Шнековый бур для колонкового ударно-вращательного бурения

Б ццкцей части бура внутри шцековой трубы 1 размещен колоцкопый набор, вкгпочающцй колонковую трубу 5, буровую коронку б, оснащенную резцамц из твердого сплава или шаротечцое долото, а также механизмы для подрезки и слома керна.45 Механизм для подрезкц керна включает двухсторонний клин 7, свободно установленный в пертцкальных направляющих 8, жестко скрепленных с нигней частью внутренней стешсдд колонковой трубы 5 (фиг. и 2), Последняя скреплена с наковальней 9 удар". цого механизма 4,. Внутри каждого клипа 7 размещен резец 10 с рабочей частью 11. Резец 10 с помощьзо осц 12 спязац с цапраплзцощей 8, эакрепледпдой ца внутренней стенке колоцковоц трубы. 50 Изобретение относится к буреншоскважиц большого диаметра, в частности к бурендпо скважин в крепких горных породах, а также в галечно-щеГенистых горных породах, находящихся и условиях многолетней мерзлоты,колонковым ударно-вращательным способом.Цель изобретения - повьппение надежности работы. ОНа фцг.изображен шнековьзй бурс механизмом подреэкц керна и исходном положении, общий вид; ца фиг.2 -узел механизма подрезки керна в положении цподрезка закончена, узел5ца фцг.1; ца фцг,З - механизм сломакерна п исходном положении, разрезЛ-Л ца фцг.1; ца фцг.4 - узел стопорцого механизма керцоломной плашки, вддд Б ца фцг.З. 20здекопый бур для колонковогоударно-вращательного бурения пкл,очает наружную полую ицековую трубу 1,жестко. сззяэанцузо с колонной бурильных труб 2, приводимых по вращение 25известным способом с поверхности.Верхняя часть шнековой трубы образует бункер 3, служащий для сбора пыбуреццой породы. Бцутрц шцскоззой трубысмоцтцропац ударный механизм 4,обеспечивающий нанесение ударов пдольосц скваяшны ц нанесение боковых ударозз, Конструкция этого механизма обеспечивает передачу осевой нагрузкица нородораэрушазощцй инструмент, ца 35несение псрцодическцх удароп по немуи прерывистое его вращение,Количество резцов для подрезкикерна равно или кратно количествурядов резцов в коронке, так как направляющие 8 входят в соответствующиевырезы в коронке, которые расположены в промежутках между рядами резцовв буровой коронке,Клинья 7 могут свободно перемещаться в направляющих 8 и взаимодействовать с резцами 10. При перемещении двухсторонних клиньев 7 вверхнижняя часть каждого клина отклоняет соответствующий резец к центральной оси бура, прижимая рабочую частьк керну, а при перемещении клиньеввниз верхняя часть каждого клина отклоняет соответствующий резец с рабочей частью от керна.Каждыйд двусторонний клин 7 посредством тяг 13 связан с опорной плитой 14, размещенной в верхней частиколонковой трубы 5. Соединение тяг13 с опорной плитой 4 осуществленочерез пружины 15. Опорная плита 14 может перемещаться по направляющим16 (фиг.1 и 2), скрепленных с колонкопой трубой, и снабжена пружинами17, которые удерживают опорную плиту п ццжцем положении. В центральнойчасти опорной плиты 14 расположенподшипниковый узел, имеющий упорныиподшипник 18 и шаровую опору 19,заканчивающуюся выпуклой пятой 20.Механизм 21 для слома керна, 22 спиральной формы, которая закреплена горизонтальной в верхней части колонковой трубы 5 на боковойее стенке, керноломную плашку 23 спружиной 24 и стопорное приспособление 25. Последнее представляет собой, защелку ц снабжено штоком 26 с пружицой 27 и упором 28 тяги 13, которыйможет взаимодействовать с хвостовиком защелки 25. Работа и взаимодействие механизмов осуществляетсяследующим образом.Л. Прц бурении скважины.В исходном положении (фиг. ) шнедсовый бур находится на забое скважины. При этом опорная плита 14 подвоздействием собственного веса иусилия пружин 17 находится в нижнемположении, вследствие чего двусторонние клинья 7 также опущены, что обеспечивает исходное положение резцов.Керцоломная плашка 22 (фиг.З) также заперта защелкой 25 и исходномположении.1221 При вращении шнекового бура через бурильные трубы с поверхности на колонковую трубу 5 и коронку 6 передаются осевая нагрузка, периодические удары вдоль оси скважины и в плоскости забоя.Взаимодействие статической и динамической нагрузок на долото обеспечивает интенсивное разрушение породы. Выбуренная порода оттесняется к стенкам скважины, где она под- хватывается быстро вращающимся шнеком и поднимается вверх в бункер 3 шнекового бура.Для более интенсивной очистки . призабойной зоны от выбуренной породы желательна подача на забой небольшого количества сжатого воздуха.В процессе бурения образуется керн породы 29. Конструкция элементов шнекового бура не препятствует его "расходке или подъему, если в этом возникает необходимость в процессе бурения.Б, Подрезка и слом керна,Подрезка и слом керна осуществля.ются автоматически после того, как колонковая труба заполняется керчом. Керн 29 верхней своей частью упирается в пяту 20, вследствие чего по мере дальнейшей углубки скважины опорная плита 14 начинает вытесняться керном вверх и увлекать за собой тяги 13 с двусторонними клиньями 7 При этом клинья 7 начинают отодви 1015202530 308 4гать резцыО с рабочей частью 11 к центру скважины, в результате чего начинается подрезка керна. Поскольку вращение буровой коронки 6 осуществляется за счет боковых ударов в прерывистом режиме, на резцы также передается динамическая нагрузка, что способствует интенсивной подрезке, а возможно и слому керна. На фиг. 2 показано положение элементов механизма подрезки керна на завершающем этапе. В этот момент (фиг,4) упор 28, закрепленный на тяге 13, подходит к защелке 25 и открывает ее, благодаря чему керноломная.,плашка 23 вытесняется пружиной 24 по направляющим 22 (фиг.3 и 4) и заклинивается между керном и направляющими 22, причем под воздействием ударного механизма шнекового бура заклннивание плашки осуществляется с большой силой, которая обеспечивает слом керна, и ослабленном подрезкой сечении. При подъеме инструмента керн надежно удерживается в колонковой трубе резцами 11, корпусом 10 и клиньями 7. Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении производительности за счет автоматизации работ по подрезке и слому керна повышении надежности выполнения этих работ и исключении аварий и осложнений, связанных с ними.