Расширитель скважин

СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80926 А 9) .Я 51)5 Е 21 В 7 28 ТЕНИ У К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ АН СССРВ.Белоусо СССР рному делу я бурения ем расшиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Институт горного дела СО(54) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИ (57) Изобретение относится к и может быть использовано скважин большого диаметра рения передовои скважины в породах и рудах средней и высокой крепости. Цель изобретения - повышение производительности расширителя за счет увеличения мощности ударных механизмов и обеспечения предварительного разрушения забоя. Расширитель содержит центральную колонку 1 с опорным 2 и воздухораспределительным 4 фланцами, между которыми вокруг колонны 1 установлены ударные механизмы (УМ) 5 и аккумуляторы пневматической энергии (АПЭ) "." с буровыми коронками 3. Поршень 22 в каждом АПЭ 20 имеет длину меньше его диаметра, а также дросселирующее отверстие 24. Буровые коронки 3 установлены хвостовиками1680926 10 в опорном фланце 2 и закреплены в нем шпонками. Поступающий в цилиндр 21 АПЭ 20 сжатый воздух повышает мощность УМ 5,также прижимает поршень 22 к хвостовику коронки 3, которая, прижимаясь к забою, разрушает образующиеся на нем выступы и Изобретение относится к горному делуможет быть использовано для бурения скважин большого диаметра путем расшиения передовой скважины в породах и руах средней и высокой крепости.Цель изобретения - повышение проиэодительности расширителя путем увеличеия мощности ударных механизмов и беспечения предварительного разрушеНия забоя,На фиг.1 схематически изображен расШиритель скважины, продольный разрез по пневмоударным механизмам; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б - Б на фиг.1; на фиг,4 - разрез В-В на фиг,З; на фиг.5 - аккумулятор пневматической энергии, продольный разрез; на фиг.6 - разрез Г - Г на фиг.5.Пневмоударный расширитель скважин (фиг.1) состоит иэ центральной колонны 1, опорного фланца 2 с.буровыми коронками 3, воздухораспределительного фланца 4, пневматических ударных механизмов 5, пе,реднего направляющего фонаря 6 и переходника 7. Опорный фланец 2 содержит ложементы 8 (фиг,4), посадочные отверстия 9 под хвостовики буровых коронок 3, ступенчатое отверстие 10 с пазами 11 в отверстии меньшего диаметра и шпонки 12 (фиг,З). Центральная колонна 1 выполнена пустотелой и включает в себя упорную головку 13, зубья (шлицы) 14 и 15, входящие в зацепление с пазами 11 опорного фланца 2 и пазами 16 в центральном отверстии воэдухораспределительнаго фланца 4 (фиг.2),Со стороны упорной головки 13 установлен передний направляющий фонарь 6 с воэможностью вращения вокруг собственной оси и осевого перемещения по лыскам 17, ограниченного пальцем 18(фиг,З), установленным в поперечное отверстие упорной головки 13 и замкнутым центральным отверстием 10 опорного фланца 2. В хвостовике направляющего фонаря 6 выполнены дополнительные продувочные отверстия 19 (фиг.5), направленные к голо- . вкам буровых коронок 3. На опорном фланце 2 (фиг,5) вместо пневматических 15 20 25 30 35 40 45 дополнительно ослабляет ударами горную породу. Выходящий через отверстие 24 короткого поршня 22 воздух обеспечиваетдополнительную очистку забоя и охлаждение коронки 3. 1 з,п, ф-лы, 6 ил,ударных механизмов 5 над одной или более буровых коронок 3 могут быть установлены аккумуляторы 20 пневматической энергии, включающие в себя цельные цилиндры 21, короткие поршни 22,через которые аккумуляторная (20) и подпоршневая 23 полости связаны дросселирующим отверстием 24, выполненным в коротком поршне 22.Центральная колонна 1 (фиг,5) может быть выполнена облегченной путем образования продольных ребер 25 жесткости, которые входят в пазы 26 и 27 опорного фланца 2 и воздухораспределительного фланца 4. Ребра 25 жесткости в зоне контакта с пазами 26 и 27 опорного фланца 2 и воздухораспределительного фланца 4 имеют утолщения 28 (фиг.6). Цилиндры ударных механизмов 5 и цельные цилиндры 21 аккумулятора 20 устанавливают вокруг колонны 1 на выступы 29 опорного фланца 2 и закрывают крышкой воздухораспределительного фланца 4, через который закрепляются все узлы расширителя, пеоеходником 7 поджимая опорный фланец 2 к упорной головке 13 колонны 1, Для подачи сжатого воздуха к пневмоударным механизмам 5 в центральной колонне выполнены радиальные отвеостия 30, а в воздухораспределительном фланце 4 - расточка 31, каналы 32 и цилиндрическая полость 33, охватывающая корпус воэдухораспределительного устройства 34 пневмоударного механизма 5,Пневмоударный расширитель скважин работает следующим образом.