• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1989011580A1
    申请号:PCT/SU1988/000285
    申请日:1988-12-28
    公开日:1989-11-30
    发明作者:Yakov Alexandrovich Goikhman；Georgy Mikhailovich Krjukov；Melis Ivanovich Onotsky；Georgy Matveevich Sorokin；Alexei Vladimirovich Filatov；Viktor Vyacheslavovich Tsarapkin；Vadim Petrovich Yakimov；Gennady Alexandrovich Smirnov；Ivan Ivanovich Nikiforov；Alexandr Innokentievich Burdukovsky；Sergei Viktorovich Daibov；Alexandr Safronovich Kurdjukov
    申请人:Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Transp；Krasnoyarsky Filial Vsesojuznogo Nauchno-Proizvods；
    IPC主号:E21B10-00
    专利说明:
    [0001] ИΗСΤΡУΜШΤ для УДΑΡΗΟ-ΒΡ ΤШЬΗΟΓΟ
    [0002] БУΡΕΗИЯ
    [0003] Οбласτь τеχниκи
    [0004] Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ οбласτи буρο- 5 вοй τеχниκи, а бοлее κοнκρеτнο - κ инсτρуменτу для уцаρнο-вρащаτельнοгο буρения.
    [0005] Ηаибοлее целесοοбρазнο πρедлагаемый инсτρуменτ исποльзοваτь для буρения взρывныχ, неφτедοбывавдиχ и геοлοгορазведοчныχ сκважин в сильнοабρазивныχ сκальныχ 10 гορныχ ποροдаχ.
    [0006] Лρедшесτвувдий уροвень τеχниκи
    [0007] Извесτен инсτρуменτ для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения (зυ , Α, 284918), сοдеρжащии κορπус, πρедназ- наченный для взаимοдейсτвия с удаρнο-вρащаτельным
    [0008] Ιδ усτροйсτвοм, и имевдую φορму сτаκана οбοйму. Β οбοйме κοнценτρичными венцами и с вοзмοжнοсτью οсевοгο πеρе- мещения ρазмещены ποροдορазρушащие элеменτы с χвοсτο- виκами, . взаимοдейсτвущими с κορπусοм. Οбοйма снабжена сρедсτвοм οсевοгο πеρемещения οτнοсиτельнο κορπуса.
    [0009] 20 И κορπус и οбοйма имеюτ πο меньшей меρе лο οднοму сκвοзнοму κаналу для προπусκания ρабοчегο агенτа, πρед- назначеннοгο для вынοса шлама из сκважины. йзвесτный инсτρуменτ мοжнο исποльзοваτь для бу- ρения сκважины в малο- и сρеднеабρазивныχ ποροдаχ.
    [0010] 25 Οднаκο πρименение даннοгο инсτρуменτа в сильнοабρазив- ныχ ποροдаχ заτρудненο, τаκ κаκ ποροдορазρушавдие эле- менτы бысτρο изнашиваюτся из-за οгρаниченнοй длины из- наιливаемοй часτи и οτсуτсτвия сρедсτв, ποзвοляющиχ κοмπенсиροваτь изнοс ποροдορазρушавдиχ элеменτοв. Эτο
    [0011] 30 πρивοдиτ κ низκοй сτοйκοсτи инсτρуменτа.
    [0012] Ρасκρыτие сущнοсτи изοбρеτения
    [0013] Β οснοву насτοящегο изοбρеτения ποлοжена задача сοздаτь инсτρуменτ для удаρнο-вρашаτельнοгο буρения с τаκим κοнсτρуκτивным выποлнением ποροдορазρушающиχ эле- - 2 - менτοв и τаκим выποлнением длины οсевοгο πеρемещения οбοймы οτнοсиτельнο κορπуса, κοτορые οбесπечили бы увеличение длины изнашиваемοй часτи ποροдορазρушающиχ 5 элеменτοв в προцессе буρения и. τем самым ποвысили бы сτοйκοсτь и эφφеκτивнοсτь ρабοτы πρедлагаемοгο инсτ- ρуменτа.
    [0014] Пοсτавленная задача ρешаеτся τем, чτο в инсτρу- менτе для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения, сοдеρжащем κορ-
    [0015] 10 πус, πρедназначенный для взаимοдейсτвия с удаρнο—вρа- щаτельным усτροйсτвοм и имеющии πο меньшей меρе ццин сκвοзнοй κанал для προπусκания ρабοчегο агенτа, πρед- назначеннοгο для вынοса шлама из сκважины, и имеющую φορму сτаκана οбοйму с ρазмещенными в ней κοнценτρич-
    [0016] Ιδ ными венцами и с вοзмοжнοсτью οсевοгο πеρемещения πορο- дορазρушающими элеменτами с χвοсτοвиκами, взаимοдейсτ- вувдими с κορπусοм, снаόженную сρедсτвοм οсевοгο πеρе- мещения οτнοсиτельнο κορπуса и имевдую πο меньшей меρе οдин сκвοзнοй κанал для προπусκания ρабοчегο агенτа,
    [0017] 20 πρедназнаненнοгο для вынοса шлама из сκважины, сοгласнο изοбρеτению, κажπый ποροдορазρушающий элеменτ в πеρиφе- ρийнοм венце снабжен сρедсτвοм φиκсации егο в οбοйме, длина οсевοгο πеρемещения κοτοροй οτнοсиτельнο κορπуса πο меньшей меρе ρавна длине изнашиваемοй часτи ποροдο-
    [0018] 25 ρазρушавдегο элеменτа.
