SU1634770A1 - Устройство дл бурени скважин - Google Patents

Description

(21)4662239/03

(22)17.0389

(46) 15.0391 Бюл № 10

(71)Донецкий политехнический институт

(72)М П Зборщик, В А Русанов. И В Равилов и А А Тур нский

(53)622 2439205(0888)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1348478, кл Е 21 В 4/06, 1984

Патент США № 4478292, кл 175-92, опублик 1984

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

(57)Изобретение относитс  к горном аел, в частности к бурению скважин ударными имгильсами Цель изобретени  снижение энергоемкости разрушени  горной порочы Устройство содержит корп с (К) 1 и промывочную трубу 3, причем К 1 раздетен на от секи электронный 4, промывочный 5 и ни ж ний 6 В нижнем отсеке 6 установлены электромагнитные ударные механизмы 7 соети ненные с электронным распретелите lev 8,

который св зан токоприводом 10 с источником электроэнергии на поверхности В основании К 1 размещены бойки (Б) 12. подпружиненные пружинами 13 В полости Б 12 выполнены промывочные каналы 14 и камеры 22 Нижн   часть Б 12 соединена со штампом (Ш). который выполнен в виде наружного 15 и внутреннего 17 инденторов Наружный индентор выполнен цилиндрическим и подпружинен относительно Б 12 Внутренний индентор выполнен с осевым промывочным каналом 19 и хвостовиком 18 Хвостовик 18 размешен в камере 22 с возможностью осевого перемещени  и взаимодействи  с Б 12 и наружным индентором 15 Интенсивность разрушени  горной породы 111 зависит от нагр зки, приложенной к наружному инден л тору 15 В момент внедрени  Ш в забой очист- sЈ ной агент в -зону поражени  забо  не ПОСТУ- пает Погружение снар да в скважину про- Ц) исходит по мере очистки забо  от выбурен ной породы под действием массы снар да 1 ил

О СО

4Ь J J

Изобретение относитс  к горному делу, в частности к бурению скважин ударными импульсами

Целью изобретени   вл етс  снижение энергоемкости разрушени  горной породы.

На чертеже показано устройство дл  бурени  скважин в процессе работы

Устройство дл  бурени  скважин состоит и корпуса 1, который через переходник 2 присоединен к колонне бурильных труб (не показана), промывочной трубы 3, коаксиаль- но расположенной в корпусе 1 Корпус 1 разделен перегородками на три отсека: электронный 4, промывочный 5 и нижний 6. В нижнем отсеке 6 установлены электромагнитные тарные механизмы 7, соединенные с электронным распределителем 8 кабельными выводами 9 Электронный распределитель 8 св зан токоприводом 10 с источником электроэнергии , расположенным на поверхности В основании И корпуса 1 размещены бойки 12, подпружиненные относительно корпуса пружиной 13 В бойках 12 выполнены промывочные каналы 14, например, Г-образ- ной формы Штамп выполнен в виде наружного индентора 15, подпружиненного относительно бойка 12 пружиной 16, и внутренне- ю инт.ентора 17, выполненного с хвостовиком 18 и осевым промывочным каналом 19 Внутри наружного индентора 15 сделана кольцева  проточка 20, а внутренний инден- гор 17 снабжен буртом 21, при этом хвостовик 18 внутреннего индентора 17 размещен во внутренней камере 22, выполненной в бойке 12 и сообщающейс  с промывочным каналом 14, а бурт 21 размещен в кольцевой проточке 20 с возможностью осевого перемещени  и контакта своим верхним торцом L верхней плоскостью кольцевой проточки 20 К основанию 11 корпуса 1 жестко присоеди пены опорные стойки 23

Устройство дл  бурени  скважин рабо тает следующим образом

Перед СПУСКОМ устройства в скважину электронному распределителю 8 задаетс  программа схема нанесени  ударов по забою частота ударов, сила наносимых ударов (в зависимости от физико-механических свойств пород)

Затем устройство на бурильных трубах, присоединенных к переходнику 2, спускают в скважину, дела  при этом, если есть необ- хотимость, промывки

Очистной агент (промывочна  жидкость или воздух) подаетс  по промывочной трубе 3 и через промывочный отсек 5, Г-образ- ные промывочные каналы 14 бойков 12, осевые промывочные каналы 19 внутренних ищенторов попадает на забой и в затрубное пространство

