RU2282012C2 - Буровое устройство для бурения с промывкой, способ проходки скважины в грунте и буровая установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу проходки скважины в грунте с использованием бурового устройства для бурения с промывкой и к буровой установке. Техническая задача заключается в создании способа проходки скважины в грунте, бурового устройства для бурения с промывкой и к буровой установки, которые обеспечивают более простое выполнения способа бурения с промывкой. Буровое устройство для бурения с промывкой содержит область разработки для разработки грунта и сборник для приема разработанной буровой мелочи, а также устройство, элементы которого обеспечивают насосное действие на промывочную среду, с помощью которого текучая среда из области заполнения скважины может быть преобразована в поток, посредством которого разработанная буровая мелочь может транспортироваться в сборник. Буровое устройство содержит трубчатый корпус, на котором расположены снизу буровая коронка, а сверху крышка по меньшей мере с одним пропускным устройством для прохода текучей среды, причем крышка и трубчатый корпус окружают внутреннюю полость. Сборник для приема буровой мелочи расположен на верхней стороне крышки. Пропускное устройство снабжено клапанным устройством, которое допускает проход через пропускное устройство потока текучей среды, направленного во внутреннюю полость, а при противоположно направленном потоке текучей среды запирает пропускное устройство, 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к буровому устройству для бурения с промывкой согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, способу проходки буровой скважины в грунте, согласно ограничительной части пункта 10 формулы изобретения и буровой установке согласно ограничительной части пункта 13 формулы изобретения.

Уровень техники

В бурении, например, для сооружения свай различают два основных способа - способ сухого бурения и способ бурения с промывкой

Поскольку бурение с промывкой связано с более высокими затратами на строительную технику и с ограниченной мобильностью буровой установки, при малейшей возможности используют способ сухого бурения с помощью буровой установки на гусеничной базовой машине. Однако этот способ имеет ограничения при разработке особенно твердых пород. В этом случае при сухом бурении резко падает производительность и значительно возрастает износ по сравнению с бурением с промывкой.

Если требуется соорудить свайную стену, например, в скальном фунте, при сухом бурении проходка буровой скважины в нескальном слое идет быстро и успешно, а в скальном грунте она резко замедляется и составляет лишь малую часть скорости обычной проходки, при этом очень высок износ оборудования. Возможность использования бурения с промывкой рассматривается в редчайших случаях, так как на месте строительства обычно нет ни техники, ни подготовленного персонала для правильной эксплуатации установки для бурения с промывкой.

Уровень техники в отношении бурения с промывкой характеризуется решением по патентному документу ФРГ №19702533 А1. Согласно этому решению буровая коронка промывается либо воздухом, либо промывочной жидкостью. При этом, как указано в описании, промывочная текучая среда подается к буровой коронке по трубопроводу из резервуара, расположенного за пределами скважины. Поток текучей среды создается с помощью шлангового насоса.

Такое известное устройство требует относительно сложной системы трубопроводов, насосов и накопителей для текучей среды как внутри скважины, так и за ее пределами.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа проходки скважины в грунте, бурового устройства для бурения с промывкой и буровой установки, которые обеспечивают более простое выполнение способа бурения с промывкой.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания бурового устройства для бурения с промывкой, обладающего признаками по пункту 1 формулы изобретения, способа проходки скважины, обладающего признаками по пункту 10 формулы изобретения, и буровой установки, обладающей признаками по пункту 13 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предложен способ проходки скважины в грунте, при котором используют буровое устройство для бурения с промывкой с областью разработки для изготовления или развития скважины, затем скважину по меньшей мере частично заполняют текучей средой с образованием в скважине области заполнения, и область разработки по меньшей мере периодически промывают текучей средой, которая отводит разработанную в области разработки буровую мелочь в сборник, расположенный в скважине.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы посредством самого бурового устройства создавать в скважине необходимый поток текучей среды. Для этой цели буровое устройство для бурения с промывкой снабжено устройством, элементы которого обеспечивают насосное действие на промывочную среду насосным устройством, т.е. которое засасывает находящуюся в скважине текучую среду или преобразует ее в поток таким образом, что область разработки промывается, а разработанная буровая мелочь транспортируется в сборник на буровом устройстве. Предпочтительно, энергия насосного действия передается к буровому устройству посредством вращательного и/или подъемного движения буровой штанги.

