Колонковый снаряд

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для колонкового бурения. Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем использования генерируемых гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушающий инструмент. Снаряд содержит колонковую трубу 1 с породоразрушающим инструментом 4. Над трубой 1 установлен переходник 2 с выпускным каналом 7. Он сообщает полость трубы 1 с затрубным пространством. В переходнике 2 установлен генератор гидравлических колебаний. Снаряд имеет виброэлемент 5, выполненный в виде гофрированной пружины 17 в форме однополосного гиперболоида с упорами и шлицевой муфты. Полумуфты 14 и 15 последней выполнены с внутренними кольцевыми пазами. В последних установлена пружина 17 упорами. Полумуфты 14 и 15 распираются упругим элементом 19, выполненным в виде кольца и установленным между полумуфтами 14 и 15. Элемент 19 воспринимает часть нагрузки при смыкании полумуфт 14 и 15, разгружая пружину 17, в то же время при ее импульсной работе способствует усилению динамики. Пружины 17 с левым наклоном гофр способствуют разрушению крепких пород. При этом в виброэлементе устанавливается 5 муфта со шлицами, наклоненными вправо, что улучшает процесс резания и способствует стойкости алмазов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ply у Б 21 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K д BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4327718/23-03 (22) 16.10.87 (46) 07.07.89. Бюл. 11 25 (71) Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) M,Ã.TëåóîB, К.Л.Лиманов, P.Ñ.Àáäðàçàêîâ, О.К.Шакенов, Ж.М.Сандыбаев и Т.Б.Савостин (53) 622.324.64(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

717273, кл. E 21 В 25/00, 1974, Авторское свидетельсIво СССР

У 1434828, кл. Е 21 В 25/00, 1986.

„„Я0„„1492014 А 1 (54) КОЛОНКОВЬ1И СНАРЯД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для колонкового бурения. Цель изобретения — повышение эффективности бурения путем использования генерируемых гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушающий инструмент. Снаряд содержит колонковую трубу 1 с породоразрушающим инструментом 4. Над трубой 1 установлен переходник 2 с выпускным каналом 7. Он сообщает полость тру1492014

15

30 бы 1 с затрубным пространством. В «ереходнике 2 усгановлен генератор гидравлических колебаний Снаряд имеет в иброэл емент 5, вь»пол не ннь»»» в виде гофрированной пружины 17 в форме однополосногo гиперболоида с упорами и шлицевой муфты. Полумуфты 14 и 15 последней выполнены с внутренними кольцевыми пазами. В последних установлена пружина 17 упорами. Полумуфты 14 и 15 распираются упругим элеменгом 19, выполненным в виде кольца и установленным

Изобретение относится к горному делу, а именно к техническим средствам для колонкового бурения разведочных скважин, Целью изобретения является повы- 25 шение эффективности бурения путем использования генерируемьгх гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушающий инструмент.

На фиг. 1 представлен колонковьп» снаряд, на фиг. 2 — виброэлемент; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — развертки гофрированной пружины с параллельным наклоном гофр> 35 на фиг. 5 — то же, с наклонным расположением гофр.

Колонковый снаряд состоит из колонковой трубы 1 установленного над ней и связанного с ней посредством 40 резьбы переходника 2, свинченного с колонной бурильных труб 3, К свободному концу колонковой трубы 1 присое. динен породораэрушающий инструмент

4 через виброэлемент 5. В переход- 45 нике 2 выполнены системы впускных 6 и выпускных 7 каналов, из которых последние гидравлически связывают полость колонковой трубы 1 с затрубным пространством. Кроме того, в

50 переходнике 2 расположены клапан 8 с прокладкой 9 с тонкими краями, прижатый к седлу 10 пружиной 11, жесткость которой регулируется гайкой 12 с фиксацией контргайкой 13.

Клапан с прокладкой с тонкими краями, седлом и пружиной выполняет функцию генератора гидравлических колебаний.

1ежду ll» лумуфгами 14 и 15, 11»еме»»т

19 во< принимает часть нагрузки при смьп<ани»» полумуфт 14 и 15, разгружая г;ружину 17, в то же время при ее

»»м»»уг»ьс»»ой» работе способствует усилению динамики. Пружины 17 с левым наклоном гофр способствуют разрушению кре»»ких пород При этом н виброэлементе 5 устанавливается муфта со шпицами, наклоненными вправо, что улучшает процесс резания и способствует стойкости алмазов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил..