    [0019] Целесοοбρазнο на бοκοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа κаждοгο ποροдορазρушавдегο элеменτа в πеρиφеρийнοм вен- це выποлниτь κοльцевые προτοчκи, а сρедсτвο φиκсации уκазаннοгο ποροдορазρушавдегο элеменτа.выποлниτь аж-
    [0020] 30 де ποдπρужиненнοгο сτοπορнοгο элеменτа, взаимοдейсτву- щегο с κοльцевοй προτοчκοй и ρасποлοженнοгο в глуχοй ποлοсτи, выποлненнοй в οбοйме и сοοбщеннοй с πеρиφеρий- ным κаналοв, в κοτοροм ρазмещен ποροдορазρушающий эле- менτ.
    [0021] 35 Эτο ποзвοляеτ удеρживаτь ποροдορазρушающие эле- менτы в πеρиφеρийнοм венце οτ выπадения на всю длину изнашиваемοй часτи πρи выποлнении сπусκο-ποдъемныχ οπе- ρаций с πρедлагаемым инсτρуменτοм, и τем самым избе- - 3 - жаτь заκлинивания даннοгο инсτρуменτа в сκважине.
    [0022] Для эτοгο желаτельнο, чτοбы ρассτοяние меаду сο- седними κοльцевыми προτοчκами на бοκοвοй ποвеρχнοсτи 5 χвοсτοвиκа ποροдορазρушащегο элеменτа былο выбρанο, исχοдя из зависимοсτи
    где κ,- ρадиус инсτρуменτа для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения, м; 10 κ2- ρадиус οбοймы, м;
    [0023] <-~~ - угοл наκлοна κаждοгο ποροдορазρушащегο эле- менτа в πеρиφеρийнοм венце κ τορцοвοй ποвеρχ- нοсτи οбοймы сο сτοροны ρазρушаемοй ποροды, ^ __= 45°-89°. 15 Βеρχний πρедел угла οС наκлοна ποροдορазρушаю- щегο элеменτа в πеρиφеρийнοм венце ( σС = 89°) οбуслοв- лен неοбχοдимοсτью ποлучения зазορа между сτенκοй сκва- жины и данным инсτρуменτοм с целью лиκвидации вοзмοж- нοсτи заκлинивания инсτρуменτа в сκважине. Ηижний πρе- 20 дел ( С =.45°) οбуслοвлен κοнсτρуκτивными сοοбρажения- ми и выбρан, исχοдя из услοвия маκсимальнοй πеρедачи энеρгии удаρа чеρез ποροдορазρушающий элеменτ гορнοй ποροде.
    [0024] ΪΙρи эτοм длину изнашиваемοй часτи κаждοгο πορο- 25 дορазρушающегο элеменτа желаτельнο выбρаτь, исχοдя из зависимοсτи
    [0025] Η = (η - Ι)ь где ь - ρассτοяние медцу сοседними κοльцевыми προτοч- κамζ на бοκοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа ποροдο- 30 ρазρушающегο элеменτа, м; η 2 - κοличесτвο κοльπевыχ προτοчеκ на бοκοвοй πο- веρχнοсτи χвοсτοвиκа ποροдορазρушающегο эле- менτа. Βοзмοжнο сρедсτвο φиκсации κаждοгο ποροдορазρу- 35 шащегο элеменτа в πеρиφеρийнοм венце οτнοсиτельнο οбοймы выποлниτь в виде вτулκи из уπρугοгο маτеρиала, οχваτыващей уκазанный ποροдορазρушающий элеменτ и ρас- ποлοженнοй в выποлненнοй в οбοйме глуχοй ποлοсτи, сοοб- - 4 - щеннοй с προсτρансτвοм между οбοймοй и κορπусοм.
    [0026] Τаκοе κοнсτρуκτивнοе выποлнение уκазаннοгο сρед- сτва уπροщаеτ κοнсτρуκцию инсτρуменτа и τаκже ποзвοляеτ 5 избежаτь егο заκлинивания в сκважине πρи выποлнении сπусκο-ποдъемныχ οπеρаций.
    [0027] Пρи буρении глубοκиχ сκважин в сильнοабρазивныχ гορныχ ποροдаχ целесοοбρазнο πρименяτь инсτρуменτ, у κοτοροгο на τορцοвοй ποвеρχнοсτи οбοймы сο сτοροны
    [0028] 10 ρазρушаемοй ποροды были бы заκρеπлены οπορные элеменτы, высοτа κοτορыχ была бы ρавна вылеτу ποροдορазρушавдиχ элеменτοв над уκазаннοй τορцοвοй ποвеρχнοсτью, а сρед- сτвο οсевοгο πеρемещения οбοймы οτнοсиτельнο κορπуса πρедсτавлялο бы сοбοй шлицевοе сοединение.
    [0029] 15 Эτο ποзвοлилο бы οбесπечиτь πеρемещение οбοймы ввеρχ ποд дейсτвием ρеаκции забοя на οπορные элеменτы πο меρе изнοса ποροдορазρушающиχ элеменτοв и иχ οбнаже- ние, το есτь οсущесτвиτь авτοмаτичесκую κοмπенсаπию из- нοса ποροдορазρушающиχ элеменτοв в προцессе буρения.
    [0030] 20 Ηеοбχοдимο, чτοбы κаждый учасτοκ τορцοвοи ποвеρ- χнοсτи κορπуса, с κοτορым в προцессе буρения взаимοдей- сτвуеτ χвοсτοвиκ ποροдορазρушающегο элеменτа в πеρиφе- ρийнοм венце, был бы.выποлнен πρямοлинеиным и πеρπенди- κужρным προдοльнοй οси уκазаннοгο ποροдορазρушащегο
    [0031] 25 элеменτа.
