Снаряд для ударно-канатного буре-ния сважин

пщ 85308 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19,11.79 (21) 2841412/22-0 51) М. Кл.Е 21 В 4/08 с присоединением заявки Юе Гасударственныи комитет СССР(43) Опубликовано 07,08,81. Бюллетень Ме 29 (45) Дата опубликования описания 07,08.81 до делам изобрете и открытий 3) УДК 622.233бин 2) Авторы изобретения рионов, В, В. Верстов, М, 3,и И. И. Кустанови взнер, Л итут гидромеканизации троительных работВ этом сн ударного возд забой использ ное движение станка с прео Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для погружения обсадных труб при бурении скважин с помощью станков ударно-канатного бурения.Известен снаряд для ударно-канатного бурения скважин, состоящий из рабочего инструмента и ударной штанги, выполненной в виде герметичного корпуса, в котором размещен подпружиненный цилиндрический груз с торцовыми выступами 1).Однако при бурении в слабых породах из-за недостаточной жесткости забоя невозможно получать устойчивое колебание цилиндрического груза, а следовательно, и дополнительное ударное воздействие инструмента на забой.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является снаряд для ударно-канатного бурения скважин, содержащий рабочий инструмент с наковальней, который размещен в корпусе, подпружиненный цилиндрический груз с подвижными упорами и траверсу 2). ряде для высокочастотног йствия грунтозаборника н ется возвратно-поступатель инструментального канат разованием его в высокоча стотное движение груза (до 300 ударов в минуту),В процессе работы такого снаряда обеспечивается эффективное погружение труб чатого грунтозаборника в песчаный и глинистыи грунт.Этот снаряд можно использовать и дляпогружения обсадных труб при соответствующем увеличении массы груза. Однако эф фективность использования будет мала, таккак груз представляет собой сплошную цилиндрическую массу, движущуюся внутри корпуса и при использовании его для погружения обсадных труб потребуется мно гократное снятие для очистки труб желонкой с последующей установкой для погружения. Это снижает производительность работ.Цель изобретения - повышение эффек тивности работы снаряда путем обеспечения возможности использования породоразрушающего инструмента на забое скважины без многократного снятия снаряда с погружаемой трубы для очистки.5 Поставленная цель достигается тем, чтоснаряд снабжен размещенным коаксиально корпусу цилиндром с прорезями, причем траверса выполнена в виде соединенных между собой кольцами двух втулок П-образ ного сечения, каждая из которых имеет не 853081сколько поворотных рычагов и установлена с возможностью перемещения в прорезях цилиндра, а корпус выполнен с планкамн для взаимодействия с подвижными упорами подпружиненного цилиндрического груза.На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд, смонтированный на станке ударно-канатного бурения, общий вид; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - разрез Л - Л на фиг. 2; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б - Б на фиг, 4; на фиг. б - узел 11 на фиг. 3.Снаряд 1 подвешивается на инструментальном канате 2 ударно-канатного станка и скрепляется с погружаемой трубой 3. С целью повышения эффективности погружения труба может дополнительно нагружаться пригрузочным полиспастом, для чего может использоваться талевый канат 4 станка. Блоки 5 полиспаста монтируются на кондукторе или на специальной балке 6, связанной с кондуктором и являющейся опорой для основания мачты станка. Возможна работа снаряда без пригрузочного полиспаста,Корпус выполнен из трубы 8 и концентрично с ней расположенного цилиндра 9, который имеет прорези 10 для движения втулок 11 траверсы 12 с откидными рычагами 13,Труба 8 и цилиндр 9 в нижней части связаны между собой кольцов - наковальней 14, а в верхней - крышкой 15, которая прикрепляется к фланцу 16 цилиндра 9 болтами 17. На трубе 8 крышка 15 зажимается гайкой 18.В кольцевом пространстве между трубой 8 и цилиндром 9 размещен подпружиненный кольцевой груз 19, Он постоянно прижат несколькими пружинами 20 к наковальне 14,Характеристика пружин 20 подобрана таким образом, чтобы был обеспечен необходимый ход груза 19 с учетом массы погружаемой трубы и силы пригрузки трубы полиспастом.На нижней части трубы 8 смонтированы два блока 21, используемые при монтаже пригрузочного полиспаста.В случае работы снаряда без пригрузочного полиспаста должна быть изменена суммарная жесткость пружин 20 заменой их или удалением нескольких штук.Кольцевой груз 19 в верхней части имеет два диаметрально расположенных подвижных упора 22, которые могут перемещаться перпендикулярно к образующим цилиндрической поверхности груза 19. Пружинами 23 упоры 22 постоянно прижаты к планкам 24, укрепленным на трубе 8. Эти планки имеют углубления 25. Планки 24 укреплены так, чтобы при крайнем верхнем положении кольцевого груза 19 оси упоров 22 находились на уровне углублений 25. 