Разработка
и исследование шнекоколонкового бурового снаряда
Глущенко Е.С.
Донецкий национальный технический университет
Источник: Сборник
тезисов докладов – 2010 / Матеріали Х всеукраїнської
студентської науково-технічної конференції. –Донецьк, –ДонНТУ –2010,
–с. 9-11.
Целью
данной разработки является создание шнекового бурового снаряда со
съемным керноприемником для бурения неглубоких разведочных и
инженерно-геологических скважин. Буровой снаряд предназначен для
бурения по мягким и рыхлым породам.
В
состав снаряда входит бурильная труба, снабженная шнековой ленточной
навивкой – спиралью, спецкоронка ребристого типа диаметром 171,4 мм,
четыре поперечных ребра которой армированы твердосплавными резцами. Во
внутренней расточке бурильной трубы фиксируются плашки узла фиксации
вставного керноприемника. Керноприемник представляет собой колонковую
трубу 108мм., соединенную с узлом фиксации и узлом подвески. Узел
подвески состоит из упорного шарикоподшипника, позволяющего не
передавать вращение колонны бурильных труб на керноприемную часть.
-
корпус (1);
- керноприемник (2);
- спецкоронка (3).
Корпус
представляет собой колонковую трубу диаметром 127мм., имеющую снаружи
винтовую поверхность по всей длине – спираль (шнек). Внутри корпуса
имеется расточка, предназначенная для соединения с плашками узла
фиксации вставного керноприемника и уступ для его упора. В верхней
части нарезана резьба для соединения со шнековой колонной бурильных
труб, а в нижней со спецкоронкой.
В качестве
бурильных используются колонковые трубы диаметром 127мм., также имеющие
шнековую ленточнуюнавивку, с наружным диаметром по винтовой поверхности
167мм. Соединение труб со снарядом, а также между собой происходит с
помощью спецмуфт.
Буровая
коронка ребристого типа диаметром 171,4 мм., специально разработанная
для данного устройства, имеет четыре поперечных ребра, армированных
твердосплавными резцами. Помимо этого в ней имеются промывочные окна
для обеспечения циркуляции воздуха из кольцевого зазора между корпусом
и керноприемником на забой.
Керноприемник
представляет собой колонковую трубу диаметром 108 мм, соединенную с
узлом подвески и узлом фиксации. Керноприемник извлекается и опускается
с помощью каната на овершоте, по мере наполнения колонковой трубы
керном.
Керноприемник в свою очередь имеет три
основных узла:
- узел фиксации;
- узел подвески;
- колонковый узел.
В узле
фиксации керноприемника находятся хвостовик и фиксационные стопоры.
Хвостовик используется для захвата овершотом. Пружина все время
прижимает его, и он при этом воздействует на стопоры, которые постоянно
находятся в разомкнутом положении. При необходимости подьема, после
захвата его овершотом, хвостовик поднимается вверх, поднимая за собой
прижимающую его пружину, а стопоры при этом сжимаются, и вследствие
этот узел отсоединяется от корпуса. При спуске керноприемника пружина
под действием сил возвращается в исходное положение, хвостовик
прижимается, и распирает стопоры, фиксируя при этом керноприемник в
расточке корпуса.
Узел подвески
состоит из двух одинарных упорных шарикоподшипника, позволяющих не
передавать вращение колонны бурильных труб на керноприемную трубу, тем
самым повысить качество отбираемого кернового материала.
Керноприемная
гильза, представляющая колонковую трубу диаметром 108мм, соединяется с
неподвижной частью подшипникового узла резьбовым соединением.
В конечном
итоге диаметр устройтсва и бурильных труб по винтовой поверхности
составляет 167мм, а диаметр разработки ствола 171,4мм. Максимальное
приближение наружного диаметра бурильных труб к диаметру скважины,
обеспечивает уменьшение их изгиба от осевой нагрузки.
Буровой снаряд
расчитан на применение шнеко-пневматического способа очистки забоя.
Использование в качестве очистного агента именно сжатого воздуха
позволяет использовать данный снаряд для бурения с самоходных
установок, осанщенных компрессорной станцией. Помимо этого, отсутствие
потребности в промывочной жидкости, позволяет применять снаряд, для
бурения в безводных районах, где затруднена доставка воды.