УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ
DEVICE FOR FREE-FALL BORING

Изобретение относится к бурению скважин различного назначения, а именно к устройствам ударно-канатного способа бурения.
Известно устройство для ударно-канатного бурения (см. а.с. СССР №968293, кл. Е21В 4/00, от 30.04.1981), содержащее стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату.
Известное устройство недостаточно эффективно, так как с его применением производительность бурения обеспечивается неоправданно большим составом комплектующих бурящего устройства.
Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет рационального выполнения бурого снаряда.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ударно-канатного бурения, содержащем стрелу, через блок которой переброшен инструментальный канат, несущий на одном конце ударную штангу с буровым снарядом, а другим концом связанный с лебедкой, и дополнительный ударник, установленный над ударной штангой с возможностью свободного перемещения по инструментальному канату, буровой снаряд в виде стакана (в поперечном сечении представляющего окружность, овал, эллипс, квадрат, прямоугольник или ромб) имеет поперечную ось, на которой закреплен клещевой механизм для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью ударной штанги, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку для взаимодействия с дополнительным ударником, устройство имеет также ∩-образную пружину, обеспечивающую максимальный распор зева клещевого механизма в сторону нижней кромки стакана, максимально открывая входное отверстие бурового снаряда при его падении на забой.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид конструкции бурового снаряда.
Устройство для ударно-канатного бурения с предлагаемой конструкцией бурового снаряда содержит стакан 1, имеющий поперечную ось 2, на которой закреплен клещевой механизм 3 для перекрытия нижней своей частью входного отверстия бурового снаряда, а верхней своей частью контактирующий с клиновидной или конусной нижней частью 4 ударной штанги 5, которая в верхней своей части имеет приемный элемент - тарелку 6 для взаимодействия с дополнительным ударником 8, к которой крепится инструментальный канат 7, несущий дополнительный ударник 8, имеющий сквозное направляющее отверстие. Устройство закрепления дополнительного ударника 8 на инструментальном канате 7 на технологически оптимальной высоте над ударной штангой 5 и устройство дистанционного управления его срывом с каната содержит ноу-хау и на чертеже не показано.
Устройство для ударно-канатного бурения предлагаемой конструкции работает следующим образом.
Буровое устройство предлагаемой конструкции поднимается вверх за ударной штангой 5 посредством инструментального каната 7, несущего на технологически оптимальной высоте над зоной бурения дополнительный ударник 8. После освобождения каната 7 от вытягивающего вверх усилия ударная штанга 5 с буровым устройством на конце падает на забой, внедряясь нижней кромкой стакана 1 в породу. В момент соприкосновение стакана 1 с породой дополнительный ударник 8 срывается с верхней части каната 7 и устремляется вниз по канату 7, ударяя по тарелке 6 ударной штанги 5 (см. чертеж), которая, перемещаясь вниз относительно стакана 1, расклинивает клещевой механизм 3, смещающийся в угловом отношении относительно оси 2, и тем самым удерживает породу в стакане 1 предлагаемого устройства для бурения.
Зев клещевого механизма 3 до этого момента был максимально открытым в сторону нижней кромки стакана 1 благодаря распирающей ∩-образной пружине.
После этого буровое устройство предлагаемой конструкции поднимается из забоя вверх как одно целое посредством каната 7; из него извлекается порода. Для этого поднимается (в пределах приварных ограничителей осевого хода) ударная штанга 5, освобождая клещевой механизм 3 от расклинивания в стакане 1. Клещевой механизм 3 может быть выполнен так (см. чертеж), что входное отверстие бурового снаряда перекрывается путем смыкания подвижных плеч клещевого механизма 3 навстречу друг другу. Клещевой механизм 3 может быть выполнен также так, что входное отверстие бурового снаряда перекрывается путем смыкания отдельного подвижного плеча клещевого механизма 3 с соответствующей внутренней стенкой бурового снаряда. При этом стакан 1 бурового снаряда в поперечном сечении может быть в поперечном сечении окружностью, овалом, эллипсом, квадратом, прямоугольником или ромбом. В дальнейшем вышеописанный цикл работы многократно повторяется до проходки забоя на заданную глубину.
Преимущество предлагаемого устройства заключается в более высокой производительности в сравнении с известными устройствами для ударно-канатного бурения без усложнения конструкции и без ущерба для автономности устройства.