SU1469145A1 - Устройство дл ударно-вращательного бурени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  оК бурению скважин и м.б. использовано при бурении скважин большого диаметра в твердых и мерзлых породах при сооружении фундаментов. Цель - снижение энергозатрат и улучшение очистки скважины. В цилиндрическом корпусе (К) устройства, имеющем уплотнитель- ные по са, соосно ему размещена центральна  труба (ЦТ) с опорным блоком. В К с зазором и на ЦТ с возможностью осевого перемещени  установлен удар- ник с механизмами поворота и удара. Нижней частью К жестко св зан с на- ковальней, кинематически св занной с ударником и жестко - с буровым долотом и одним к онцом ЦТ. На опорном блоке закреплен полый переходник (П), имеющий сообщенные между собой радиальные и продольные каналы, установленный над ударником соосно с ЦТ и соединенный с механизмом. При этом К уплотнен относительно П, а другой конец ЦТ свободно установлен в П. Наковальн  выполнена с продольными каналами, гидравлически св занными через зазор между К и ударником с каналами П, и с центральным отвер- стием, которое ЦТ св зано с внутренней полостью П. Враща сь, ударник поднимаетс  по наклонной плоскости выступа г наковальни и удар ет по наковальне с долотом. Вращение от ударника передаетс  долоту до момента , когда ударник окажетс  в нижнем положении и долото повернетс  на некоторый угол, производ  интенсивное разрушение породы. 1 ил. 2 « (Л й сь со i СП

Description

J

Изобретение относитс  к бурению скважин и может найти применение при бурении скважин большого диаметра в твердых и мерзлых породах при сооружении фундаментов, при бурении скважин большого диаметра, при разведке в многолетней мерзлоте россыпных месторождений различных полезных ископае- , при бурении нефт ных и газовых скважин в крепких породах, при буре-

НИИ скважин большого диаметра дл  добычи подземных вод, при бурении геологоразведочных скважин в твердых породах сгидро- или пневмотранспортом выбуренной породы.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат и улучшение очистки скважины.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство дл  ударновращательного бурени , продольный разрез,

Устройство, опускаемое в скважину на колонне двойных бурильных труб 1, включае;т в себ  присоедин емые к трубам 1 полый переходник 2 с ведущей частью 30, пшицевой механизм 4 поворота и массивный ударник 5, приспЬ- собленньй к взаимодействию с нако- to вальней 6 с помощью кулачкового механизма 7 удара, и оснащен винтовым выступом в а наковальн  6 ответным выступом -I. . Ударник имеет также выступы 5 , которые взаимодействуют 15 с ответными выступами о на верхней части наковальни 6. Шлицевой механизм 4 поворота и кулачковый механизм 7 удара ударника и наковальни образуют ударно-поворотный механизм, Нако- 20 вальн  6 жестко скреплена с долотом 8 и  вл етс  ведомой частью Через ударник 5 проходит центральна  труба

9,жестко скрепленна  с наковальней своим нижним концом и свободно вне- 25 денна  в канал переходника 2 своим верхним концом, причем наружна  поверхность центральной трубы 9 уплотнена относительно внутренней поверхности канала переходника 2. Передача 30 осевой нагрузки на буровое долото 8 осуществлена через колонну двойных труб .1, переходник 2, опорный.блок

10,центральную трубу 9 и наковалйню 6, скрепленную с буровым долотом 5 8. В переходнике 2 выполнены продольные и сообщенные-с ними радиальные каналы 11, которые, в свою очередь , сообщены с кольцевым пространством двойной бурильной колонны 1, 40 В наковальне 6 выполнена сери  проВ начальный момент вращени  колон ны двойных бурильных труб 1 начинают вращатьс  с посто нной скоростью св  занные с трубами узлы бура, переходник 2 с ведущей частью 3, от которой через пшицевой механизм 4 поворота вращение передаетс  на ударник 5.Наковальн  6 и жестко св занные с ней буровое долото 8 и корпус 13 в этот момент вращатьс  не будут, так как удерживаютс  силами трени  и кинематически не св заны с вращающимис  уз лами. Вследствие этого винтовой выступ в ударника 5 начнет передвигать с  по ответному выступу ь наковальн 6 и подниматьс  вверх по наклонной плоскости выступа i- . Одновременно будет.подниматьс  и выступ б ударни ка 5 и в момент, когда ударник подни маетс  на высоту выступа г , выступ Б войдет на уровень верхней части наковальни 6, оснащенной ответ ными выступами а которыми она войдет в зацепление с выступами . в этот момент выступ 6 сорветс  с кра выступа г и ударник 5 всей своей массой нанесет удар по наковальне 6 бура с буровым долотом 8. В течение свободного падени  выступы б ударника 5 и а верхней части наковальни 6 будут находитьс  в зацеплении и,следовательно, вращение от ударника 5 будет передаватьс  наковальне и- вместе с ней буровому долоту 8 вплоть до того момента, когда ударник 5 окажетс  в нижнем положении и произойдет расцепление выступов S и а .-После этого процесс будет повтор тьс . Таким образом, в резул тате вращени  бурильной колонны по наковальне с долотом 8 будут наноси с  периодические удары и будет прер висто П15оворачиватьс  :перед каждым

