Шурфобур

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 311 Е 21 В 7/24 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ержащийпереходна буровой с породо- крепленную ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 1(21) 344575422-03(71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-иссле довательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука(56) 1. Авторское свидетельство СС Р 620535, кл, Е 21 В 7/24, 1974,2. Авторское свидетельство СССР Р 685763, кл. Е 21 В 7/24, 1972 (прототип).(54)(57) 1. ШУРФОБУР, со корпус с керноприемником ник, жестко закрепленный колонне, шнековую спирал разрушающими лезвиями, з на корпусе, и механизм подрезки керна, включающий вертикальные валы и керноподрезающие ножи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, керноподреэающие ножи снабхены втулками с щелевидными отверстиями в верхних торцах, установленными продольно оси вращения ножей, а переходник жестко связан с вертикальными валами и установлен с воэможностью осевого пере. мещения, причем нихняя часть каждого вертикального вала выполнена в виде спирали, установленной в каидом щелевидном отверстии.2. Шурфобур по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Я повышения эффективности процесса под .резки керна, переходник подпружиненотносительно корпуса шурфобура.ЙИзобретение относится к горной и строительной промышленности, а именно к бурению шурфов и неглубоких скважин с отбором керна большого диаметра в мягких породах с ненарушенной структурой.Известно устройство для бурения скважин, включающее привод вращения, соосно располохенные наружную шнековую трубу с режущей торцовой коронкой и внутреннюю трубу,.а также уст ройство для подрезки и выемки керна, размещенное в межтрубном пространстве, выполненное в виде подпружиненных грейферных челюстей и снабженное гидроцилкндрами,причем грейферные 15 челюсти шарнирно установлены в основании внутренней трубы, а гидроцилиндры установлены с воэмохностью взаимодействия с внутренней трубой с помощью сухарей 1 .20Недостаток данного устройства заключается в громоздкости бурового става, состоящего из двух труб боль- гого диаметра, что исключает его наращивание и ограничивает максималь ную глубину бурения, Кроме того, наличие гидроцилиндров предполагает использование гидравлической системы, что еще более усложняет устройство.30Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является шурфобур, содерцащий корпус с керноприемником,переходник, жестко закрепленный набуровой колонне, шнековую спираль с 35породоразрушающими лезвиями, закрепленную на корпусе, и механизм подрезки керна, включающий вертикальныевалы и керноподрезные ножи 2 1.Недостаток этого устройства эаключается в необходимости реверсивного привода буровых штанг, чтоисключает применение стандартныхрезьбовых соединений штанг. Крометого, механизм подрезки керна сложен 45по конструкции и ненадежен в работепри наличии шлама на забое.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.Укаэанная цель достигается тем,что у шурфобура, содержащего корпусс керноприемником, переходник, жестко закрепленный на буровой колонне,шнековую спираль с породоразрушающими лезвиями, закрепленную на корпусе, и.механиэм подрезки керна,включающий вертикальные валы и керноподрезающие ножи, последние снабжены втулками со щелевидными отверстиями в верхних торцах, установленными продольно оси вращения ножей, 60а переходйик жестко связан с вертикальными валами и установлен с возможностью осевого перемещения, причем нижняя часть каждого вертикального вала выполнена в виде спирали, 65 установленнои в каждом щелевидном отверстии.Кроме того, переходник может быть подпружинен относительно корпуса шурфобура.На Фиг. 1 изображен шурфобур общий вид (на левой части Мида - в положении бурения, на правой - в процессе подрезки керна ); на фиг,2 разрез А-А на фиг. 1 в рабочем положении керноподреэающих ножей ), на фиг. 3 - вариант выполнения шурфобура с подпружиненным переходником; на фиг. 4 - керноподрезающий нож с нижним участком вертикального вала; на фиг. 5 - разрез Ь-Б на фиг, 4.