Шнековый бур

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскииСоциалистическияРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 240281 (21) 3257056/22-03 с присоединением заявки Мо 51) М. Кл.з Е 21 В 7/24 Государственны И комитет СССР по ледам изобретеннИ . и открытийОпубликовано 070383, Бюллетень Йо 9 Дата опубликования описания 070383Н.П. Уманчик, К.А, Кузнецов, В,Н. ХоМалло , , Мельников,Я.М. Розин, Д.Л. Лебедев и В.Ф.АлекскоФ(54) ШНЕКОВЫЙ БУР 10 15Изобретение относится к бурению скважин.Известны шнековые буры, состоящие иэ долота (обычно режущего типа) и шнековой колонны, которая состоит из отрезков шнеков, соединяемых между собой рс,зьбой или иным типом соединения, Долото присоединяется к нижней части шнековой колонны и приводится во вращение от буровой установки через шнековую кблониу, От последней осуществляется необходимый нажим на долото для обеспечения требуемых условий разрушения породы долотом. Разрушенная порода поднимается на поверхность по спирали шнеков при их вращении (11. Однако этот. механизм разрушения и выдачи породы на поверхность действует безотказно лишь при соблюдении следующих условий: порода должна относительно легко поддаваться разрушению; частота вращения шнеков должна соответствовать требованиям, необходимым для транспортирования шнеками разрушенной породы от забоя к устью скважины; буровая установка должна развивать достаточно большой крутящий момент для обеспечения интенсивного разрушения и транспортировки породы.Наиболее близким к предлагаемому является устройство бурения, включающее пустотелую шнековую трубу, соединенную с переходником, размещенный в нем ударник, наковальню с буровым долотом и опорную. трубу. При вращении и осевом нажатии забой скважины разрушается резцами долота по концентрическим окружностям. Поршень ударника наносит в процессе ра" боты удары по наковальне, от которой они передвигаются на буровое долото, Лопасти шнека, образующие винтовую спираль, в процессе работы бура обеспечивают транспортировку разбуренной породы от забоя скважины на поверхность б 21Недостатком данного шнекочого бура является его сложность (применение раздельных породораэрушающих ин" струментов, применение разного привода - пневматического и механического для привода ударника и шнека соответственно и пр.) и поэтому недостаточная эффективность его работы.Указанная цель достигается тем, что в шнековом буре, включающем пу 1002499стотелую трубу, соединенную с переходником, размещенный в нем ударник,наковальню с буровым долотом и опорную трубу, наковальня снабжена установленным концентрично опорной 5трубе патрубком, на наружной поверхности которого выполнены выступы,на внутренней поверхности ударникатакже выполнены выступы с воэможностью их взаимодействия, при этомпереходник соединен с верхней частью ударника посредством шлицевогосоединения,На фиг. 1 изображен предлагаемыйбур; на фиг2 " разрез А-Л на фиг.1;на фиг. 3 - вид Б на фиг, 1.Устройство (фиг, 1) состоит изпустотелой шнековой трубы 1, соединенной с основной шнековой колоннойчерез переходник 2, имеющий на верхнем конце стандартный соединительный элемент 3. К нижней части переходника 2 крепится на резьбу опорная труба 4, а на боковой его поверхности сделаны шлицевые пазы 5(фиг. 2),через которыес помощьюответных выступов или через подшипники качения б (фиг. 1 и 2) осуществляется подвижное (шлицевое)соединение переходника 2 с ударником 7,которое передает вращение от шнековой трубы 1 и позволяет ему при этомперемещаться вдоль оси шнековогобура,На нижней торцовой части ударника7 имеется один или несколько винтовых 35выступов 8,имеющих наклонные поверхности вверх по ходу вращения. Навнутренней стенке ударника 7 закреплены "сухари" 9 (соответственно количеству винтовых выступов). Винтовые выступы 8 ударника 7 опираются на ответные выступы 10 наковальни 11. Последняя соединяется спатрубком 12, имеющим "сухари" 13.Винтовые выступы 8 и 10 вместе с 45"сухарями" 9 и 13 образуют кулачковую систему, взаимодействие которойописано ниже.На нижнюю часть наковальни 11закрепляется буровое долото 14, вовнутренней части наковальни 11 имеется подшипниковый узел 15, черезкоторый наковальня 11 соединяетсяс опорной трубой 4.Процесс бурения осуществляетсяследующим образом.Через шнековую трубу 1 от буровой установки приводится во вращениепереходник 2 и соединенные с нимопорная труба 4 и ударник 7В исходном положении ударник 7 находится в нижнем положении, когда винтовые выступы ударника 7 и наковальни11 находятся в сомкнутом положении,и их торцовые поверхности соприкасаются на всем протяжении65 В связи с тем, что наковальня 11 удерживается от вращения долотом 14, а ударник 7 вращается, происходит подъем ударника по винтовому выступу, а затем соскальзывание его с этого выступа и падение на наковальню 11. При этом по наковальне (и долоту) наносится удар, энергия которого определяется массой ударника и высотой винтового выступа,При подъеме ударника 7 по винтовому выступу вместе с ним поднимается и "сухарь" 9, который к концу подъема выходит на уровень "сухаря" 13 (фиг 3), и в момент соскакивания ударника с выступа 10 происходит соприкосновение "сухаря" 9 с сухарем 13 и совместное их вращение в течение всего периода падения ударника, в конце которого происходит расцепление "сухаря", 9 и "сухаря" 13, после чего снова начинается подъем ударника.Таким образом, при вращении шнекового бура происходит постоянноевращение шнековой трубы 1, обеспечивающее вынос выбуренной породы; интеьсивное внедрение резцов долота14 под совместным воздействием усилия подачи ( нажима) на долото черезопорную трубу 4 и подшипниковый узел15, а также ударов, создаваемых ударником 7; прерывистое вращение долота 14 под воздействием боковых ударов, обеспечивающее разрушение породы на забое на участке перемещения резцов долота.Вращение шнековой трубы 1 осуществляется со значительной скоростью,оптимальной для обеспечения выносавыбуренной породы, а работа буровойкоронки осуществляется в режиме,обеспечивающем интенсивное разрушение породы и подачи ее к шнековомутранспортеру (вдавливание резцовдолота в породу под совместным воздействием усилия подачи и ударнойнагрузки, а также скалывание породыпод воздействием боковых ударов).Совместное действие системы разрушения породы и системы выноса породына поверхность, объединенные в едином конструктивном решении, обеспечивают высокую производительностьбурения в твердых породах,Формула изобретения.Шнековый бур, включающий пустотелую шнековую трубу, соединенную с переходником, размещенный в нем ударник, наковальню с буровым долотом и опорную трубу, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью уменьшения энергоемкости, наковальня снабжена установленным концентрично опорной трубе патрубком, на наружной поверхности котороговыполнены выступы, на внутренней поверхности ударника также выполнены выступы с возможностью их взаимодействия, .приэтом переходник соединен с верхнейчастьв ударника посредством шлицевого соединения. Источники инфорьлции,принятые во внимание при экспертизе1. Башкатов Д.Н. и др. Вращательное и шнековое бурени геок.огоразве-дочных скважин, М "Недра", 1968;с. 64, рис. 20.2. Патент США Р 3219131,кл. 175-92, опублик. 1965 (прототип).100249 Ви 8 Лаэуренк акто Тираж 60 осударственного лам изобретений Иосква, Ж, Ра та Мписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна аказ 1484/3 ВН ИИПИ по д 113035, Составитель Л. ЧерепенкинаТехред К,Мыцьо Корректор С. Ше комитета СССРи открытийушская наб.,