title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Инструмент для ударно-канатного бурения

Инструмент для ударно-канатного бурения

Технологический инструмент, предназначенный для разрушения породы на забое и извлечения ее из скважины при ударноканатном бурении, в СССР изготовляют по ТУ-24-8-505—75 — для бурения на воду и по отраслевым стандартам 1975 г. — для разведки россыпных месторождений.
Снаряд, разрушающий породу на забое скважины (см. рис. 110), состоит из долота 1, ударной штанги 2, раздвижной штанги 3 и канатного замка 4. Детали бурового снаряда соединяются друг с другом конической резьбой (конусность 1:4) треугольного профиля с шагом 3,629 мм.
Долото (рис 111, а) служит для разрушения породы на забое и обработки стенок скважииы. Основные элементы ударного долота — лопасть 4 с лезвием 6, боковые ребра 5, округляющие стенки скважины, резьбовой конус 1 для соединения с нижним кондом ударной штанги, шейка 3 с плоскими выемками для захвата инструментальным ключом и кольцевые конические выточки 2 для захвата ловильником Угол а между гранями лезвия долота называется углом приострения. Величина его должна соответствовать твердости буримой породы и рекомендуется для мягких пород 70—80°, для пород средней твердости 90—100°, для твердых и очень твердых пород 110—130°. Диаметр долот для бурения гидрогеологических скважин 148, 198, 245, 295, 345, 395, 445, 495 мм, для разведки россыпных месторождений — 140 и 190 мм
Соответственно характеру буримых пород применяются долота плоские, двутавровые, округляющие и крестовые (см. рис. 111).

Плоские долота используются для бурения плотных мягких и средней твердости нетрещиноватых пород. Двутавровые долота применяют при бурении вязких пород средней твердости. Округляющие долота используют при бурении твердых пород, а также валунно-галечниковых отложений. Широкие боковые ребра обеспечивают округление стенок скважины. Крестовые долота предназначены для бурения в трещиноватых породах. Крестообразная форма лезвия предупреждает заклинивание долота.
Изготовляют долота поковкой, штамповкой или литьем из высококачественной инструментальной стали марок У7, У8 или У7А, У8А. Изношенные в процессе работы долота подвергают заправке, восстанавливая необходимые размеры. В среднем долото допускает 40—60 заправок.
Ударная штанга 2 (см. рис. 110) служит для увеличения массы бурового снаряда и эффективности его удара по забою, а также для обеспечения прямолинейности скважины и представляет собой массивный стержень длиной 2, 4 или 6 м, имеющий на нижнем конце внутреннюю резьбу для соединения с долотом, а на верхнем — наружную для соединения с раздвижной штангой.
У резьбовых концов на поверхности ударной штанги сделаны квадратные выемки для захвата инструментальным ключом. Диаметры ударных штанг 112, 140, 165, 185, 188, 220 мм, масса — от 306 до 1300 кг.
Раздвижная штанга 3 (см. рис. 110), служащая для выбивания снаряда при бурении в трещиноватых или вязких породах, когда долото заклинивается или влипает в породу на забое скважины, представляет собой два замкнутых звена, скользящих относительно друг друга Нижнее звено имеет внутреннюю резьбу для соединения с ударной штангой, а верхнее — наружную для соединения с канатным замком. На верхней и нижней шейках раздвижной штанги сделаны ключевые выемки. При натяжении инструментального каната поднимающееся верхнее звено раздвижной штанги снизу наносит удар по нижнему звену, что облегчает отрыв снаряда от забоя Ход раздвижной штанги 150—250 мм. При ликвидации аварий применяется раздвижная штанга с увеличенным ходом (до 450—500 мм).
Канатный замок 4 (см. рис. 110) предназначен для соединения бурового снаряда с канатом и поворачивания долота в скважине после каждого удара.
Работа канатного замка основана на свойстве стальных канатов раскручиваться при нагрузке и скручиваться при снятии ее. Для обеспечения правильной работы замка следует применять инструментальный канат прямой левой свивки, закрепляемый в замке следующим образом. Конец каната пропускают через осевой канал корпуса замка, затем продевают через шайбу и втулку. После этого конец каната расплетается, пеньковый сердечник вырезается, а концы расплетенных проволочек загибаются в обратную сторону. Образованное утолщение на конце каната затягивают во втулку, имеющую внутри коническую поверхность, и заливают расплавленным свинцом. Втулка должна свободно вращаться в корпусе замка.
Буровой снаряд, подвешенный на канате, растягивает и раскручивает его. В момент удара инструмента о забой канат разгружается и, закручиваясь, поворачивает втулку относительно корпуса замка против часовой стрелки. При отрыве снаряда от забоя канат, нагружаясь, вновь раскручивается и благодаря трению между втулкой, шайбой и корпусом поворачивает вместе с замком весь буровой снаряд по часовой стрелке.
Таким образом, при каждом натяжении каната в момент отрыва инструмента от забоя он поворачивается по часовой стрелке на некоторый угол, обеспечивая равномерную обработку забоя и придание скважине цилиндрической формы.