дольных каналов 12. Устройство имеет цилиндрический корпус 13, скрепленный, например, резьбой 14, с наковальней 6, Верхн   часть корпуса 13 уплотнена .с УДаром на некоторый угол, производ  уплотнительным кольцом 15 относитель- при этом интенсивное разрушение по- но переходника 2. Наружна  часть корпуса 13 на нижнем его конце оснащена уплотнительными по сами 16, Выходные отверсти  продольных каналов 12 расположены под самым нижним из уплотн ющих по сов 16.

Каналы 11 и 12 сообщены между собой через зазор 17, образованный между наружной поверхностью ударника 5 и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 13.

Устройство работает следующим образом .

50

55

роды. Сжатый воздух, подаваемый в межтрубное пространство бурильной колонны с поверхности, пройдет по каналам 11 в зазор 17 и далее пройдет через каналы 12 в призабойную зону скважины. Благодар  наличию на корпусе 13 одного или нескольких уп лотнительных по сов 16 воздух напра витс  к забою, где произведет охлаж дение долота и очистку забо  и по о верстию в наковальне 6 и внутреннему каналу центральной трубы 9 вынес шлам в бурильные трубы 1 и далее на

В начальный момент вращени  колонны двойных бурильных труб 1 начинают вращатьс  с посто нной скоростью св занные с трубами узлы бура, переходник 2 с ведущей частью 3, от которой через пшицевой механизм 4 поворота вращение передаетс  на ударник 5.Наковальн  6 и жестко св занные с ней буровое долото 8 и корпус 13 в этот момент вращатьс  не будут, так как удерживаютс  силами трени  и кинематически не св заны с вращающимис  узлами . Вследствие этого винтовой выступ в ударника 5 начнет передвигатьс  по ответному выступу ь наковальни 6 и подниматьс  вверх по наклонной плоскости выступа i- . Одновременно будет.подниматьс  и выступ б ударника 5 и в момент, когда ударник поднимаетс  на высоту выступа г , выступ Б войдет на уровень верхней части наковальни 6, оснащенной ответными выступами а которыми она войдет в зацепление с выступами . в этот момент выступ 6 сорветс  с кра  выступа г и ударник 5 всей своей массой нанесет удар по наковальне 6 бура с буровым долотом 8. В течение свободного падени  выступы б ударника 5 и а верхней части наковальни 6 будут находитьс  в зацеплении и,следовательно, вращение от ударника 5 будет передаватьс  наковальне и- вместе с ней буровому долоту 8 вплоть до того момента, когда ударник 5 окажетс  в нижнем положении и произойдет расцепление выступов S и а .-После этого процесс будет повтор тьс . Таким образом, в результате вращени  бурильной колонны по наковальне с долотом 8 будут наноситс  периодические удары и будет прерывисто П15оворачиватьс  :перед каждым

УДаром на некоторый угол, производ  при этом интенсивное разрушение по-

УДаром на некоторый угол, производ  при этом интенсивное разрушение по-

роды. Сжатый воздух, подаваемый в межтрубное пространство бурильной колонны с поверхности, пройдет по каналам 11 в зазор 17 и далее пройдет через каналы 12 в призабойную зону скважины. Благодар  наличию на корпусе 13 одного или нескольких уп- лотнительных по сов 16 воздух направитс  к забою, где произведет охлаждение долота и очистку забо  и по отверстию в наковальне 6 и внутреннему каналу центральной трубы 9 вынесет шлам в бурильные трубы 1 и далее на

Claims (1)

1. Формула изобретения имеющим сообщенные между собой радиальные и продольные каналы, который закреплен на опорном блоке, установлен над ударником соосно с центральной трубой и соединен с механиз

   Устройство для ударно-вращательного бурения, включающее цилиндрический корпус, размещенную в корпусе соосно ему центральную трубу с опорным ю блоком, установленный в корпусе с зазором и на центральной трубе с возможностью осевого перемещения ударник с механизмами поворота и удара, кинематически связанную с ударником на- 15 ковальню с центральным отверстием и жестко связанное с наковальней буровое долото, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и улучшения очистки скважины, оно снабжено полым переходником, мом поворота, а корпус нижней частью жестко связан с наковальней имеет уплотнительные пояса на наружной боковой поверхности и уплотнен относительно переходника, при этом центральная труба одним концом жестко связана с наковальней, а другим свободно установлена в переходнике, причем наковальня выполнена с продольными каналами, гидравлически связанными через зазор между корпусом и ударником с каналами переходника, а через центральное отверстие наковаль2о ^ни и центральную трубу с внутренней полостью переходника.

   о