Расширитель скважин

 

Изобретение относится к горному делу, а конкретно к пневмоударным устройствам для бурения вертикальных и наклонных скважин большого диаметра. Цель - повышение производительности расширителя за счет увеличения ударной мощности. Расширитель включает расположенные соосно центральный и периферийный ударники /У/ 1 и 2 с породоразрушающими элементами 5 и 6, направляющую буксу 3 и распределитель энергоносителя. К верхней части У 2 прикреплен полый шток /Ш/ 9, размещенный в буксе 3 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. К У 1 прикреплен Ш 11, размещенный внутри Ш 9 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. Распределитель энергоносителя выполнен в виде выхлопных окон 26 в У 2, гнезда 23 в У 1, кольцевых проточек /П/ 17 и 18 в верхней и нижней частях У 2, сообщенных с верхними и нижними П 19 и 20 в У 1, и верхних и нижних радиальных каналов 21 и 22 в У 1, сообщенных с гнездом 23. Между У 1 и 2 образованы рабочие камеры 27 и 28. Сжатый воздух попеременно поступает в камеры 27 и 28, в результате чего элементы 5 и 6 поочередно наносят удары по забою, образуя ступенчатую скважину. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК

67759 А1 (191 (И1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 г

21

1

18

22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗ06РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4470402/24-03 (22) 11.08.88 (46) 30.05.90. Бюл. М 20 (72) В.А.Солопов (53) 622.233.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 899893, кл. Е 21 С 3/24, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1032182, кл. E 21 С 3/24, 1982. (51)5 F 21 В 7/24 Е 2! С 3/24

2 (54) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горному делу, а конкретно к пневмоударным устройствам для бурения вертикальных и наклонных скважин большого диаметра. Цель — повышение производительности расширителя за счет увеличения ударной мощности. Расширитель включает расположенные соосно цент15677э9 ралъный и периферийный ударники(У ) l и 2 с породоразрушающими элементами

5 и 6, направляющую буксу 3 и распределитель энергоносителя. К верхней части У 2 прикреплен полый шток (Ш)

9, размещенный в буксе 3 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. К У 1 прикреплен Ш ll, размещенный внутри Ш 9 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения. Распределитель энергоносителя выполнен в виде выхлопных окон 26 в

Изобретение относится к горному делу, а именно к пневмоударным устройствам для бурения вертикальных и наклонных скважин большого диаметра °

Цель изобретения — повышение производительности расширителя за счет увеличения ударной мощности.

На фиг.l и 2 показан расширитель 25 в различных фазах работы, продольные разрезы; на фиг.3 — вид А на фиг.l.

Расширитель скважин включает расположенные соосно центральный 1 и периферийны» 2 ударники, направляющую буксу 3, соединенную с буровым ставом 4, и породоразрушак>щие элементы

5 и 6. Оба ударника образуют единьц> ударный механизм с распределителем энергоносителя (не показан). Верхняя и нижняя части ударника 2 выполнены в виде верхней 7 и нижней 8 крышек. К нижней крышке 8, выполняющей функцию породоразрушающего инструмента, прикреплены элементы 6. К верх40 ней крышке 7 прикреплен полый шток 9, размещенный в буксе 3 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения посредством шариков 10, уста-45 новленных в продольных канавках (не показаны) штока 9 и буксы 3.

К центральному ударнику 1 прикреплены верхний 11 и нижний 12 штоки. К нижнему штоку 12, пропущенному в центральное отверстие (не показано) крышки 8, прикреплен породоразрушающий инструмент 13, имеющий сквозные отверстия 14 и направляющую 15. На инструменте 13 установлены элементы 5.

Верхний шток 11 размещен внутри штока 9 с возможностью осевого перемещения и совместного вращения посредством шариков 16, установленных в

У 2, гнезда 23 в У 1, кольцевых проточек (И) 17 и 18 в верхней и нижней частях У 2, сообщенных с верхними и нижними И 19 и 20 в У l,и верхних и нижних радиальных каналов 21 и 22 в У 1, сообщенных с гнездом 23. Ме»>;ду У 1 и 2 образованы рабочие камеры 27 и 28. Сжатый воздух попеременно поступает в камеры 27 и 28, в результате чего элементы 5 и 6 поочередно наносят удары по забою, образуя ступенчатую скважину. 3 ил. продольных канавках (не показаны) штоков 9 и 11. Распределитель энергоносителя выполнен в виде системы кольцевых проточек и каналов. В верхней и нижней части периферийного ударника 2 выполнены кольцевые проточки соответственно 17 и 18, а в центральном ударнике 1 — верхние 19 и нижние 20 кольцевые проточки, а также верхние

21 и нижние 22 радиальные каналы. Каналы 21 и 22 сообщаются с глухим гнездом 23, выполненным в штоке 11 и в ударнике 1. Кольцевые проточки 19 и

20 сообщаются с проточками 17 и 18 посредством каналов 24 и 25 соответственно. Выхлопные окна 26 выполнены в стенке удар»ика 2„

Полость, образуемая крьш>кой 7,проточкой 17, ударником 1 и штоком 11, является верхней рабочей камерой 27 °

Полость, образуемая крышкой 8, проточкой 18> ударником 1 и штг1ком 12> является нижней рабочей камерой 28.

Расширитель скважин работает следующим образом.