Таким образом, в данном случае для выполнения способа бурения с промывкой устраняется необходимость в дорогостоящей строительной технике с множеством шлангов внутри скважины и за ее пределами. За счет этого бурение с промывкой может осуществляться экономичным образом и более гибко вследствие большей простоты.

Предпочтительный пример осуществления способа по изобретению состоит в том, что поток текучей среды создают посредством изменения объема рабочей полости, расположенной в области заполнения, причем рабочая полость по меньшей мере частично заключена в буровом устройстве для бурения с промывкой. Посредством этого изменения объема в данной рабочей полости создают целенаправленный вытесняющий поток текучей среды в скважине.

Для особенно эффективного создания потока предпочтительно, чтобы рабочая полость была образована между буровым устройством для бурения с промывкой и целиком грунтового материала, надвигающимся на буровое устройство для бурения с промывкой, в частности, буровым керном.

Если в буровой штанге используется телескопическая штанга, например ведущая телескопическая труба, или подъемный цилиндр, изобретением предусмотрено, что изменение объема в рабочей полости вызывают посредством подъемного движения бурового устройства для бурения с промывкой в скважине.

В альтернативном варианте по изобретению возможно изменение объема в рабочей полости посредством вращательного движения буровой штанги, расположенной на буровом устройстве для бурения с промывкой, относительно этого бурового устройства для бурения с промывкой. С помощью соответствующего резьбового устройства такой своего рода вытесняющий поршень может перемещаться посредством вращательного движения, которое предпочтительно направлено противоположно вращению привода самого бурения.

Способ бурения по изобретению может содержать не только бурение с промывкой. Изобретением предусмотрен пример осуществления, при котором для получения скважины в грунте вначале производят бурение способом сухого бурения посредством бурового устройства для сухого бурения и, в особенности, при достижении породы более высокой твердости удаляют буровое устройство для сухого бурения из скважины, затем скважину по меньшей мере частично заполняют текучей средой и далее производят бурение посредством бурового устройства для бурения с промывкой с выполнением способа бурения с промывкой. При этом способе разработку производят всегда наиболее выгодным способом в зависимости от геологической природы грунта. При этом в принципе буровое устройство для бурения с промывкой может быть выполнено и использоваться также и как устройство для сухого бурения, причем режим бурения с промывкой устанавливают только после подачи текучей среды в скважину.

Однако согласно изобретению наиболее предпочтительно использование отдельного бурового устройства для бурения с промывкой и отдельного бурового устройства для сухого бурения. Для этого предусмотрено, что буровое устройство для сухого бурения и буровое устройство для бурения с промывкой приводятся с помощью одной и той же буровой штанги, на которой буровое устройство для сухого бурения, и буровое устройство для бурения с промывкой устанавливают с возможностью замены. Таким образом, при достижении твердого скального слоя буровое устройство для сухого бурения вынимают из скважины буровой штангой и заменяют его на буровое устройство для бурения с промывкой.

Задача изобретения решена также в буровом устройстве для бурения с промывкой, содержащем область разработки для разработки грунта и сборник для приема разработанной буровой мелочи. Согласно изобретению, буровое устройство для бурения с промывкой, содержащее область разработки для разработки грунта и сборник для приема разработанной буровой мелочи, а также устройство, элементы которого обеспечивают насосное действие на промывочную среду, с помощью которого текучая среда из области заполнения скважины может быть преобразована в поток, посредством которого разработанная буровая мелочь может транспортироваться в сборник для приема разработанной буровой мелочи, характеризуется тем, что оно содержит трубчатый корпус, на котором расположены снизу буровая коронка, а сверху крышка по меньшей мере с одним пропускным устройством для прохода текучей среды, причем крышка и трубчатый корпус окружают внутреннюю полость, сборник для приема буровой мелочи расположен на верхней стороне крышки, а пропускное устройство снабжено клапанным устройством, которое допускает проход через пропускное устройство потока текучей среды, направленного во внутреннюю полость, а при противоположно направленном потоке текучей среды запирает пропускное устройство.