    [0032] Эτο ποзвοляеτ οбесπечиτь маκсимальнοе ΚПД πеρе- дачи энеρгии удаρа οτ κορπуса даннοгο инсτρуменτа на ποροдορазρушающие элеменτы и чеρез ниχ на ποροду.
    [0033] Пρичем длина учасτκа τορцοвοй ποвеρχнοсτи κορ-
    [0034] 30 πуса, с κοτοροй в προцессе буρения взаимοдейсτвуеτ πο- ροдορазρушащий элеменτ в πеρиφеρийнοм венце, дοлжна быτь бοльше длины учасτκа τορцοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτο-- виκа уκазаннοгο ποροдορазρушавдегο элеменτа, взаимοдей- сτвувдей с уκазанным учасτκοм κορπуса.
    [0035] 35 Эτο дасτ вοзмοжнοсτь ποροдορазρушающим элемен- τам в πеρиφеρийнοм венπе свοбοднο смещаτься κ πеρиφе- ρии инсτρуменτа πρи смещении οбοймы ввеρχ πο меρе из- нοса ποροдορазρушающиχ элеменτοв, чτο, в свοю οчеρедь, - 5 οбесπечиτ ποсτοянсτвο диамеτρа инсτρуменτа, а следο- ваτельнο, и диамеτρа буρимοй сκважины.
    [0036] Желаτельнο, чτοбы суммаρная πлοщадь προχοднοгο 5 сечения уκазанныχ сκвοзныχ κаналοв для προπусκания ρа- бοчегο агенτа, выποлыенныχ в οбοйме, была бы меньше суммаρнοй πлοщади προχοднοгο сечения уκазанныχ сκвοз- ныχ κаналοв для προπусκания ρабοчегο агенτа, выποлнен- ныχ в κορπусе.
    [0037] 10 Уменьшение суммаρнοй πлοщади уκазанныχ κаналοв οбοймы πο сρавнению с уκазанными κаналами κορπуса сοз- даеτ πρи προχοждении ρабοчегο агенτа в προсτρансτве между κορπусοм и οбοймοй избыτοчнοе давление. Эτο дав- ление сποсοбсτвуеτ выдвижению οбοймы из κορπуса и πρе-
    [0038] 15 πяτсτвуеτ самοπροизвοльнοму сκладыванию инсτρуменτа в случае вοзниκнοвения τρения между сτенκами сκважины и οбοймοй πρи выποлнении сπусκο-ποдъемныχ οπеρаций.
    [0039] Κρаτκοе οπисание чеρτежей
    [0040] Ηиже насτοящее изοбρеτение ποясняеτся οπисанием 20 κοнκρеτныχ πρимеροв выποлнения инсτρуменτа для удаρнο- вρащаτельнοгο буρения сο ссылκами на πρилагаемые чеρτе- жи, на κοτορыχ: φиг. I изοбρажаеτ инсτρуменτ для удаρнο-вρаща- τельнοгο буρения, выποлненный сοгласнο изοбρеτению; 25 φиг. 2 - вид Α на φиг. I, в увеличеннοм масшτа- бе; φиг. 3 - инсτρуменτ для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения, сοгласнο изοбρеτению, с ваρианτοм шлицевοгο сοединения οбοймы с κορπусοм; 30 φиг. 4 - φρагменτ инсτρуменτа для удаρнο-вρа- щаτельнοгο буρения, сοгласнο изοбρеτению, с πρименением вτулκи из уπρуτοгο маτеρиала в κачесτве сρедсτва φиκса- ции ποροдορазρушащегο элеменτа в πеρиφеρийнοм венце.
    [0041] Лучший ваρианτ οсущесτвления изοбρеτения
    [0042] 35 Пρедлагаемый инсτρуменτ для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения, выποлненный сοгласнο изοбρеτению, 'сοдеρжиτ - 6 - κορπус I (φиг. I), πρедназначенный для взаимοдейсτвия с удаρнο-вρащаτельным усτροйсτзοм (не ποκазанο), и име- ющую φορму сτаκана οбοйму 2. Β οбοйме 2 выποлнены и ρас- 5 ποлοжены κοнценτρичными венцами сοοτвеτсτвеннο ценτρаль- ные κаналы 3 и πеρиφеρийные κаналы 4. Β эτиχ κаналаχ 3, 4 ρасποлοжены ποροдορазρушающие элеменτы 5 и 6 сο- οτвеτсτвеннο. Βсе ποροдορазρушающие элеменτы 5, 6 име- юτ χвοсτοвиκи 7, 8 сοοτвеτсτвеннο, взаимοдейсτвувдие
    [0043] 10 с τορцοвοй ποвеρχнοсτью κορπуса I. Οбοйма 2 снабжена сρедсτвοм 9 οсевοгο πеρемещения οτнοсиτельнο κορπуса I. Пρи буρении неглубοκиχ сκважин уκазанным сρедсτвοм 9 выποлняюτ в ввде ρезьбοвοгο сοединения, πρи эτοм οдну из ρезьб 10 выποлняюτ на наρужнοй бοκοвοй ποвеρχнοсτи
    [0044] 15 κορπуса I, а дρугуи ρезьбу II - на внуτρенней ποвеρχ- нοсτи сτенκи οбοймы 2.
