. 3), ив момент соскакивани  ударника свыступа 10 происходит соприкосновение сухар  9 с сухарем 13 и совместное их вращение в течение всего периода падени  ударника , в конце которого происходит расцепление сухар . 9 и сухар  13 после чего снова начинаетс  подъем ударника.

Таким образом, при вращении шнекового бура происходит посто нное вращение шнековой трубы 1, обеспечивающее вынос выбуренной породы; интенсивное внедрение резцов долота

14под совместным воздействием усили  подачи ( нажимаj на долото через опорную трубу 4 и лодшипниковый узе

15,а также ударов, создаваемых удаником 7; прерывистое вращение долота 14 под воздействием боковых ударов , обеспечивающее разрушение породы на забое на участке перемещени  резцов долота.

Вращение шнековой трубы 1 осуществл етс  со значительной скоростью оптимальной дл  обеспечени  выноса выбуренной породы, а работа буровой коронки осуществл етс  в режиме, обеспечивающем интенсивное разрушение породы и подачи ее к шнековом транспортеру (вдавливание резцов долота в породу под совместным воздействием усили  подачи и ударной нагрузки, а также скалывание породы под воздействием боковых ударов). Совместное действие системы разрушени  породы и системы выноса породы на поверхность, объединенные в едином конструктивном решении, обеспечивают высокую производительность бурени  в твердых породах.

Claims (2)

1.Башкатов Д.И. и др. Вращательное и шнековое бурение гоологораэве-дочных скважин. М,, Недра, 1968 с. 64, рис. 20.

2.Патент США № 3219131,

кл. 175-92, опублик. 1965 (прототип),