Буровое устройство для бурения с промывкой по изобретению может использоваться для осуществления описанного способа бурения с промывкой с получением указанных преимуществ.

Согласно изобретению в крышке предусмотрено пропускное устройство, которое допускает проход текучей среды из области, находящейся за пределами скважины, во внутреннюю полость бурового устройства для бурения с промывкой. При этом пропускное устройство может быть снабжено клапанным устройством таким образом, что оно пропускает проход текучей среды только в направлении во внутреннюю полость. При изменении направления потока текучей среды на обратное клапанное устройство автоматически запирается.

Выполненное в соответствии с изобретением устройство позволяет создать циркуляцию текучей среды в скважине, по меньшей мере частично заполненной текучей средой. При этом текучая среда поступает из области, находящейся за пределами бурового устройства для бурения с промывкой, во внутреннюю полость, течет во внутренней полости вниз к буровой коронке, промывает ее и затем проходит вверх снаружи от бурового устройства для бурения с промывкой. За счет этого цикличного потока разработанная буровой коронкой буровая мелочь может отводиться от нее и транспортироваться вверх к сборнику.

При этом клапанное устройство надежно предотвращает движение потока текучей среды от буровой коронки в области разработки во внутреннюю полость и попадание в нее буровой мелочи. Насосное действие, которое поддерживает циркулирующий поток текучей среды, может создаваться при этом только посредством вращения бурового устройства для бурения с промывкой в процессе бурения и/или подъемным движением бурового устройства для бурения с промывкой. Таким образом, благодаря буровому устройству по изобретению полностью устраняется необходимость в насосах и накопителях за пределами скважины, что создает возможность очень простого и экономичного бурения.

В качестве текучей среды предпочтительно используют воду. Однако в принципе возможно использование других промывочных текучих сред и суспензий. Буровое устройство по изобретению может использоваться как в вертикальных, так и в наклонных скважинах, при условии, что буровое устройство для бурения с промывкой окружено текучей средой.

В принципе возможно выполнение пропускного устройства в виде простой проточки в крышке. Однако особенно предпочтительно, когда пропускное устройство снабжено куполом трубчатой формы. Такой трубчатый купол позволяет расположить впускное отверстие для пропуска текучей среды во внутреннюю полость на расстоянии от крышки.

В частности, впускные отверстия могут быть расположены таким образом, что забор направляемого во внутреннюю полость потока текучей среды может производиться в скважине в таком месте, где загрязнение текучей среды буровой мелочью невелико. Из-за осаждения буровой мелочи в текучей среде загрязнение текучей среды, как правило, увеличивается по мере увеличения глубины скважины, так что впускные отверстия предпочтительно расположены на расстоянии от трубчатого корпуса и крышки. При этом предпочтительно трубчатый купол снабжен по меньшей мере одним боковым впускным отверстием.

Другой предпочтительный пример осуществления изобретения отличается тем, что трубчатый купол расположен на крышке коаксиально трубчатому корпусу, а на верхней стороне трубчатого купола предусмотрено устройство для соединения с буровой штангой. В этом примере выполнения купол служит одновременно как для пропуска текучей среды, так и для передачи крутящего момента от буровой штанги на буровое устройство для бурения с промывкой. Это обеспечивает создание особенно экономичной конструкции буровой машины.

В принципе клапанное устройство может быть выполнено в виде любого известного обратного клапана. Однако в особенно предпочтительном примере выполнения клапанное устройство содержит затвор, приводимый в действие пружиной и/или плавучим корпусом (поплавком). Это обеспечивает создание особенно экономичной конструкции. При этом плавучий корпус может быть заполнен воздухом или другой средой, которая легче текучей среды. Это обеспечивает надежное запирание, а следовательно, хорошее запирающее действие затвора при потоке текучей среды, направленном из внутренней полости наружу.

Подпружиненный затвор может быть выполнен таким образом, что при определенном давлении текучей среды он открывается против действия пружины, а при падении давления автоматически запирается усилием пружины.

В принципе можно расположить клапанное устройство на любом месте в куполе. В частности, клапанное устройство может быть предусмотрено во впускном отверстии трубчатого купола. Однако особенно предпочтительно, чтобы клапанное устройство было предусмотрено в поперечном сечении купола. За счет этого клапанное устройство может быть выполнено особенно простым и надежным.