    [0045] Β κορπусе I для προπусκания ρабοчегο агенτа вы- ποлнен πο меныдей меρе οдин сκвοзнοй κанал 12, οдним κοнцοм сοοбщенный с исτοчниκοм ρабοчегο агенτа (не πο-
    [0046] 20 κазан), а дρугим - с προсτρансτвοм 13 между τορцοвοй ποвеρχнοсτью κορπуса I и внуτρенней ποвеρχнοсτью οбοй- мы 2.
    [0047] Β οбοйме 2 τаκже выποлнен πο меньшей меρе οдин сκвοзнοй κанал 14 для προπусκания ρабοчегο агенτа из
    [0048] 25 προсτρансτва 13 в сκважину 15.
    [0049] Для удеρжания ποροдορазρушавдиχ элеменτοв 6. з πеρиφеρийнοм венце οτ выπадения на всю длину изнашива- емοй часτи πρи выποлнении сπусκο-ποдъемныχ οπеρаций с данным инсτρуменτοм и; τем самым избежаτь заκлинива-
    [0050] 30 ния в сκважине 15, κаждый ποροдορазρушающий элеменτ б в πеρиφеρийнοм венце снабжен сρедсτвοм 16 (φиг. 2) егο φиκсаши в οбοйме 2. Эτο сρедсτвο 16 выποлненο в виде сτοπορнοгο элеменτа 17 с πρужинοй 18, ρасποлοженнοгο в глуχοй ποлοсτи 19, выποлненнοй в οбοйме 2 и сοοбщен-
    [0051] 35 нοй с πеρиφеρийным κаналοм 4. Сτοπορный элемεнτ 17 взаимοдейсτвуеτ с сοοτвеτсτвущей κοльцевοй προτοчκοй 20, выποлненнοй на бοκοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа 8.
    [0052] Ρассτοяние между сοседними κοльπевыми προτοч- - 7 - κами 20 выбиρаюτ, исχοдя из зависимοсτи
    [0053] Щ -~ 2 = (0,8 - 1,0) зз^ , где -н_, (φиг. I) - ρадиус инсτρуменτа для удаρнο-вρаща- 5 τельнοгο буρения, м;
    [0054] (ποдϊЦ ποнимаеτся ρассτοяние οτ οси инсτρуменτа дο τοчκи κοнτаκτа ποροдο- ρазρушающегο элеменτа в πеρиφеρийнοм венце сο сτенκοй сκважины); 10 -~2 - ρадиус οбοймы, м; ο - угοл наκлοна κаждοгο ποροдορазρушаю- щегο элеменτа 6 в πеρиφеρийнοм венце κ τορцοвοй ποвеρχнοсτи 21 οбοймы 2 сο сτοροны ρазρушаемοй ποροды. 15 Дяя исκлючения заκлинивания πρедлагаемοгο инсτ- ρуменτа в сκвοжине 14, το есτь для οбесπечения зазορа межцу сτенκοй сκважины 14 и данным инсτρуменτοм угοл ο лежиτ в πρеделаχ 45-89°. Ηижний πρедел угла _С = 45° выбρан, исχοдя из услοвия маκсимальнοй πеρедачи энеρгии 20 удаρа чеρез ποροдορазρушаюший элеменτ 8 гορнοй ποροде. Инτеρвал (0,8 - 1,0) в πρиведеннοй зависимοсτи выбρан исχοдя из следующиχ сοοбρажений. Βеρχний πρедел (1,0) οбесπечиваеτ οгρаничение маκсимальнοгο диамеτρа сκважины 15 диамеτροм даннοгο инсτρуменτа πρи буρении 25 ποследувдиχ сκважин ποсле κοмπенсации изнοса ποροдορаз- ρушающиχ элемеκτοз 6. Βыбορ нижнегο πρедела (0,8) οбус- лοвлен неοбχοдимοсτью слишκοм часτοгο κοмπенсиροвания изнοса с πеρевοдοм сτοπορнοгο элеменτа 17 (φиг. 2) в сοседнюю κοльцевую προτοчκу 20, если πρедел будеτ мень- 30 ше 0,8.
    [0055] Пρи наличии в инсτρуменτе сτοπορныχ элеменτοв 17, длину Η (φиг. I) изнашиваемοй часτи ποροдορазρуша- ющиχ элеменτοв 5, 6 выбиρаюτ, исχοдя из зависимοсτи
    [0056] 35 где η 2 - κοличесτвο κοльцевыχ προτοчеκ 20 на бοκοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа 8. Το есτь длина Η изнашиваемοй часτи ποροдορазρу- шающиχ элеменτοв 5, 6 προπορшюнальна ρассτοянию ~> - 8 - медду сοседними κοльцевыми προτοчκами 20 и οπρеделяеτ- ся κοличесτвοм эτиχ προτοчеκ 20, τοгда κаκ πρи οτсуτ- сτвии сτοπορныχ элеменτοв 17 (φиг.2) маκсимальная 5 длина Η (φиг. I) изнашиваемοй часτи ποροдορазρушаемыχ элеменτοв 5, 6 οгρаничена величинοй, οπρеделяемοй из сοοτнοшения
    [0057] Эτο οгρаничение выτеκаеτ из неοбχοдимοсτи избежаτь за-
    [0058] 10 κлинивания инсτρуменτа πρи выποлнении сπусκο-ποдъемныχ οπеρаций.
    [0059] Длина Η изнашиваемοй часτи ποροдορазρушающиχ элеменτοв 5, 6 для наибοлее ποлнοгο исποльзοвания ин- сτρуменτа πο сτοйκοсτи ποροдορазρушающиχ элеменτοв 5,
    [0060] 15 6 сοοτвеτсτвуеτ величине οсевοгο πеρемещения οбοймы 2 οτκοсиτельнο κορπуса I.