Крутящий момент от переходника 7 и пустотелой центральной колонны 1 передается через упорную головку 13, зубья 14 и 15 или утолщения 28 продольных ребер 25 на воздухораспределительный коллектор 4 и опорный фланец 2 с буровыми коронками 3, между которыми зафиксированы и стянуты крутящим моментом цилиндры пневмоударных механизмов 5 и аккумуляторы 20,После подачи сжатого воздуха в полость центральной колонны 1, впереди которой размещен хвостовик фонаря 6, давлениесжатого воздуха воздействует на торец последнего и перемещает его по лыске 17 вперед до упора в палец 18, передавая крутящий момент фонарю 6, увеличивая скорость транспортировки буровой мелочи 5 через впадины направляющей части фонаря 6. При заклинивании фонаря 6 крупными частицами породы он перемещается назад, палец 18 выходит по лыске в проточку на хвостовике и фонарь 6 может проворачи ваться относительно колонны 1, исключая возможность поломок хвостовика.Через радиальные отверстия 30 в колонне 1 сжатый воздух поступает в расточку 31, далее через каналы 32 и цилиндриче скую полость 33 коллектора 4 к воздухораспределительному устройству 34 пневмоударного механизма 5 или в аккумулятор 20. Воздухораспределительное устройство 34 обеспечивает попеременную 20 подачу сжатого воздуха на прямой и обратный ход поршня ударного механизма 5, который наносит удары по хвостовику буровой коронки 3. Последний внедряется в уступ забоя скважины, разрушает породу, обра зуя скважину большого диаметра.Дополнительная непрерывная продувка уступа забоя скважины поступающим сжатым воздухом в полость центральной колонны 1 осуществляется через продувочные 30 отверстия 19 фонаря 6, которые направлены к головкам буровых коронок 3. Направленная непрерывная струя сжатого воздуха удаляет с забоя частицы буровой мелочи и охлаждает забойную часть головки коронки 35 3. Не п реры вна я п родувка посадочн ых мест хвостовика и головок буровых коронок 3 осуществляется при установке аккумулятора 20, в этом случае сжатый воздух из аккумулятора 20 поступает в подпаршневую полость 23 через дросселирующее отверстие 24, выполненное в коротком поршне 22, и выходит через зазоры в посадочном отверстии хвостовика буровой коронки 3, препятствуя проникновению шлама в зазоры, Диаметр отверстия дросселя выполнен с учетом средней величины площади зазора в посадочном отверстии под хвостовик буровой коронки 3,Формула изобретения 1. Расширитель скважин, включающий центральную колонну с опорным фланцем, ударные механизмы, установленные на опорном фланце и вокруг центральнои колонны, воэдухораспределительный фланец и буровые коронки, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности расширителя за счет увеличения мощности ударных механизмов и обеспечения предварительного разрушения забоя, он снабжен одним или несколькими аккумуляторами пневматической энергии и дополнительными буровыми коронками, при этом каждый аккумулятор пневматической энергии выполнен в виде цилиндра с поршнем, имеющим дросселирующее отверстие. установлен между опорным и воздухораспределительным фланцами с возможностью сообщения с полостями ударных механизмов и взаимодействия поршнем с закрепленной в опорном фланце дополнительной буровой коронкой,2. Расширитель по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что длина поргвня аккумулятора пневматической энергии меньше его диаметра.1680926 Рог, БСоставитель Л. Черепенкинаедактор Л, Лисина Техред М,Моргентал Корректор А. Осауленко нт", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 оиэводственно-издательский комбинат акаэ 3293 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при ГКНТ СССР 113035, москва, Ж, Раушская наб., 4/5