При этом предпочтительно клапанное устройство предусмотрено на нижней стороне купола. В этом месте наиболее легко осуществляется доступ к клапанному устройству для его установки и технического обслуживания. Однако согласно изобретению могут быть предусмотрены также несколько клапанных устройств. В этом случае одно клапанное устройство может быть расположено в поперечном сечении купола и по меньшей мере одно дополнительное клапанное устройство - во впускном отверстии. Если предусмотрены несколько впускных отверстий, предпочтительно в каждом из них предусмотрено клапанное устройство. Такое решение с использованием нескольких клапанных устройств позволяет особенно надежно поддерживать циркулирующий поток текучей среды.

Для создания интенсивного насосного воздействия на текучую среду может быть целесообразно, когда устройство соединения с буровой штангой снабжено поршневым элементом, выполненным с возможностью перемещения в куполе. Предпочтительно поршневой элемент имеет поперечное сечение, соответствующее внутреннему поперечному сечению купола. Предпочтительно купол имеет круглое внутреннее поперечное сечение и круглое наружное поперечное сечение. Поршневой элемент предпочтительно выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении купола.

В особенно выгодном примере выполнения изобретения поршневой элемент выполнен с возможностью перемещения посредством вращения буровой штанги. В частности, перемещение поршневого элемента может осуществляться посредством изменения направления вращения буровой штанги.

При этом может быть целесообразно предусмотреть направление вращения бурения, которое используется для привода кольцевого бурового устройства. Тогда вращение буровой штанги в противоположном направлении может использоваться для перемещения поршневого элемента во внутреннюю полость и/или из нее. В наиболее выгодном варианте в данном случае возобновление вращения буровой штанги в направлении бурения вызывает вначале обратное перемещение поршневого элемента в исходное положение до начала вращения самого кольцевого бурового устройства.

При использовании приводного подвижного поршневого элемента может быть предпочтительно предусмотреть клапанное устройство как в поперечном сечении купола, так и во впускном отверстии. За счет этого достигается особенно надежное насосное действие. Создаваемое поршневым элементом насосное действие обеспечивает подачу создаваемого им потока текучей среды к области разработки и вызывает промывку места бурения и отвод буровой мелочи.

В особенно предпочтительном примере выполнения изобретения буровая штанга выполнена в виде ведущей телескопической буровой трубы. Соответственно, купол выполнен в виде цилиндрического конструктивного элемента.

Для создания насосного действия может быть также целесообразно выполнение купола с возможностью заглубления в трубчатый корпус и выдвижения из него. Такая подача купола в трубчатый корпус и выдвижение из него может, в частности, обеспечиваться вращением буровой штанги, причем предпочтительно вращение в направлении против направления бурения вызывает движение купола внутрь трубчатого корпуса. В таком примере выполнения поршневой элемент укреплен на трубчатом корпусе. Соответствующим образом при этом также могут быть предусмотрены дополнительные клапанные элементы во впускных отверстиях. Предпочтительно заглубление и выдвижение купола относительно трубчатого корпуса осуществляется в осевом направлении купола.

Для создания насосного действия в соответствии с изобретением на нижней стороне купола может быть предусмотрен поршневой фланец, причем его наружный профиль по существу соответствует внутреннему профилю трубчатого корпуса. За счет этого создается особенно большой объем насоса. В этом случае купол может быть снабжен подводом для текучей среды и выпускными отверстиями, как поршневой шток. В данном примере выполнения купол может также перемещаться внутрь трубчатого корпуса и из него посредством вращения буровой штанги. При этом клапанное устройство расположено на трубчатом корпусе, предпочтительно могут быть предусмотрены также дополнительные клапанные устройства.

Особенно предпочтительный пример выполнения изобретения отличается тем, что на верхней стороне крышки предусмотрен сборник для буровой мелочи. Сборник может быть выполнен в виде открытой сверху емкости, образованной крышкой или основанием и трубчатой обечайкой.