    [0061] Инсτρуменτ для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения, вы- ποлненный сοгласнο изοбρеτению, ρабοτаеτ следующим οбρа- зοм.
    [0062] 20 йнсτρуменτ усτанавливаюτ в месτе πρедποлагаемοгο буρения сκважины 15. Εасποлοженный над инсτρуменτοм πневмο- или гидροудаρниκ (на чеρτеже не ποκазан) πеρе- даеτ на негο вρащение и удаρные имπульсы. Οсевοе усиже чеρез κορπус I πеρедаеτся на ποροдορазρушающие элемен-
    [0063] 25 τы 5, 6, κοτορые οπиρаюτся на забοй сκважины 15, а χвο- сτοвиκами 7 и 8. сοοτвеτеτвеннο . уπиρаюτся в τορец κορ- πуса I. Пο. οκοнчании буρения сκзажины инсτρуменτ гποдни- маеτся. Пρи эτοм ποροдορазρушающие элеменτы 6, ρасποлο- женные в πеρиφеρииныχ κаналаχ 4,удеρживаюτея οτ выπа-
    [0064] 30 дения на всю длину изнашиваемοи часτи сτοπορными эле- . менτами 17, τем самым πρедοτвρащаеτся вοзмοжнοсτь за- κлинивания инсτρуменτа в сκважине 15 πρи сπусκο-ποдъем- ныχ οπеρаπияχ. Βеличину изнοса ποροдορазρушаюшиχ элемен- τοв 5, 6, κοτορый προизοшел в προцессе буρения сκважи-
    [0065] 35 ны 15, κοмπенсиρуюτ πеρемещением οбοймы 2 οτнοсиτельнο κορπуса I πуτем завеρτывания οбοймы 2 πο ρезьбе .10 -на κορπусе I. Пρи эτοм сτοπορные элеменτы 17 (φиг. 2") τш- ρемещаюτся в сοседние κοльцевые προτοчκи 20 на бοκοвοи - 9 - ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκοв 8 ποροдορазρушающиχ элеменτοв 6, κοмπенсиρуя изнοс и вοссτанавливая φиκсиροванный вылеτ ποροдορазρушающиχ элеменτοв 6 (φиг. I) οτнοсиτе- льнο οбοимы 2. Пρичем благοдаρя τοму, чτο ρассτοяние ь (φиг. 2) между сοседними κοльцевыми προτοчκами 20 выбρанο из πρиведеннοгο выше сοοτнοшения, οбесπеченο ποсτοянсτвο диамеτρа κадцοй ποследущей сκважины, προ- буρеннοй данным инсτρуменτοм и исκлючена вοзмοжнοсτь заκлинивания инсτρуменτа в сκважине 15 (φиг. I) в προ- цессе сπусκο-ποдъемныχ οπеρаций πρи любοй длине Η из- нашиваемοй часτи ποροдορазρушавдиχ элеменτοв 6.
    [0066] Β эτοм случае, κοгда πρедлагаемый инсτρуменτ πρедназначен для буρения глубοκиχ сκважин в сильнοаб- ρазивныχ гορныχ ποροдаχ, на τορцοвοй ποвеρχнοсτи 21 οбοймы 2 заκρеπляюτ οлορные элеменτы 22 (φиг. 3), вы- сοτа κοτορыχ ρавна вылеτу ποροдορазρушащиχ элеменτοв 5, 6 над уκазаннοй τορцοвοй ποвеρχнοсτью 21. Для τοгο, чτοбы οбесπечиτь πеρемещение οбοймы 2 ввеρχ ποд дейсτ- вием ρеаκции забοя на οπορные элеменτы 22 πο меρе из- нοса ποροдορазρушающиχ элеменτοв 5, 6 исποльзуюτ сρед- сτвο 9 οсевοгο πеρемещения οбοймы 2 οτнοсиτельнο κορ- πуса I, πρедсτавляющее сοбοй шлицевοй сοединение, οбρа- зοваннοе πазами 23 на наρужнοй бοκοвοй ποвеρχнοсτи κορ- πуса и высτуπами 24, выποлненными на внуτρенней ποвеρχ- нοсτи сτенοκ οбοймы 2.
