(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
Изобретение относитс к буровой .технике и может быть использовано на станках, предназначенных дл бурени шарошечными долотами взрывных скважин на карьерах. Известно устройство дл бурени скважин с продувкой воздушно-вод ной смесью, включающее долото и размещенную над долотом колонку буровых штанг ГО . Недостатком этого устройства вл етс то, что при его использовании пыледавление осуществл етс водой непосредственно на забое скважин.Присут ствие на забое воды приводит к образо ванию жидкого шлама, который плохо удал етс с поверхности забо и легко проникает в опоры долота, вызыва заклинивание шарошек. Все это существенно снижает скорость бурени (до 50%) и проходку на долото (до 2-х раз и более). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту вл е-с устройство дл бурени скважин с продувкой воздушно-вод ной смесью, содержащее долото, соединенную с долотом штангу, встроенный в штангу влагоотделитель инерционного типа, состо щий из патрубка с отверсти ми и закрепленного на нем отражател , кольцевой зазор между которыми служит : входгалч стлом сепаратора, резервуар дл сбора воды и каналы дл подачи последней в скважину выше долота. Устройство позвол ет улучшить технико-экономические показатели работы долота за счет уменьшени количества воды, поступа ющей на забой скважины с воздухом, что достигаетс отделением с помоцэю влагоотделител воды от воздуха и подачей ее. в скважину выше долота 123. к; недостатку известного устройства относитс вление повторного вовле- чени отсепарированной воды в воздушный поток, в результате чего на забой попадает значительное количество воды Объ сн етс это, в первую очередь, большой разницей в размерах площадей поперечного входного сопла влагоотделител и проходного сечени штанги в месте размещени отражател влагоотделител . Поскольку перва площадь значительно меньше второй, скорость воздуш ного потока на входе в сопло влагоотделител существенно больше скороети воздушно-вод ной смеси в момент ее выхода из зазора между внутренней поверхностью штанги и наружной поверхностью отражател . Разница в скорост х встречных потоков приводит к тому, что на входе влагоотделител создаетс зона пониженного разрежени (зона пониженного давлени ) и отсепарированна после прохождени смеси в зоне отражател вода начинает эжектировать в воздух, который поступает в сопло влагоотделител и далее назабой скважины. Кро ме того, влагоотделитель в известном устройстве размещен в непосредственной близости от торца ниппел долота образующего дно резервуара дл сбора воды, т.е. в зоне динамического торможени потока, где выделивша с из смеси вода:вновь интенсивно перемешиваетс с воздухом и часть ее поступает на забой скважины через входное сопло влагоотделител . Необходимо отметить, что при таком Ззазмещении влагоотделител не исключено подн тие уровн отсепарированной воды до нижнего среза входного сопла влагоотделител , вследствие чего количество поступающей на забой воды ещ больше увеличиваетс . Перечисленные вьште факторы ограничивают возможность повьш1ени скорости бурени и стойкост долота при использовании известного устройства. Цель изобретени - повышение скорости бурени и стойкости долота за счет более полного отделени воды от воздуха. Эта цель достигаетс тем, что площадь поперечного сечени кольцевого зазора между патрубком и отражателем равна площади поперечного сечени кольцевого зазора между отражателем и внутренними стенками штанги, при этом влагоотделитель размещен в верхней части штанги. На фиг. 1 изображен общий вид устройства дл бурени скважин, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I. Устройство дл бурени скважин соержит долото 1 с центральным продувочным каналом 2 и каналами 3 дл проувки опор, соединенную с долотом тангу 4, коаксиально размещенную внутри штанги трубу 5 и установленный на трубе в верхней части штанги влагоотделитель инерционного типа, состо щий из патрубка 6 с отверсти ми 7 закрепленного на нем отражател 8, кольцевой зазор 9 между которыми слуит входным соплом влагоотделител . Влагоотделитель выполнен таким образом , что площадь S сечени кольцевогО зазора между отражателем и внутренними стенками штанги 4 в месте расположени отражател 8 равна площади $2 поперечного сечени кольцевого зазора 9. Штанга 4 и размещенна внутри нее труба 5 образует резервуар 10 дл сбора воды, который посредством каналов I1 сообщен с затрубным пространством скважины. При бурении воздушно-вод на смесь, поступает во внутреннюю полость штанги 4, где с помощью отражател 8 происходит выделение воды из потока. Отсепарированна вода по внутренней стенке штанги стекает в резервуар и оттуда с частью воздуха подаетс через каналы Ii в затрубное пространство скважины выше долота, создава сплошной вод ной заслон на пути движени пыле-воздушного потока и осуществл пыледавление на некотором удалении от забо . Осушенный воздух через входное сопло и отверсти 7 влагоотделител поступает во внутренню а полость трубы 5, а затем через центральный канал 2 долота 1 подаетс на забой, обеспечива его очистку от продуктов разрушени . Часть воздуха по каналам 3 поступает в опоры долота дл их продувки . В силу равенства площадей S и 5 скорость потока на выходе из зазора между отражателем и штангой практически равна (или даже больше, т.к. объем воздуха, идущего на продувку скважины, меньше объема подаваемой в штангу воздушно-вод ной смеси, поскольку вода с частью воздуха поступает в скважину выше долота) скорости встречного потока на выходе сопла, в результате чего на выходе сопла не будет создаватьс разрежение и выделенна из потока вода не будет эжектировать в проход щий через влагоотде литель осушенный воздух.
Вынос влагоотделител из зоны динамического торможени потока (где происходит интенсивное перемешивание отсепарированной воды и воздуха) и удаление его на значительное рассто ние от дна резервуара (что позвол ет увеличить емкость резервуара и предотвратить подъем воды в нем до уровн входного сопла влагоотделител ) обеспечивает подачу всей вьвделенной из потока воды в затрубное проЬтранство скважины вьппе долота,
Такое вьтолнение устройства практически исключает попадание воды на забой скважины и позвол ет повысить за счет этого скорость бурени и стойкость долота.