В принципе возможно предусмотреть проход потока текучей среды с буровой мелочью от буровой коронки между трубчатым корпусом и стенкой скважины. Однако в оптимальном варианте в буровом устройстве предусмотрен по меньшей мере один проходной канал для потока текучей среды, смешанной с буровой мелочью. Такой проходной канал может быть, например, образован за счет того, что коаксиально трубчатому корпусу предусмотрена дополнительная труба. В этом случае проходной канал для потока образован между трубчатым корпусом и дополнительной трубой. Дополнительная труба может быть выполнена по диаметру как меньше, так и больше, чем трубчатый корпус.

По меньшей мере одно впускное отверстие трубчатого купола предпочтительно расположено за пределами сборника буровой мелочи, в частности над ним. За счет этого достигается поступление во впускное отверстие текучей среды, по существу свободной от буровой мелочи. Соответствующим образом по меньшей мере на одном пропускном отверстии может быть также предусмотрен фильтр, затрудняющий проход буровой мелочи.

В особенно предпочтительном примере выполнения изобретения подъем и опускание бурового оборудования для создания подъемного движения бурового устройства для бурения с промывкой в процессе бурения может производиться автоматически в функции времени или выполняться оператором. Вращение бурового оборудования во время подъема и опускания может по выбору либо продолжаться, либо останавливаться.

Буровая установка по изобретению содержит мачту и подвижно установленную на ней направляемую буровую штангу с буровым устройством и приводом, посредством которого буровая штанга может приводиться во вращение, и характеризуется тем, что буровое устройство выполнено в виде описанного выше бурового устройства для бурения с промывкой.

Перечень фигур чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертежах:

фиг.1 схематично изображает на виде сбоку с частичным разрезом буровое устройство для бурения с промывкой в первом примере выполнения в положении с открытым затвором,

фиг.2 схематично изображает на виде сбоку с частичным разрезом буровое устройство для бурения с промывкой по фиг.1 с закрытым затвором,

фиг.3 схематично изображает в продольном разрезе буровое устройство для бурения с промывкой в другом примере выполнения, снабженное куполом, который может задвигаться в трубчатый корпус и выдвигаться из него,

фиг.4 схематично изображает в продольном разрезе буровое устройство для бурения с промывкой в следующем примере выполнения с выдвигающимся и задвигающимся куполом, на нижней стороне которого расположен поршневой фланец.

Осуществление изобретения

На фиг.1 и 2 показано буровое устройство 10 для бурения с промывкой в первом примере выполнения. Буровое устройство содержит трубчатый корпус или обсадную трубу 15, на нижнем конце которой расположена буровая коронка 8, образующая область 17 разработки массива. В представленном примере выполнения буровая коронка 8 содержит пять шарошечных буровых инструментов 18, расположенных в буровой коронке 8 по кольцу.

На своей верхней стороне трубчатый корпус 15 закрыт круглой крышкой 11. В центральной части крышки 11 расположен купол 20. Купол 20 выполнен цилиндрическим по форме и своей нижней частью проходит через крышку 11 во внутреннюю полость 3 бурового устройства 10 для бурения с промывкой. На верхней стороне купола 20 имеется соединительное устройство 28 для жесткого соединения с буровой штангой, не показанной на чертежах.

Сверху на крышке 11 расположен сборник 6 для приема разработанной буровой мелочи. Сборник 6 образован между крышкой 11, куполом 20 и цилиндрической продолжающей обечайкой 16 трубчатого корпуса 15 и имеет круглое кольцевое поперечное сечение. Сбоку в куполе 20 предусмотрено впускное отверстие 21 по существу прямоугольной формы. Впускное отверстие 21, через которое текучая среда может проходить в купол 20 и далее во внутреннюю полость 3 бурового устройства 10 для бурения с промывкой, расположено над сборником 6.

На нижней стороне купола 20 предусмотрен клапан или затвор 25, показанный на фиг.1 в открытом, а на фиг.2 в закрытом положении. Затвор 25 выполнен по принципу обратного клапана. Он пропускает поток текучей среды от купола 20 во внутреннюю полость 3 и отсекает обратный поток текучей среды. Для этой цели затвор 25 выполнен в виде круглой пластины, прикрепленной одной своей стороной к куполу 20 с помощью шарнира 26. В закрытом положении затвора 25 нижняя сторона купола 20 полностью закрыта, а в своем открытом положении затвор 25 расположен наклонно во внутренней полости 3 бурового устройства 10 для бурения с промывкой. Сверху затвор 25 снабжен плавучим корпусом 24.

