Буровой снаряд

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическинРеспублик 11 Ц 926225(23) Приоритет по делам нзаеретеннй н вткритнйОпубликовано 07.05.82, Бюллетень 17 Дата опубликования описания 07.05,82(72) Авторы изобретения П. А. Брагин, А. С. Коновальчук и А. Н. Се етовВсесоюзный научно-исследовательский институт золотаи редких металлов(54) БУРОВОЙ СНАРЯД Изобретение относится к горномуделу, в частности к станкам для буренияскважин. Известен буровой снаряд, состоящий иэ вертлюга с салазками и бурового става. Для подачи сжатого воздуха от шланга к буровому ставу служит вертлюг, В верхней части вертлюг имеет подвесной блок. Верхний конел штанги снабжен наконечником и посредством1 О штанги и муфты соединен со шпинделем. Муфта состоит из двух фпанпев, соединенных болтами. Шпиндель смонтирован в корпусе на подшипниках. Он явпяется15 врашаюшейся деталью при бурении и снабжен каналом для подвода воздуха в полость штанги через патрубок. Зазор между вращающимся шпинделем и неподвижным корпусом уплотняется сальником.20 К патрубку прикреплены серьги, в которых .на шарикоподшипниках смонтирован блок для подвески вертлюга к канату.Корпус вертлюга соединен неподвижно с салаэками 1 скользящими по направляккцим мачты 111Наиболее близким техническим решением к изобретению является буровой снаряд, включающий шарошечное долото, штанги, свинченные между собой в колонну, врашатель, шпиндель, установленный на нем на подшипниках кожух для подвода сжатого воздуха.Канал для подвода сжатого воздуха к шпинделю герметиэируют с помощью двух манжет, зажатых кольцом и втулкой с крышкой, Для соединения шпинделя со штангами бурового става служит переходник, по которому одновременно подводят воздух от магистрали во внутреннюю полость штанги через стакан опорного узла 21Недостатком известных буровых снарядов является низкое 1 сачество очистки скважины от шлама по следующим причинам.При работе станка на вечномерзлых породах, температура которых круглый3 9262 год отрицательная, сжатый воздух, прбходя по скважине, охлаждается. Как показали исследования, температура сжатого воздуха в этом случае снижает ся незначительно, 5Однако, поскольку она остается положительной, то частицы льда, имеющие ся в буровой мелочи, которая выносится в процессе бурения из скважины, оттаива ют, образуя грязевую массу. ОМасса налипает на буровой став, гид ропатрон и корпус станка, образуя грязе,видный сальник. В результате этого ухудшается очистка, затрудняется извлечение бурового става, а забивание гидро патрона приводит к заиливанию в нем, штанги и, как следствие, обрыву троса. Если происходит внезепная остановка, то штанга замерзает в гидроципиндре. Для приведения снаряда в нормальное рем,й бочее состояние необходимы дополнительные трудовые затратыДля нормальной, согласно требованиям очистки бурового инструмента от буровой мело;и необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была близка к 0 или равнялась температуре буримых пород ( 3 -10 о).Так как скорость бурения на вечно- мерзлых породах высокая (48-54 м/ч), то количество сжатого воздуха, вырабатываемое компрессором данного бурового снаряда, недостаточно для качественной очистки скважин от буровой мелочи.Цель изобретения - повышение эффек 35 тивности бурения мерзлых грунтов за счет улучшения очистки скважины от шлама.Указанная цель достигается тем, что буровой снаряд снабжен насадкой, уста 40 новпенной в полости шпинделя перед переходником, причем каналы переходника и ниппепя выполнены в виде диффузора, а переходник имеет радиальный камал дпя связи полости переходника поднасадкой с затрубным пространством.45На чертеже изображен буровой снаряд,Буровой снаряд содержит шпиндель 1, установленный на нем на подшипниках 2 траверсу 3 с кожухом 4. Для подвода сжатого воздуха в снаряд кожух имеет отверстия 5 и 6, Шпиндель 1 соединен с переходником 7, который в свою о"ередь, посредством ниппепя 8 соединен с буровой штангой 9, к нижнему концу штанги крепится долото 10 с шарошками 11.На выходе канала 12 шпинделя 1 с помощью резьбы закреплена насадка 13,25 4,сообщенная с внутренней полостью канала 14 переходника 7. Канал 14 переходника имеет форму диффузора, сужен ные участки которого соединены с полостью 15 цилиндрич.ской формы. Переходник имеет .отверстия 16, сообщающие полость переходника пса насадкой с эатрубным пространством.Канал 17 ниппеля 8 выполнен в виде продолжения диффузора канала 14 пере,ходника 7.Снаряд работает следующим образом.Сжатый воздух от компрессора (на чертеже не показан) подают в канал 12 шпинделя 1 через отверстия 5 и 6 с температурой 70 - 90 ф. При выходе сжатого воздуха иэ наседки 13 в суженную полость 18 (диффуэора) канала переходника 7 создается разрежение, в результате чего происходит подсос ат-, мосферного воздуха, через отврестия 5 1. и 6, минимальная температура которогооможет достигать -50, а в среднем -11- 13.В цилиндрической полости 15 канала 14 происходит смещение сжатого воздуха с высокой температурой (-70-90 С) и атмосферного воздуха с отрицательной температурой, В результате смещениячтемпература сжатого воздуха снижаетсяо до требуемых предепов от -7 до +3 С, т.е. до температуры буримых пород. Поэтому, попадая на забой скважины, такой воздух не оттаивает породу, вызывая налипание на буровой инструмент, а осуществляет качественную очистку скважины, не снижая производительности бурения.Технико.економическея эффективность изобретения заключается в повышении производительности бурения за счет повышения количества подаваемого вскважину сжатого воздуха.Формула изобретенияБуровой снаряд, включающий шпиндель, установленный на нем на подшипниках кожух для подвода сжатого воздуха и переходник, связанный с ниппелем буровой штанги,о тл и ч а ющ и йс я тем, то, с целью. повышения эффективности бурения мерзлых грунтов засчет улучшения очистки скважины от шлема, он снабжен насадкой, установленной в полости шпинделя перед переходни.- кбм, причем каналы переходника и ниппеля выполнены в виде диффузора, а пере: