ПОРОДОИЗВЛЕКАЮЩАЯ ЧАСТЬ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА

Заявляемая полезная модель относится к буровой технике, а именно, к конструкции породоизвлекающей части бурового инструмента для вращательного бурения неглубоких скважин.
Из уровня техники известен бур, включающий шнековый корпус, в верхней части которого шарнирно закреплены заслонки, при этом шнековый корпус установлен на опорные пластины, в центре которых расположен вал пилота-забурника (см. патент РФ №111183 на полезную модель «Шнековый бур для вращательного бурения скважин», дата подачи 13.07.2011 г., опубликовано 10.12.2011 г.).
Недостатками данного устройства являются трудности при изготовлении шнекового корпуса, а также при обеспечении устойчивости бура в случае бурения мягких пород с твердыми включениями, так как при этом происходит отклонение инструмента от оси скважины, приводящее к его поломке.
Известно устройство смесительно-бурового долота, включающего полый корпус, снабженный, по меньшей мере, одним отверстием для подачи технологических составов, забурник и, по меньшей мере, две лопасти с передними режущими кромками, при этом каждая лопасть закреплена на полом корпусе с возможностью ограниченного поворота (см. патент РФ №2272723 на изобретение «Смесительно-буровое долото», дата подачи 29.04.2004 г., опубликовано 20.04.2006 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является бур, состоящий из пилота-забурника, корпуса с винтовыми лопастями, буровых резцов, оснащенных твердосплавными вставками, при этом корпус с винтовыми лопастями изготовлен литым (см. патент РФ №116889 на полезную модель «Бур для скальных пород», дата подачи 26.12.2011 г., опубликовано 10.06.2012 г.).
Недостатком данной конструкции является низкая скорость выноса породы из зоны бурения к устью скважины. Выполнение лопастей винтовой формы приводит к увеличению пути прохождения извлекаемого грунта из зоны бурения до устья скважины, и, как следствие, увеличению времени воздействия породы на лопасти, что способствует их износу. Кроме того, увеличивается нагрузка, действующая на лопасти, что приводит к увеличению силы трения грунта на лопасти. Известно, что подъем разрушенной породы из зоны бурения при шнековом способе очистки скважины осуществляется за счет разницы сил трения грунта о стенку скважины и о лопасти элевационных элементов. В этом случае разница сил трения снижается, что ухудшает подъем породы и, следовательно, очистку скважины. Помимо этого, скорость выноса разрушенной породы из зоны бурения невысока, что в свою очередь, приводит к уменьшению скорости бурения, и, как следствие, к снижению производительности бурильной установки.
Кроме того, изготовление корпуса с винтовыми лопастями представляет собой трудоемкий и материалоемкий технологический процесс.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции, обеспечивающей снижение воздействия сил трения на элевационные элементы - лопасти, а также повышение скорости выноса разрушенного грунта из зоны бурения и, как следствие, повышение скорости бурения в целом.
Указанный технический результат достигается тем, что породоизвлекающая часть бурового инструмента, включающая элевационные элементы в виде лопастей, закрепленных на полом корпусе, согласно полезной модели, дополнительно снабжена связанной с корпусом бандажной пластиной, в которой выполнены центральное сквозное отверстие, служащее для ответного взаимодействия с полым корпусом, и периферийные пазы, при этом лопасти выполнены в виде двух наклонных разноплоскостных и разнонаправленных лотков, жестко закрепленных на бандажной пластине и расположенных симметрично по отношению к оси центрального отверстия.
Породоизвлекающая часть бурового инструмента дополнительно может быть снабжена заслонками.
Периферийные пазы могут быть выполнены профильными.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где
Фиг.(а) - общий вид породоизвлекающей части бурового инструмента;
Фиг.(б) - вид сбоку породоизвлекающей части бурового инструмента;
Фиг.(в) - вид сверху породоизвлекающей части бурового инструмента.
Породоизвлекающая часть бурового инструмента содержит бандажную пластину 1, в которой выполнены центральное сквозное отверстие 2 и периферийные пазы 3. С пластиной 1 жестко, например, посредством сварки, соединены элевационные элементы 4, выполненные в виде двух наклонных разноплоскостных и разнонаправленных лотков, расположенных симметрично по отношению к оси центрального отверстия 2. Кроме того, с пластиной 1 и лотками 4 с помощью неразъемного соединения (сварки) связан полый корпус 5, предназначенный для размещения в нем буровой штанги, связанной с базовой машиной (на чертеже не показаны), и представляющий собой, например, втулку, вал, служащий для сообщения общего вращательного движения. Полый корпус 5 присоединен к бандажной пластине 1 по периметру сквозного отверстия 2. Для надежной установки буровой штанги в корпусе 5 выполнены крепежные отверстия 6.
Как правило, диаметр бандажной пластины соразмерен диаметру скважины.
В случае бурения скважины диаметром свыше 300 мм бандажная пластина 1 дополнительно снабжена заслонками 7, шарнирно закрепленными в каждом периферийном пазу 3 со стороны, противоположной соединению лотков 4 с бандажной пластиной. Периферийные пазы 3 могут быть выполнены профильными.
Осуществление полезной модели подтверждается примерами конкретного выполнения.
Базовую установку (машину) размещают на поверхности грунта.
При погружении заявляемого устройства в грунт ему сообщают вращательное и направленное вниз поступательное движение от привода базовой машины (на чертежах не показан), при этом происходит разрушение породы. Разрушенная порода под действием вновь разрушаемой по наклонным лоткам 4 перемещается вверх и через периферийные пазы 3 выходит на поверхность бандажной пластины 1 и оседает на ней. Выполнение бандажной пластины соразмерной диаметру скважины не позволяет поднятой на поверхность породе осыпаться вниз и, тем самым, предохраняет скважину от засорения. При достижении проектной отметки устройство вместе с разрушенной породой извлекают из грунта. При выполнении скважины большого диаметра бандажную пластину 1 снабжают шарнирно закрепленными в пазах заслонками 7, которые под действием извлекаемого грунта отклоняются на заданный угол, а затем под действием уже перемещенного и осевшего грунта закрываются.
Заявляемая конструкция породоизвлекающей части бурового инструмента является простой и технологичной в изготовлении, позволяет увеличить скорость выноса разрушаемой породы, и, как следствие, повысить производительность буровой установки, что приводит к снижению стоимости буровых работ.