Буровое устройство по фиг.1 и 2 выполнено таким образом, чтобы создавать поток текучей среды для транспортирования буровой мелочи из области 17 разработки в сборник 6 при подъемном движении бурового устройства 10 для бурения с промывкой в продольном направлении трубчатого корпуса 15. При этом внутренняя полость 3 бурового устройства 10 для бурения с промывкой образует рабочую полость устройства, элементы которого обеспечивают насосное действие на промывочную среду. Входящий во внутреннюю полость 3 буровой керн (не показан) действует как поршневой элемент, вызывающий изменение объема внутренней полости 3, заполненной текучей средой.

При подъеме бурового устройства 10 для бурения с промывкой в продольном направлении трубчатого корпуса 15 не показанный здесь буровой керн вытягивается из внутренней полости 3. При этом вследствие падения давления во внутренней полости 3 затвор 25 открывается, и текучая среда проходит через впускное отверстие 21 в купол 20 и далее во внутреннюю полость 3. При последующем опускании бурового устройства 10 для бурения с промывкой не показанный здесь буровой керн вновь входит во внутреннюю полость 3, повышая в ней давление текучей среды. При этом затвор 25 закрывается. Текучая среда, вытесняемая из внутренней полости 3 при входе бурового керна, протекает вокруг него к буровой коронке 8 и транспортирует буровую мелочь вдоль трубчатого корпуса 15 в сборник 6.

Следующие примеры выполнения бурового устройства 10 для бурения с промывкой показаны на фиг.3 и 4. Одинаковые компоненты устройства обозначены теми же позициями, что и на фиг.1 и 2, и не будут снова подробно описаны. Буровое устройство в примере выполнения по фиг.3 отличается от уже описанного тем, что купол 20 может задвигаться или втягиваться во внутреннюю полость 3 бурового устройства 10 для бурения с промывкой и выдвигаться из нее. Для этого в центральной части крышки 11 расположена резьбовая втулка 36. Резьбовая втулка 36 снабжена внутренней винтовой резьбой, взаимодействующей с резьбой на наружной поверхности купола 20. За счет вращения купола 20 относительно крышки 11 и трубчатого корпуса 15 он может перемещаться относительно крышки 11 в продольном направлении трубчатого корпуса 15. При этом движение купола 20 внутрь ограничивается верхним кольцевым упором 37, а его выдвижение - нижним кольцевым упором 38. Вращение купола 20 обеспечивается с помощью не показанной здесь буровой штанги, которая жестко соединена с куполом 20 посредством устройства 28 соединения с буровой штангой.

В примере выполнения бурового устройства 10 для бурения с промывкой по фиг.3 изменение объема рабочей полости, расположенной во внутренней полости 3, а следовательно, и насосное действие текучей среды, достигаются посредством вращательного движения буровой штанги, не показанной на чертежах. При этом купол 20 с затвором 25 действует как поршневой элемент.

В примере выполнения по фиг.4 буровое устройство 10 для бурения с промывкой отличается от показанного на фиг.3 тем, что на нижней стороне купола 20 расположен круглый кольцевой поршневой фланец 31. Внутренний периметр кольцевого поршневого фланца 31 соответствует наружному периметру цилиндрического купола 20. На наружном периметре кольцевого поршневого фланца 31 расположен цилиндрический кольцевой элемент 32, прилегающий к цилиндрической внутренней трубе 14. При этом внутренняя труба 14 расположена внутри трубчатого корпуса 15 концентрично ему. В примере выполнения по фиг.4 не предусмотрен нижний упор 38, так как эту функцию выполняет поршневой фланец 31.

В примере выполнения по фиг.4 внутренняя полость 3 образована внутри трубы 14. Вращение купола 20 относительно трубчатого корпуса 15 в зависимости от его направления вызывает движение вверх или вниз купола 20 и расположенного на нем кольцевого поршневого фланца 31 относительно внутренней полости 3, в результате чего изменяется объем рабочей полости и обеспечивается насосное действие. Между внутренней трубой 14 и трубчатым корпусом 15 образован проходной канал для потока текучей среды с буровой мелочью, создаваемого в направлении от области 17 разработки к сборнику 6.