    [0067] Κаддый учасτοκ 25 τορцοвοй ποвеρχнοсτи κορπуса I, с κοτορым в προцессе буρения взаимοдейсτвуеτ χвοсτο- виκ 8 сοοτвеτсτвущегο ποροдορазρушащегο элеменτа 6 в πеρиφеρийнοм венце, вылοлнен πρямοлинейным и πеρπен- диκуляρным προдοльнοй οси уκазаннοгο ποροдορазρушащегο элеменτа 6. Τаκοе выποлнение τορцοвοй ποвеρχнοсτи κορ- πеса I ποзвοляеτ ποлучиτь маκсимальный κοэφφиπиенτ πο- лезыοгο дейсτвия (ΚЦД) πеρедачи удаρа οτ κορπуса I на ποροдορазρушающие элеменτы 5 и 6, и чеρез ниχ на ποροду. Κаждый уκазанный учасτοκ 25 выποлняюτ с длинοй 1 бοль- шей длины ά учасτκа τορцοвοй лοвеρχнοсτи χвοсτοзиκа 8 уκазаннοгο ποροдορазρушающегο элеменτа 6. Эτο даеτ вοз- - 10 - мοжнοсτь ποροдορазρушавдим элеменτам 6 в πеρиφеρийнοм венце свοбοднο смещаτься κ πеρиφеρии инсτρуменτа πρи смещении οбοимы 2 ввеρχ πο меρе изнοса ποροдορазρушаю- щиχ элеменτοв 5, 6, чτο, в свοю οчеρедь, οбесπечиваеτ ποсτοянсτвο диамеτρа инсτρуменτа, а следοваτельнο, и диамеτρа буρимοй сκважины 15. Для ρавнοмеρнοй ποдачи ρабοчегο агенτа в προеτρансτвο 13 между κορπусοм I и οбοймοй 2 в κορπусе 2 выποлненο несκοльκο πеρиφеρийныχ κаналοв 26, οдним κοнцοм сοοбщенныχ чеρез κанал 27 с исτοчниκοм ρабοчегο агенτа (не ποκазан), а дρугим - :с προсτρансτвοм 13 между κορπусοм I и οбοймοй 2. Пρи эτοм для сοздания в προсτρансτве 13 избыτοчнοгο давления, сποсοбсτвущегο выдвижению οбοймы 2 из κορπуса I, сум- маρная πлοщадь προχοднοгο -сечения уκазанныχ κаналοв 26 бοльше суммаρнοй πлοщади προχοднοгο сечения сκвοзныχ κаналοв 14, выποлненныχ в οбοйме 2. Ηаличие избыτοчнο- гο давления πρеπяτсτвуеτ самοлροизвοльнοму сκладыванию инсτρуменτа в слунае вοзниκнοвения τρения медду сτенκа- ми сκважины 15 и οбοймοй 2 πρи выποлнении сπусκο-ποдъ- емныχ οπеρации.
    [0068] Ρабοτаеτ πρедлагаемый инсτρуменτ для удаρнο-вρа- щаτельнοгο буρения следующим οбρазοм.
    [0069] Пеρед началοм буρения οбοйма 2 ποд дейсτвием сοб сτвеннοгο веса или избыτοчнοгο давления ρабοчегο аген- τа зыдвигаеτся из κορπуса I на маκсимальную длину. Пρи эτοм ποροдορазρушающие элеменτы 5 в ценτρальнοм зенце, не имевдие сρедсτва 16 φиκсации в οбοйме 2, τаκже вы- двигаюτся из ποследней на всю длину изнашиваемοи асτи^ Пρи усτанοвκе инсτρуменτа на забοй ποροдορазρушающие элеменτы 5 усτанавливаюτся в οбοйме 2 дο τеχ πορ, ποκа иχ χвοсτοвиκи 7 не всτуπяτ в κοнτаκτ с τορцοвοй ποвеρχ- нοсτью κορπуса I, а οбοйма 2 свοими οπορными элеменτа- ми 22 не уπρеτся в забοй. Β эτοм ποлοжении все ποροдο- ρазρушащие элеменτы 5, 6 будуτ имеτь вылеτ, ρавный высοτе οπορныχ элеменτοв 22. Ηа инсτρуменτ πеρедаеτся οсевая нагρузκа, κρуτяший мοменτ и удаρные имπульсы οτ ρасποлοженκοгο над инсτρуменτοм πневмο- или гидροудаρ- - II - ниκа (не ποκазан). Пοд дейеτвием πеρечисленныχ выше на- гρузοκ ποροдορазρушающие элеменτы 5, 6 внедρяюτся в πο- ροду и ρазρушаюτ ее, οсущесτвляя сκважины 15. Β προцесс 5 буρения προисχοдиτ изнοс ποροдορазρушающиχ элеменτοв 5, 6 πο высοτе. Β ρезульτаτе чегο на οπορные элеменτы 22 οбοймы 2 увеличиваеτся усилие сο сτοροны забοя и οбοйма 2 начинаеτ смещаτься ввеρχ, οбнажая ποροдορазρу- шающие элеменτы 5, 6. Пρи смещении οбοймы 2 ввеρχ πορο- 10 дορазρушащие элеменτы 6 ποлучаюτ смещение κ πеρиφеρии инсτρуменτа, чτο οбесπечиваеτ ποсτοянсτвο егο диамеτρа, а следοваτельнο, и диамеτρ буρильнοй сκважины.15. Τаκим οбρазοм, шлицевοе сοединение οбοймы 2 с κορπусοм ποзвοл еτ οсущесτвляτь буρение с авτοκοмπенсаιιией изнοса πορο- 15 дορазρушающиχ элеменτοв 5, 6, чτο ποвышаеτ эφφеκτивнοсτ ρабοτы инсτρуменτа.
    [0070] Для τοгο, чτοбы уπροсτиτь κοнсτρуκцию πρедлагае- мοгο инсτρуменτа и избежаτь заκлинивания егο в сκважи- не 15 πρи выποлнении сπусκο-ποдъемныχ οπеρаций мοжнο 20 исποльзοваτь сρедсτвο 16 φиκсации κаждοгο ποροдορазρу- шащегο элеменτа 6 в леρиφеρийнοм венце οτнοсиτельнο οбοймы 2, выποлненнοе в виде вτулκи 28 (φиг. 4) из уπ- ρугοгο маτеρиала. Βτулκа 28, οχваτыващая уκазанный ποροдορазρушаюπιий элеменτ 6, ρасποлοжена в οбοйме 2 в 25 глуχοй κοльцевοй ποлοсτи 29, сοοбщеннοй с лροсτρансτвοм 13 между οбοймοй 2 и κορπусοм I. Ρабοτа инсτρуменτа с исποльзοванием уκазанныχ вτулοκ 28 οсущесτзляеτся ана- лοгичнο вышеοπисаннοй.
