РАЗДВИЖНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА

Полезная модель относится к буровой технике и может быть использована для проходки скважин в неустойчивых породах.
Известно буровое устройство для проходки скважин в неустойчивых породах [1], включающее обсадную трубу с внутренним выступом в передней части, призабойную ударную машину с обсадно-буровым инструментом, состоящим из наковальни, взаимодействующей с обсадной трубой и породоразрушающую коронку, имеющую хвостовую часть, пилотную и расширительную ступени, выполненные за одно целое, породоразрушающая коронка закреплена хвостовой частью в наковальне эксцентрически с возможностью осевого перемещения и поворота на 180° относительно наковальни. Расширительная ступень размещена эксцентрически оси наковальни, а пилотная ступень - эксцентрически оси хвостовой части коронки.
Недостатком такого бурового устройства с эксцентрической породоразрушающей коронкой является то, что при наличии в мягких и сыпучих породах включений из крепких горных пород (валунов) процесс бурения значительно осложняется из-за асимметричности осевой силы, действующей на эксцентрическую породоразрушающую коронку, что ведет к искривлению скважины.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является повышение эффективности и стабильности бурения скважин с одновременной обсадкой за счет снижения энергоемкости процесса разрушения забоя скважины и повышения надежности раздвижной буровой коронки за счет упрощения конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что в конструкции раздвижной буровой коронки, включающей цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову и расширительную часть, согласно полезной модели расширительная часть расположена на голове буровой коронки и содержит породоразрушающие армированные твердосплавными вставками вкладыши, которые установлены с возможностью перемещения в направляющих пазах, выполненных в голове буровой коронки, при этом стенки направляющих пазов не параллельны друг другу.
Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин с одновременной обсадкой, снизить энергоемкость процесса разрушения забоя скважины и упростить конструкцию раздвижной буровой коронки по сравнению с прототипом, что повышает ее надежность.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения и рисунками, где на Фиг.1 показана раздвижная буровая коронка со сведенными вкладышами (вид спереди), на Фиг.2 показана раздвижная буровая коронка со сведенными вкладышами (вид сбоку), на Фиг.3 раздвижная буровая коронка с разведенными вкладышами (вид спереди) и на Фиг.4 раздвижная буровая коронка с разведенными вкладышами (вид сбоку).
Раздвижная буровая коронка (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4) состоит из цилиндрического хвостовика 1, головы 2, армированной твердосплавными вставками 3 и расширительной части. Расширительная часть содержит вкладыши 5 армированные твердосплавными вставками 4, которые установлены с возможностью перемещения в направляющих пазах 6, выполненных в голове 2, при этом стенки 7 направляющих пазов 6 не параллельны друг другу. В цилиндрическом хвостовике 1 и голове 2, выполнены каналы 8, а на наружной боковой поверхности головы 2 - продольные открытые каналы 9.
Раздвижная буровая коронка работает следующим образом.
Раздвижная буровая коронка, размещенная внутри обсадной трубы, своим цилиндрическим хвостовиком 1 закрепляется на буровом ставе (не показано). При этом вкладыши 5 армированные твердосплавными вставками 4 находятся в сведенном состоянии (Фиг.1, Фиг.2) и удерживаются в этом состоянии стенкой обсадной трубы. Обсадную трубу с размещенным в ней буровым инструментом устанавливают в рабочее положение, упирая в грунт. На коронку передается крутящий момент с одновременным нанесением ударов по торцу цилиндрического хвостовика 1, который передается на голову 2. Под действием ударов и крутящего момента твердосплавные вставки 4, расположенные на вкладышах 5, установленных в направляющих пазах 6 с непараллельными стенками 7, расширительной части вступают в работу, разрушая породу, и забуриваясь в забой скважины, образуют пионерную скважину. При этом обсадная труба упирается краем в грунт и не углубляется в забой скважины, позволяя голове 2 раздвижной буровой коронки выйти из нее, и освободив при этом вкладыши 5 расширительной части. Вкладыши 5, выйдя из обсадной трубы под воздействием ударов о забой скважины и крутящего момента придаваемого раздвижной буровой коронке, раздвигаются в радиальном направлении по направляющим пазам 6 (Фиг.3, Фиг.4). Одновременно с этим дополнительно к твердосплавным вставкам 4 вкладышей 5 в работу вступают твердосплавные вставки 3 головы 2. Расширительная часть, раздвинув вкладыши 5, расширяет пионерную скважину до наружного диаметра обсадной трубы. Край обсадной трубы начинает взаимодействовать с выступом 10 вкладышей 5 и под действием вибрации и собственного веса происходит погружение обсадной трубы в скважину.
Для удаления разрушенной породы из рабочей зоны забоя скважины через открытые продольные каналы 9 в рабочую зону забоя скважины подают сжатый воздух через продольные каналы 8.
После окончания бурения раздвижную буровую коронку приподнимают от забоя, при этом ее расширительная часть сводится следующим образом: вкладыши 5, упираясь выступом 10 в край обсадной трубы, сдвигаются к центру по направляющим пазам 6 и буровая коронка свободно вынимается из обсадной трубы.
Выполнение стенок 7 направляющих пазов 6 непараллельными, не позволяет установленным в них вкладышам 5, самопроизвольно выйти из направляющих пазов 6 в осевом и радиальном направлениях и их потере при транспортировке, хранении, монтаже, демонтаже и т.п. раздвижной буровой коронки.
Использование предложенных усовершенствований в конструкции раздвижной буровой коронки позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин с одновременной обсадкой, снизить энергоемкость процесса разрушения забоя скважины и упростить конструкцию раздвижной буровой коронки, что повышает ее надежность.
Источник информации:
1. Патент, РФ №2125147, 1999 г., по кл. Е21В 7/20.