Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВАЯ ШТАНГА

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровому инструменту, используемому при бурении взрывных скважин.

Известна буровая штанга, включающая корпус с ниппелем и муфтой и амортизатор (см. Иванов К.И. и др. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. М. Недра, 1987, с.210-212).

Недостатком данной буровой штанги является то, что она не обеспечивает эффективную очистку забоя от шлама из-за несоблюдения оптимальной величины зазора между стенками скважины и наружной поверхностью штанги.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является буровая штанга, содержащая корпус, соединенный с ниппелем и муфтой, и защитный кожух с центрирующим кольцом, соединенным с муфтой (см. авт. СВ. СССР №346482, кл. Е21В 15/00, 1972 г.).

Недостатком этой штанги является высокая вероятность попадания шлама в полость между штангой и защитным кожухом, что приводит к заклиниванию защитного кожуха. При замене защитного кожуха наличие шлама между корпусом и защитным кожухом приводит к значительному увеличению непроизводительных затрат на его освобождение.

К другим недостаткам данной штанги следует отнести то, что ее защитный кожух из-за свободного размещения его между центрирующими кольцами, по существу, является дополнительным источником вибраций, что негативно сказывается на работоспособности всего бурового оборудования, включая и саму буровую штангу.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности буровых работ за счет снижения непроизводительных затрат времени при замене защитного кожуха и увеличения срока службы бурового инструмента и оборудования за счет снижения вибрации.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровой штанге, содержащей корпус, соединенный с ниппелем и муфтой, и защитный кожух с центрирующим кольцом, соединенным с муфтой, согласно изобретению корпус выполнен с опорным буртом на наружной поверхности, а защитный кожух - в виде стакана с полым дном, соединенным с центрирующим кольцом посредством резьбы, при этом между дном стакана и опорным буртом корпуса размещен упругий элемент.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что упругий элемент выполнен в виде цилиндра из эластичного материала.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид буровой штанги в разрезе.

Буровая штанга включает корпус 1, соединенный с ниппелем 4 и муфтой 2, и защитный кожух 3 с центрирующим кольцом 5, жестко соединенным с муфтой 2. Корпус 1 выполнен с опорным буртом 6 на наружной поверхности, а защитный кожух 3 - в виде стакана с полым дном 7, соединенным с центрирующим кольцом 5 посредством резьбы 8. При этом между дном стакана 7 и опорным буртом 6 корпуса 1 размещен упругий элемент 9, выполненный в виде цилиндра из эластичного материала.

Принцип работы предложенной буровой штанги заключается в следующем. Для повышения эффективности очистки забоя от шлама необходимо обеспечить определенный зазор между защитным кожухом и стенками скважины, зависящий от производительности очистного устройства (насоса или компрессора) и физико-механических свойств разбуриваемых пород. В связи с этим в процессе бурения взрывных скважин шарошечными долотами определенного диаметра на корпус 1 надевают защитный кожух 3, диаметр которого обеспечивает расчетный кольцевой зазор, обеспечивающий эффективный вынос шлама с забоя скважины. Учитывая значительные затраты времени на очистку защитного кожуха от шлама, накапливающегося между защитным кожухом 3 и корпусом 1 штанги, предложено использовать защитный кожух 3 в виде стакана и соединять его с центрирующим кольцом 5 посредством резьбы 8. Таким образом, нижняя части штанги герметизируется резьбовым соединением 8. Герметизация же верхней части штанги обеспечивается установкой между опорным буртом 6 корпуса 1 и дном 7 стакана упругого элемента 9 из эластичного материала. Этот элемент при навинчивании защитного кожуха 3 на центрирующее кольцо 5 сжимается и тем самым создает натяг, который предотвращает развинчивание защитного кожуха 3, что часто наблюдается у прототипа из-за сильной вибрации бурового става. Выполнение же упругого элемента 9 из эластичного материала позволяет, кроме герметизации полости защитного кожуха 3, одновременно обеспечить также функции амортизатора, способствующего снижению уровня вибрации и значительному увеличению срока службы не только бурового инструмента, но и элементов бурового станка. Благодаря этому при смене долота на другой диаметр замена защитного кожуха 3 на соответствующий диаметр используемому долоту не представляет никакой сложности.

Этим сокращаются непроизводительные затраты времени на замену защитного кожуха и соответственно повышается эффективность буровых работ при одновременном улучшении условий работы бурового персонала.