Посредством установки для вращательного бурения опускают расширитель на забой, по буровому ставу подают сжатый воздух и включают механизм вращения. Для запуска расширителя его приподнимают так, чтобы центральный ударник 1 занял нижнее, а направляющая букса 3 — верхнее положение относительно периферийного ударника 2.

Сжатый воздух (энергоноситель) из полости буксы 3 поступает в глухое гнездо 23 и далее по нижним радиальным каналам 22 и кольцевой проточке

18 в нижнюю рабочую камеру 28, перемещая вверх центра. льный ударник 1. В это время происходит закрыгие радиаль1567759 окна 26 не соединится с атмосф. р>й °

С этого момента,см.фиг.1) э,-. с гет собственного веса и нсе увеличив>»вЂ” щегося давления н рабочей камере 2>>> начинается обратное движение >>:..>р> .и ка 2, который пе! емеща".ся вниз, и, пройдя 1/2 часть своего кодл огносительно ударникл I наносит у",а! пг забою своими п ;>одорлэрушающими эллментами 5. Б это нремя ирои хсl, èò закрытие радиальных каналов 22 внутренней цилиндриче кой "онерхностью ударника 2 и открытие р; дилльных к нллов 2! кольцевой прото,кс>> 17. В дальнейшем за счет расширения сжат го воздуха в рабоче» клл.еpc 28 проис ходит »еремещение ударник; > вньрх.

Таким образом, цикл поочередпогo ударного воздействия це>гтрачь ого ударника 1 и пе удл >ннк l

2 по, тсряется, в результате чег о образуется с.<влж»цл ступенчатой фг>рмы, совместного нращения, и распределив тель энергоносителя с кольцевой проточкой в верхней части периферийного ударника и с выхлопными окнами, о т л и ч л ю шийся тем, что, с целью понышения производительнссти

4,> расширителя зл счет увеличения ударной мощности, центральный уллрпи снабжен прикрепленным к нему штоком, размещенным внутри штока периферийного ударника с воэможностью осевого

45 перемещения и совместного вращения, при этом распределитель эвсргово .ителя выполнен в виде гнезд- в центральном ударнике, кольцевой проточки в нижней части периферийного ударника

50 верхней и нижней кольцевых про,очек в центральном ударнике, сообшснн»х с полостями соответствующих кольценг х проточек периферийного ударник, и верхних и нижних радиальных канал.>в в центральном ударнике, сог бщевны-. с полостью гнезда, л выхлопн.. >хна выполнены в стенке периферийнь го у,,л,. ных каналов 22 внутренней цилиндрической понерхностью ударника 2 и открытие радиальных каналов 21 проточкой 17. Дальнейшее перемещение вверх ударника I осуществляется за счет рлс5 ширения сжа то го во здуха в камере 28 до тех пор, покл последняя посредством каналов 25, нижней кольцевой проточки 20 и выхлопных окон 26 не соединится с атмосферой, С этого момента за счет все увеличивающегося давления в рабочей клмере 27 начинается обратное движение ударника I При перемещении eru вниз происходит закрытие радиальных каналов 21 цилиндрической поверхностью периферийного ударника 2 и открытие радиальных каналов 22 кольцевой проточкой 18. Дальнейшее перемещение ударника 1 происхо- 20 дит за счет его собственного веса и расширения сжатого воздуха н рабочей камере 27. В конечной точке хода цент— ральный ударник 1 своим породорлзрушающим инструментом 13 наносит удар 25 Ф о р м у л а и > о б р е т е и H я

IIo забою расширяемой скважины, после чего цикл повторяется. Таким образо., Расширитель скважин, включающий постепенно опуская став 4, производят соосные центрлльный и гериферийпый разрушение породы до дилметрл породо- ударники с породг>разруviл>>вп:ми элемен раз рушлющего инструмента 1 3, 11ри вне- 30 тами, полый шток, п>рик репленный к дрении породор;>зрушлюшег.о инструмента верх Мй части периферийнс гс ударника

13 в разрушаемую и"l породу нл полови- и размещенньпl г > лпрлвляю. ей бу;.с-. с ну длины его холл ударник 2 своими возможностью осевого I,å, емеще>: IIH u породорлзрушлющими элементами 6 входит н соприкосновение с элбоем и начинает оказывать н;l него свое разрушающее воздействие

С этого момента работа расширителя происходит следующим образом (см. фиг.2) .

Сжатый воздух по глухому гнезду

23 и верхним радиальным каналам 21 ударника 1 через кольцевую проточку

17 ударника 2 поступает н рабочую камеру 27, приводя в движение ударник

1, который перемещается вниз, и, пройдя I/2 часть своего хода относительно уд р ика 2, наносит удар по забою. В это время происходит закрытие радиальных каналов 21 внутренней цилиндрической поверхностью ударника

2 и открытие радиальных каналов 22 кольцевой проточкой 18. В дальнейшем за счет расширения сжатого ноздуха в рабочей камере 27 происходит перемещение ударника 1 вверх до тех пор, пока рабочая камера 27 через каналы

24, кольцевую проточку 19 и выхлопные ника.

1567759

Фиг.3

Сос тавитель Л. Череп енкина

Техред М.Дидык Корректор С.Шевкун

Редактор Н.Киштулинец

Заказ l309 Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101