Желонки (рис. 112) служат для очистки скважины от разрушенной породы, а также для бурения мягких, рыхлых пород. Желонка, применяемая в качестве проходческого инструмента, резьбовой вилкой соединяется с раздвижной штангой, которая с помощью замка подвешивается на канате.
При бурении желонкой вязких глинистых песков для облегчения отрыва снаряда от забоя между раздвижной штангой и канатным замком устанавливают небольшую ударную штангу. В зависимости от условий работы и характера буримых пород применяют желонки различной конструкции.
Желонки с плоским клапаном применяются для бурения скважин в песках и для удаления с забоя породы, разрушенной долотом. Плоские клапаны бывают одно- или двухстворчатые. Одностворчатым плоским клапаном снабжаются желонки диаметром 114, 168, 219 и 273 мм, а двустворчатым — желонки диаметром 324, 377 и 426 мм.
Желонки с полусферическим клапаном используются для извлечения разжиженного шлама при бурении песков, супесей и плывунов. Полусферический клапан имеет копье, обеспечивающее ему необходимое направление и ход, а также разрыхляющее буримую породу.
Поршневые желонки применяются при бурении по сильно обводненным пескам, илам, плывунам, а также когда необходимо полностью очистить скважину от шлама (при разведке россыпей или при взрывных работах и использовании влагоемких BB).
В корпусе желонки находится поршень с отверстиями, сверху закрытыми резиновым клапаном. Шарнирно связанный с поршнем шток верхней частью проходит через планку и ушком соединяется с канатом. Башмак желонки имеет внизу боковые прорези для прохода к плоскому клапану разжиженного шлама. В опускаемой желонке поршень находится в верхнем положении. При достижении забоя корпус желонки останавливается, а поршень опускается до башмака. Натяжением каната быстро поднимают поршень, создавая в нижней части желонки разрежение, благодаря которому разжиженный шлам засасывается через клапан в полость желонки. Поршень поднимают и опускают несколько раз, в результате чего желонка заполняется шламом. Извлеченную на поверхность поршневую желонку опрокидыванием освобождают от содержимого через окна в корпусе.

Для свинчивания и развинчивания инструментов, входящих в буровой снаряд, применяются инструментальные ключи (рис. 113, а). При этом одновременно используются два ключа: удерживающий один из инструментов и поворачивающий другой.
Создание необходимого на рукоятках инструментальных ключей усилия достигается применением затяжной трещотки (рис. 113, в), представляющей собой дугообразную рейку, закрепляемую около устья скважины. Удерживающий ключ упирают рукояткой в стойку на конце зубчатой рейки. Рукоятка другого ключа перемещается к этой же стойке подвижным башмаком. Башмак приводится в движение по рейке качанием рычага, поворачивающего две собачки храпового устройства трещотки.
При разведке россыпных месторождений для сведения концов рукояток инструментальных ключей при затяжке или срыве затянутой резьбы инструментов применяется рычаг с двумя отрезками цепей (рис. 113, б).

title-icon Подобные новости