Юурфобур содерхит корпус, в состав которого входит шнековая труба 1,крышка 2 и коронка 3, причем коронка 3 жестко соединена со шнековой трубой 1, а крышка 2 прикреплена к шнековой трубе 1 с помощью разъемного болтового соединения. На шнековой трубе 1 и коронке 3 жестко установлена шнековая спираль 4, имеющая в своей нижней части,породоразрушающие лезвия 5, В крышке 2 размещен переходник 6 с возможностью поступательного перемещения, взаимодействующий с ней профильным участком 7 квадрат, шлицы и т.д.), В верхней части переходника 6 выполнено средство 8 подсоединения шурфобура к буровой колонне. Нижний торец переходника б снабжен диском 9 с жестко закрепленными на нем и пропущенными через направляющую 10 ,вертикальными валами 11, рабочая часть 12 которых выполнена в виде спирали и размещена во втулках 13 керноподрезающих ножей.Верхние торцы втулок. 13 имеют щелевидные отверстия 14. В полости корпуса на направляющей 10 размещена диафрагма 15, на которой посредством шарикоподшипников 16 смонтирована керноприемная гильзая 17. Возмокен вариант конструкции шурфобура с установкой пружины 18 между переходником 6 и крышкой 2. На переходнике 6 выполнены две канавки 19, а в крышке 2 установлены Фиксаторы 20, служащие для фиксации корпуса шурфобура относительно перехсдника 6 и буровой колонны в крайних положениях.Ыурфобур работает следующим образом.В процессе спуска в скважину на колонне буровых штанг корпус шурфобура подвешен на переходнике 6 и керноподреэающие ножи находятся в рабочем положении. При опускании на забой шурфобур останавливается, а переходник 6 под весом колонны буровых штанг продолжает двигаться вниз вместе с вертикальными валами 11, которые своей рабочей частью 12, выполненной в виде спирали, взаимодействуют с щелевидным отверстием 14 в верхних торцах втулок 13 керноподрезающих ножен и .поворачивают ножи,в нерабочее 21 положение, Шурфобур приводят во вращение,при этом крутящий момент на него передается через профильный участок 7, а осевая нагрузка - от переходника 6 на крыдку 2 и далее на корпус..О Производится бурение шурфа, в процессе которого породоразрушающие лезвия 5 разрушают породу и она принимается шнековыми спиралями 4, Неразрушенный участок в центре, забоя 5 входит в керноприемную гильзу 17.По окончании рейса, равного по длине высоте гильзы 17, углубку шурфобура прекращают и начинают медлен- . ный подъем колонны буровых штанг с одновременным вращением шурфобура .Корпус шурфобура при этом под дей-, ствием собственного веса остается на забое, а переходник 6 поднимаясь относительно корпуса, приподнимает за собой вертикальные валы 11, рабочая часть 12 которых поворачивает на некоторый угол втулки 13 совместно с керноподрезающими ножами,.производящими подрезку керна.Затем шурфобур поднимают на дневную поверхность, очищают шнековые) спирали 4 от разрушенной породы и установкой шурфобура на упор отводят керноподрезающие ножи в положение 21, освобождают керноприемную гильзу от керна. При этом верхнее положение корпуса относительно перевод- ника 6, когда ножи убраны в положение 21, фиксируют с помощью фиксатора 20 в канавках 19. В таком положении шурфобур поднимают над грунтоприемной площадкой с убранными ножами и извлекают керн из гильзы 17. Если веса шурфобура недостаточно для создания на керноподрезающих ножах необходимого усилия резания, например при проходке более твердых пород, то между переходником 6 и крышкой 2 устанавливается пружина 18 с рабочим усилием, несколько меньшим веса колонны буровых штанг. В этом случае усилие на.ножах равно весу шурфобура и части веса колонны буровых штанг, так как при медленном движении переходника 6 вверх на керноподрезающие ножи передается часть веса колонны буровых штанг.Данное устройство позволяет значительно повысить производительность бурения шурфов за счет автоматического включения при подъеме керноподрезного механизма.1