Виброэлемент 5 представляет из себя »»»лицевую муфту, полумуфты 14 и 15 которой в собранном состоянии скреплены скобой 16 с зазором, и гофриро»»а»»1»ую пружину 1 7 в форме однополосного гиперболоида с уступом

Внутри полумуфты 14 и 15 распираются гофрированной пружиной 17, Пружина 17 с уступом в виде упорны, зубчиков 18 устанавливается в полумуфтах 14 и 15, вь»попненных с внутренними ко;»ьцевыми пазами. Кроме пружины 1i полумуфты 14 и 15 распираются упр.гим элементом 19 через кольцо 20, усгановленным между полумуфтами 1 » и 15.

Гофры;»:чжинь» 17 в случае прямых шлицов м фзы виброэлемента 5 выполнечы пар»л;». г»ь»»о оси шлицов муфты, а в случа< наклонных вправо шлицов муфты гофры 21 г»ружины 17 наклонены влево (т.е.,наклон гофр обратен направлению наклона шлицов).

Колонковый снаряд работает следукщим образом.

Через к «»» нковую трубу 1, переходник 2, бурильный вал 3 и виброэлемент 5 на г:родоразрушающий инструмент 4 передаются осевая нагрузка, крутящий мо;.снт и промывочн,»я жидкость, под воздействием когорых вооружением зородоразрушающего инструмента 4 производится разрушение забоя. Внутрь колонковой трубы поступает выбуренная колонка породы (керн) .

Генератор гидравлических колеба.»ий отрегулирован пружиной 11 нос;.едством гайки 12 и контргайки 13

1492014 таким образом, что пр»» зада»»ном давлении начинают генерировать гидроудары в колонковой трубе 1, которые своим фронтом волны повьппенного дав— распространяются от генератора к забою. При этом, когда фронт волны понышенногo давления жидкости достигает виброэлемента 5, происходит раздача гофрированной пружины 17, стремящейся принять под давлением форму цилиндра, Своими концами пружина 17 раздвигает полумуфты 14 и

15 относительно друг друга. Таким образом на породоразруп»ающий инструмент 4 оказывается импульсHop. динамическое воздействие.

Упругий элемент 19 через кольцо

20 воспринимает часть осевой нагрузки при смыкании полумуфт 14 и 15, разгружая гофрированную пружину )7, в то же время при ее импульсной работе способствует усилению динамики.

Полумуфты 14 и 15 в собранном состоянии скреплены скобой 16, которая расположена в кольцевых совмещенных проточках в шлицах полумуфт с осевым зазором, обеспечивающим длину хода концов гофрированной пружины 17.

В случае возникновения самозаклинок керна, спровоцированных упавшими с него частицами породы, вибрации низа колонкового снаряда совместно с гидроударами будут способствовать их ликвидации.

Наложение импульсных динамических нагрузок в направлении резания гли близком к нему повьппает эффективность процесса разрушения крепких пород алмазами, для чего в колонковом снаряде предусмотрено применение гофрированной пружины 17 с наклонным левым направлением гофр 21. При этом в виброэлемент 5 устанавливается муфта со шлицаь»и, наклоненными вправо, В этом случае при работе динамическое воздействие на породора: ру»пающий инструмент 4, кроме осевого, приобретает еще и круговое (вправо) направление, 5 что не только улучшает процесс реза»»»»я, но и способствует стойкости алмазов, так как сзади по ходу вращения у алмазов образуются каплеобразные подпорки из матричного материа10

Рмула изобретения

1, Колонконьп» снаряд, включающий колонковую трубу с породоразрушающим инструментом и установленный над колонковой трубой переходник с выпускным каналом, сообщающим полость колонковой трубы с затрубным прост20 ранством, установленный в переходнике генератор гидравлических колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьш»ения эффективности бурения путем использования генерируемых гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушаюший инструмент, он снабжен виброэлементом, выполненным в виде гофрированной пружины в фор:30 ме однополосного гиперболоида с упорами и шлицевой муфты, полумуфты которой выполнены с внутренними кольцевыми пазами, а гофрированная пружина установлена в последних упорами.

2. Снаряд по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что шлицы муфты и гофры пружины выполнены параллельно или наклонно к оси шлицевой муфты, 40 причем наклон гофр обратен направлению наклона шлицов и выпо. нен влево.

3. Снаряд по п ° 1, о т »» и ч а ю шийся тем, что он снабжен упругим элементом, выполненным в виде

45 кольца и установленным между полумуфтами шлицевой муфты.

1492014

Фиг з

Составитель Е. Молчанова

Техред JI.Ñåðäîêîíà Корректор M. Демчик

Редактор А. Шандор

Заказ 3845/34 Тираж 5144 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, libel