После установки устройства на опорные стойки 23 на забой скважины по токопри- воду 10 подаетс  электроэнерги  и включаетс  электронный распределитель 8, который поочередно в заданном пор дке включает электромагнитные ударные механизмы 7 бойков 12

Боек 12, перемеща сь вниз, сжимает пружину 16, котора  взаимодействует с наружным индентором 15, прижима  его к забою При этом в поверхности породы, примыкающей к индентору, повышаетс  уровень всестороннего сжати , в частности увеличиваетс  поперечный подпор

Сжима  пружину 16, боек 12 продолжает

перемещатьс  вниз и контактирует с хвостовиком 18 внутреннего индентора 17, сообща  ему ударный импульс Внутренний инден- тор 17 взаимодействует с горной породой, разруша  ее, образу  лунку выкола

На чертеже крайний правый штамп показан в момент контакта внутреннего индентора 17 с горной породой забо , второй справа штамп показан в положении, когда внедр етс  наружный индентор 15

Интенсивность разрушени  горной поро0 ды коаксиальным штампом зависит от нагрузки , приложенной к наружному индентору 15, следовательно, определ етс  жесткостью пружины 16 Измен   жесткость пружины 16, можно добитьс  оптимальных

с режимов разрушени  забо  в породах любой твердости и пластичности

В момент внедрени  штампа в забой очистной агент в зону поражени  забо  не поступает, так как Г-образный канал 14 бойка 12 перекрыт перегородкой

о После нанесени  удара боек 12 за счет энергии сжатой пружины 13 возвращаетс  в исходное положение, Г-образный канал 14 бойка 12 открываетс  и промывочна  жидкость (воздух) подаетс  в образовавшуюс  от разрушени  лунку и вымывает из нее по

5 Р°ДУ

При движении бойка 12 вверх хвостовик 18 внутреннего индентора 17 взаимодействует с нижней плоскостью внутренней камеры 22 и дальше движетс  совместно с бойком 12 После прохождени  внутренним

0 индентором 17 и бойком 12 совместно некоторого пути верхний торец бурта 21 внутреннего индентора 17 контактирует с верхней плоскостью кольцевой проточки 20 наружного индентора 15, который дальше движет5 с  совместно с внутренним индентором 17 и бойком 12, занима  исходное положение На чертеже - крайний левый боек

Затем удар по забою наносит следующий боек и так до полного разрушени  поверхности забо  на заданную глубину Удары

0 нанос тс  дискретно от центра к периферии забо 

Схема нанесени  ударов может быть кольцевой (по концентрическим окружност м ) и лучевой (по радиусу от центра к стенке скважины) Кольцева  схема поражени 

5 забо  обеспечивает бурение предлагаемым устройством с отбором керна (с использованием промывочной трубы 3 в качестве колонковой)

Погружение бурового снар да в скважи- ну (подача) происходит по мере углублени  забо  и очистки его от выбуренной породы под действием собственного веса бурового снар да, так как применение данного устройства не требует создани  осевой нагрузки.

Применение дл  разрушени  забо  составного коаксиального штампа позвол ет получать площадь лунки выкола в 1,5-2 раза больше суммарной площади инденторов При этом обеспечиваетс  снижение энергоемкости разрушени  забо  на 10- 15%

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  бурени  скважин, содержащее корпус, коаксиально расположенную в нем промывочную трубу, бойки с промывочными каналами, подпружиненные отно

   сительно корпуса и соединенные с штампами, электронный распределитель с токоприводом и электромагнитные ударные мечатммы бойков, соединенные с электронным распре делителем, отличающеес  тем, что. с целью снижени  энергоемкости разрушени  горной породы, боек выполнен с камерой, сообщаю щейс  с его промывочным каналом, а .штамп выполнен в виде двух, вн треннего и кого, коаксиально расположенных от носительно друга инденторов, причем ный индентор выполнен цилиндрическим и подпружинен относительно бойка, а ренний индентор выполнен с осевым промы вочным каналом и хвостовиком в верхней его части, при этом хвостовик рашещен в камере бойка с возможностью осевого пе ремещени  и взаимодействи  с бойком и на ружным индентором