Claims (13)

1. Буровое устройство (10) для бурения с промывкой, содержащее область (17) разработки для разработки грунта и сборник (6) для приема разработанной буровой мелочи, а также устройство, элементы которого обеспечивают насосное действие на промывочную среду, с помощью которого текучая среда из области заполнения скважины может быть преобразована в поток, посредством которого разработанная буровая мелочь может транспортироваться в сборник (6), отличающееся тем, что оно содержит трубчатый корпус (15), на котором расположены снизу буровая коронка (8), а сверху крышка (11) по меньшей мере с одним пропускным устройством для прохода текучей среды, причем крышка (11) и трубчатый корпус (15) окружают внутреннюю полость (3), сборник (6) для приема буровой мелочи расположен на верхней стороне крышки (11), а пропускное устройство снабжено клапанным устройством, которое допускает проход через пропускное устройство потока текучей среды, направленного во внутреннюю полость (3), а при противоположно направленном потоке текучей среды запирает пропускное устройство.

2. Буровое устройство по п.1, отличающееся тем, что пропускное устройство снабжено куполом (20) трубчатой формы.

3. Буровое устройство по п.2, отличающееся тем, что трубчатый купол (20) снабжен по меньшей мере одним впускным отверстием (21), в частности расположенным сбоку.

4. Буровое устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что трубчатый купол (20) расположен на крышке (11) коаксиально трубчатому корпусу (15), а на верхней стороне купола (20) предусмотрено устройство (28) для соединения с буровой штангой.

5. Буровое устройство по п.1, отличающееся тем, что клапанное устройство содержит затвор (25), приводимый в действие пружиной и/или плавучим корпусом.

6. Буровое устройство по пп.2, 3 или 5, отличающееся тем, что клапанное устройство предусмотрено в поперечном сечении купола (20), предпочтительно на нижней стороне купола (20).

7. Буровое устройство по п.4, отличающееся тем, что устройство (28) соединения с буровой штангой снабжено поршневым элементом, в частности, выполненным с возможностью перемещения в куполе (20) посредством вращения буровой штанги.

8. Буровое устройство по п.4 или 7, отличающееся тем, что купол (20) выполнен с возможностью заглубления в трубчатый корпус (15) и выдвижения из него посредством вращения буровой штанги.

9. Буровое устройство по п.8, отличающееся тем, что на нижней стороне купола (20) предусмотрен поршневой фланец (31), причем его наружный профиль соответствует внутреннему профилю трубчатого корпуса (15).

10. Способ проходки скважины в грунте, при котором используют буровое устройство (10) для бурения с промывкой с областью (17) разработки для изготовления или развития скважины, причем скважину по меньшей мере частично заполняют текучей средой с образованием в скважине области заполнения и область (17) разработки по меньшей мере периодически промывают текучей средой, которая отводит разработанную в области (17) разработки буровую мелочь в сборник (6), расположенный в скважине, отличающийся тем, что буровое устройство (10) выполнено в соответствии с любым из пп.1-9.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что для получения скважины в грунте вначале производят бурение способом сухого бурения посредством бурового устройства для сухого бурения и, в особенности, при достижении породы более высокой твердости удаляют буровое устройство для сухого бурения из скважины, затем скважину по меньшей мере частично заполняют текучей средой и далее производят бурение посредством бурового устройства для бурения с промывкой с выполнением способа бурения с промывкой.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что буровое устройство для сухого бурения и буровое устройство (10) для бурения с промывкой приводятся с помощью буровой штанги, на которой буровое устройство для сухого бурения и буровое устройство (10) для бурения с промывкой устанавливают с возможностью замены.

13. Буровая установка, содержащая мачту и подвижно установленную на ней направляемую буровую штангу с буровым устройством и приводом, посредством которого буровая штанга может приводиться во вращение, отличающаяся тем, что буровое устройство выполнено в виде бурового устройства (10) для бурения с промывкой по любому из пп.1-9.

Images