5 1 О 20 25 30 35 40 ,15 50 55 60 65 411 а внутрсшшх концах упоров 22 установлены ролики 26, снижающие сопротив.сис т 1)с 1 уОров 22 о .;кам 24 при перемещении груза 19. С этой же целью планки 24 изготавливаются оронзовыми.В нижней части груз 19 имеет внутреннюю шпоночную канавку 27, которая, взаимодействуя со шпонкой 28, укрепленной на трубе 8, удерживает груз 19 от вращения вокруг оси, оосспечивая только продольное его перемещение.Траверса 12 состоит из двух П-образного сечения втулок 11, смонтированных в одну конструкцию верхним 29 и нижним 30 кольцами, 1 раверса может перемещаться вдоль продольной оси снаряда. Г 1 ри этом втулки скользят в прорезях 10 цилиндра 9,В каждой втулке установлено, например, по семь откидных рычагов 13. Количество рычагов зависит от вели пшы хода каната. Например, при ходе каната 1000 мм и принятых скоростях движения каната в современных ударно-канатных станках нри семи откидных рычагах оптимальная высота подъема груза будет около 7 - 10 см.Откидные рычаги 13, вращаясь на осях 31, могут несколько поворачиваться вверх. В горизонтальном положении онн опираются на упор 32 под деиствием собственного веса и пружин 33,Таким образом, при движении траверсы 12 вниз откидные рычаги 3 своими закругленными нижними сторонами свободно охватывают упоры 22, несколько отгиоаясь кверху, не препятствуя опусканию траверсы. Г 1 ри движении же траверсы вверх рычаги подхватывают груз,На верхнем кольце 29 траверсы 12 смонтирована воронка 34, нрпчсм два рсбра 35 воронки имеют отверстия 36 для крепления строп инструментального каната 2 ударно- канатного станка.Для закрепления травсрсы 12 на корпусе 7 имеется стопор 37,Это закрепление применяется при транспортировке снаряда к месту производства работ и в начальный период установки снаряда на погружаемой трубе.При работе, после установки ооорудования, выполнения необходимых работ по бурению долотом и желонкой, включают кривошипно-шатунный механизм станка.При подъеме каната 2 подшмается траверса 12. При этом очередные парные рычаги 13, упираясь в упоры 22, захватывают кольцевой груз 19 и поднимают его до момента установки роликов 26 напротив углублений 25.Под действием пружин 23 упоры 22 утаплнваются и соскакивают с рычагов 13.Груз 19 под действием собственной силы тяжести и силы, аккумулированной в пружинах 20, опускается до удара по наковальне 14, которая передает ударный импульс через трубу 8 погрукаемой обсадной трубе.Так как траверса 12 вместе с кацатом 2 продолжает подниматься, то груз 19 подхватывается следующей напои пычагов.Таким образом. за время подъема травсрсы происходит цапрцмер, семь уларов гр,- за 19 по паковал це 4.При опускании каната 2 траверса 12 гол действием силы тяжести опускается, а рычаги 13, упираясь закругленными сторонами в упоры 22, отгибаются кверху, сжимая пружины 33 ц обогнув упоры, под действием силы тяжести и пружин 33 устанавливаются в горизонтальное положение.При достижении своего нижнего крайнего положения тчавепса 12 вслед за кацатом 2 начнет новый польем, и цикл работы снаряла повтоРяется.При работе описываемого сцаряча число его уларов около 350 в минуту. Причем, скорость движения груза вниз больцте, чем скорость свободного падения тела, так как на него действуют сжатые ппужицы. Это увеличивает энепгию улара. Кроме того, во время удавов погпужаемая труба постоянно нахолится под возлействием прпгрузочного усилия от полиспаста.Все это сцпзцт влияние упругих сил на процесс погружения и повысит скорость забивки труб,Таким образом, использование изобретения позволит увеличить эффективность погружения обсадных труб, а следовательно, и эффективность использования станков ударно-канатного бурения, повысив цх производцтельцость ца 5 - 10%. Формула цзобретецця 5Снаряд для ударно-канатного буренияскважин, содержащий рабочий инструмент с наковальней, который размещен в корпусе, подпружиненный цилиндрический груз с полвижнымц упорами и траверсу, о т л и ч ающцйся тем, что. с целью повышения эсЬФективности работы снаряда путем обеспечения возможности использования породоразрупающего инструмента на забое скважины без многократного снятия снаряда с погружаемой трубы для очистки, он снабжен размещенным коаксиально корпусу цилиндром с прорезями, причем траверса выполнена в вцле соединенных между собой кольпами двух втулок П-образного сечения, каждая из которых имеет несколько поворотных рычагов и установлена с возможностью перемещения в прорезях цилиндра, а корпус выполнен с планками для взаи 2 б модействпя с подвижными упорами подпружиненного цилиндрического груза.ИстОчники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР зп578418, кл. Е 21 В 5/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССР662683, кл. Е 21 В 5(00, 1978 (прототип).853081 Составитель А, СимецкаТехред М. Гайдамак едактор С. Титов орректор Н. федорова р. Сапуно Типограф и Заказ 512/17 Изд.497 Тираж 634 Подписно НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5