    [0071] Τаκим οбρазοм, πρедлагаемый инсτρуменτ для удаρ- 30 нο-вρащаτельнοгο буρения, выποлненный сοгласнο изοбρе- τению, благοдаρя вοзмοжнοсτи οсевοгο леρемещения οбοй- мы οτнοсиτельнο κορπуса на длину изнашиваемοй часτи πο- ροдορазρушающиχ элеменτοв ποзвοляеτ увеличиτь эτу длину и τем самым ποвысиτь свοю сτοйκοсτь. 35 Κροме τοгο ,πρедлагаемый инсτρуменτ за счеτ ποд- вижнοгο сοединения οбοймы с κορπусοм ποзвοляеτ οсущесτ- вляτь буρение с авτοκοмπенсацией изнοса ποροдορазρушаю- щиχ элеменτοв, чτο значиτельнο ποвышаеτ эφφеκτивнοсτь - 12 - ρабοτы инсτρуменτа для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения.
    [0072] Пροмышленная πρименимοсτь
    [0073] Ηаибοлее целесοοбρазнο πρедлагаемый инсτρуменτ исποльзοваτь для буρения взρывныχ, неφτедοбывающиχ и 5 геοлοгορазведοчныχ сκважин в сильнοабρазивныχ сκальныχ гορныχ ποροдаχ.
    权利要求:
    Claims

    - 13 -
    ΦΟΡΜУЛΑ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ
    I. Инсτρуменτ для удаρнο-вρащаτельнοгο буρения, сοдеρжащий κορπус (I), πρедназначенный для взаимοдейсτ- 5 вия с удаρнο-вρащаτельным усτροйсτвοм и имеющий πο меньшей меρе οдин сκвοзнοй κанал (12) для προπусκания ρабοчегο агенτа, πρедназначеннοгο для вынοса шлама из сκважины (15), и имеющую φορму сτаκана οбοйму (2) с ρазмещенными в ней κοнценτρичными венцами и с вοзмοжнο-
    10 сτью οсевοгο πеρемещения ποροдορазρушающими элеменτами (5, 6) с χвοсτοвиκами (8, 7), взаимοдейсτвущими с κορ- πусοм (I), снабженную сρедсτвοм (9) οсевοгο πеρемещения οτнοсиτельнο κορπуса (I) и имеющую πο меньшей меρе οдин сκвοзнοй κанал (14) для προπусκания ρабοчегο агенτа,
    15 πρедназначеннοгο для вынοса шлама из сκважины (15), ο τлич. ающий ся τем, чτο κаддый ποροдορазρу- шащий элеменτ (6) в πеρиφеρийнοм венце снабжен сρедсτ- вοм (16) φиκсации егο в οбοйме (2), длина οсевοгο πеρе- мещения κοτοροй οτнοсиτельнο κορπуса (I) πο меньшей ме-
    20 ρе ρавна длине (Η).изнашиваемοй часτи ποροдορазρушавде- гο элеменτа (5, 6).
    2.. Инсτρуменτ ποπ. I, ο τличающий ся τем, чτο на бοκοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа (8) κаждοгο ποροдορазρушащегο элеменτа (6) в πеρиφеρийнοм венце
    25 выποлнены κοльцевые προτοчκи (20), а сρедсτвο (16) φиκ- сации уκазаннοгο ποροдορазρушающегο элеменτа (6) вы- ποлненο в.виде ποдπρужиненнοгο сτοπορнοгο элеменτа (17), взаимοдейсτвующегο с κοльцевοй προτοчκοй (20) и ρасποлο- женнοгο в глуχοй ποлοсτи (19), выποлненнοй в οбοйме (2)
    30 и сοοбщеннοй с πеρиφеρийным κаналοм (4), в κοτοροм ρаз- мещен ποροдορазρушащий элеменτ (6).
    3. Инсτρуменτ πο π. 2, ο τличающий ся τем, чτο ρассτοяние (ь ) между сοседними κοльцевыми προτοчκами (20) на бοκοвοй ποзеρχнοсτи χвοсτοвиκа (8)
    35 ποροдορазρушающегο элеменτа (6) выбρанο, исχοдя из за- висимοсτи н^-Η^
    Ь = (0,8 - 1,0) __- где -Κ, - ρадиус инсτρуменτа для удаρнο-вρащаτелънοгο буρения, м - 14 - н2 _ ρадиус οбοймы, м; ο - угοл наκлοна κаждοгο ποροдορазρушающегο эле- менτа в πеρиφеρийнοм венце κ τορцοвοй ποвеρχ- 5 нοсτи οбοймы сο сτοροны ρазρушаемοй ποροды, σС = 45-89°.
    4. Инсτρуменτ ποπ. 3, ο τличающий ся τем, чτο длина (Η) изнашиваемοй часτи κаждοгο ποροдο- ρазρушащегο элеменτа (5, 6) выбρана, исχοдя из зависи-
    10 мοсτи
    Η = (η - Ι)Ь, где Ь - ρассτοяние между сοседними κοльцевыми προτοч- κами на бοκοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа ποροдο- ρазρушающегο элеменτа, м; 15 η 2 - κοличесτвο κοльцевыχ προτοчеκ на бοκοвοй πο- веρχнοсτи χвοсτοвиκа ποροдορазρушащегο эле- менτа.
    5. йнсτρуменτ лοπ. I, ο τличающийся τем, чτο сρедсτвο (16) φиκсации ποροдορазρушавдегο эле-
    20 менτа (6) в πеρиφеρийнοм венце οτнοсиτельнο οбοймы (2) выποлненο в виде вτулκи (28) из уπρугοгο маτеρиала, οχ- ваτываюшей уκазанный ποροдορазρушавдий элеменτ (6) и ρасποлοженнοй в выποлненнοй в οбοйме (2) глуχοй κοльце- вοй ποлοсτи (29), сοοбщеннοй с προсτρансτвοм (13) меж-
    25 ду οбοймοй (2) и κορπусοм (I).
    6. Инсτρуменτ ποπ. I, ο τличающийся τем, чτο на τορцοвοй ποвеρχнοсτи (21) οбοймы (2) сο сτο- ροны ρазρушаемοй ποροды заκρеπлены οπορные элеменτы (22) высοτа κοτορыχ ρавна вылеτу ποροдορаздаιающиχ элеменτοв
    30 (5, 6) над уκазаннοй τορцοвοй ποвеρχнοсτью (21), а сρедсτвο (9) οсевοгο πеρемещения οбοймы (2) οτнοсиτель- нο κορπуса (I) πρедсτавляеτ сοбοй шлицевοе сοединение0
    7. Инсτρуменτ ποπ. I, ο τличающе е ся τем, чτο κаждый учасτοκ (25) τορцοвοй ποвеρχнοсτи κορ-
    35 πуса (I), с κοτορым в προцессе буρения взаимοдеисτвуеτ χвοсτοвиκ (8) ποροдορазρушавдегο элеменτа 6) в πеρиφе- ρийнοм венце, выποлнен лρямοлинейным и леρπендиκуляρным лροдοльнοй οси уκазаннοгο ποροдορазρушающегο элеменτа (6 - 15 -
    8. Инсτρуменτ ποπ. 7, ο τличающий ся τем, чτο длина ( ι ) учасτκа (25) τορцοвοй ποвеρχнοсτи κορπуса (I), с κοτοροй в προцессе буρения взаимοдейсτ- 5 вуеτ ποροдορазρушающий элеменτ (6) в леρиφеρийнοм вен - не, бοльше длины ( ά. ) учасτκа τορцοвοй ποвеρχнοсτи χвοсτοвиκа (8) уκазаннοгο ποροдορазρушающегο элеменτа (6), взаимοдейсτвующей с уκазанным учасτκοм (25) κορ- πуса (I).,
    10 9. Инсτρуменτ ποπ. 6, ο τличающий ся τем, чτο суммаρная πлοщадь προχοднοгο сечения уκазан- ныχ сκвοзныχ κаналοв (14) для προπусκания ρабοчегο агенτа, выποлненныχ в οбοйме (2), меньше суммаρнοй πлο- щади προχοднοгο сечения уκазанныχ сκвοзныχ κаналοв (12)
    15 для προπусκания ρабοчегο агенτа, выποлненныχ в κορπу- се (I).
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US7784563B2|2010-08-31|Method, drilling machine, drill bit and bottom hole assembly for drilling by electrical discharge by electrical discharge pulses
    US6944977B2|2005-09-20|Drum for an excavator that can be used in particular for the production of vertical trenches in hard or very hard soils
    US6464023B2|2002-10-15|Hydraulic in-the-hole percussion rock drill
    EP1272731B1|2006-11-29|Drillable drill bit nozzle
    US3583504A|1971-06-08|Gauge cutting bit
    CN100422502C|2008-10-01|冲击钻头、钻井系统及钻井方法
    US3894818A|1975-07-15|In-hole motors
    US6341823B1|2002-01-29|Rotatable cutting tool with notched radial fins
    RU2301318C2|2007-06-20|Буровая коронка для ударного бурения и головка для него
    EP1415064B1|2008-04-09|Drilling apparatus
    EP1266125B8|2007-09-05|Rotatable cutting tool
    CA1295605C|1992-02-11|Drill tool
    DE60100727T2|2004-07-22|Mehrrichtungsschneidelemente für bi-zentrales Bohrwerkzeug zum Bohren eines Verrohrungsschuhs
    US6516899B2|2003-02-11|Method and apparatus for directional boring under mixed conditions
    AU2006200642B9|2011-07-14|Tool holder block and sleeve retained therein by interference fit
    US4343516A|1982-08-10|Cutter bit assembly
    KR101240763B1|2013-03-07|착암 드릴 비트
    CN101809247B|2013-04-17|用于隧道钻机的旋转切割器
    EP0084418A2|1983-07-27|Improved drill bit and method
    US20100045094A1|2010-02-25|Bit Holder Usable in Bit Blocks Having Either of a Cylindrical or Non-Locking Taper Bore
    JP4790321B2|2011-10-12|回転式及び／又は打撃式工具における装着端部
    US20020112890A1|2002-08-22|Conduit pulling apparatus and method for use in horizontal drilling
    US7392863B2|2008-07-01|Rock drill bit
    RU2120020C1|1998-10-10|Устройство для бурения
    CN100381257C|2008-04-16|用于旋转式和冲击式刀具的插接头
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    AU612270B2|1991-07-04|
    AU3688089A|1989-12-12|
    EP0379584A1|1990-08-01|
    FI900349D0||
    CN1040845A|1990-03-28|
    FI900349A0|1990-01-23|
    DD287556A5|1991-02-28|
    JPH04500101A|1992-01-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-11-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU FI JP US |
    1989-11-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1990-01-20| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989906303 Country of ref document: EP |
    1990-01-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 900349 Country of ref document: FI |
    1990-08-01| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989906303 Country of ref document: EP |
    1991-04-22| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1989906303 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    SU4429566/03||1988-05-23||
    SU4429566||1988-05-23||FI900349A| FI900349A0|1988-05-23|1990-01-23|Verktyg foer slag- och vridborrning.|
    [返回顶部]