ИНЕРЦИОННЫЙ РАСШИРИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к устройствам для бурения котловых полостей в скважинах при отбойке массовыми взрывами.

Известно устройство для уширения скважины, содержащее буровую трубу с шарнирно закрепленным рабочим органом с породоразрушающими элементами, оно снабжено зачистными скребками, шарнирно закрепленными на буровой трубе, при этом рабочие органы и зачистные скребки установлены с возможностью фиксации раскрытия при помощи упоров, установленных с возможностью взаимодействия с буровой трубой. [1] . Недостатком этого устройства является невозможность одновременного формирования уширений скважины во многих ее местах, дополнительно установлены упоры для фиксации раскрытия зачистных скребков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является расширитель скважин, включающий корпус, рабочие органы с породоразрушающими элементами на боковой поверхности, шарнирно установленные на корпусе, и ограничитель поворота рабочих органов, каждый рабочий орган выполнен в виде набора пластин, одна из которых подпружинена относительно корпуса, и ограничитель ее поворота выполнен на корпусе, а каждая из других подпружинена относительно соседней пластины, и ограничитель поворота выполнен на соседней пластине, при этом рабочий орган снабжен дополнительными породоразрушающими элементами, размещенными на нижних торцах пластин. [2]. Недостатком этого устройства является сложность конструкции, трудность изготовления и невозможность одновременного формирования котловых полостей во многих местах скважины.

Целью изобретения является повышение производительности за счет формирования котловых полостей одновременно ярусами по длине скважины и упрощение конструкции.

Достигается это тем, что инерционный расширитель, включающий привод со шпинделем, корпус и шарнирно закрепленные на корпусе рабочие органы с породоразрушающими элементами, он снабжен закрепленным на шпинделе гибким элементом, установленными на гибком элементе ярусообразно дополнительными корпусами с рабочими органами и цепью сигнализации с установленными в ней контактами, неподвижные из которых размещены на корпусах, а подвижные - на рабочих органах, которые выполнены в виде стержней с установленными на них роликовыми шарошками.

Снабжение инерционных стержней роликовыми шарошками и их комплексы (рабочие органы, корпус, устройство сигнализации) ярусами размещены на гибком валу, который под действием усилия электродвигателя лебедки равномерно перемещается по скважине поступательно-возвратно (вверх-вниз) и способствует формированию продольных котловых полостей по скважине.

На фиг. 1 изображен продольный разрез по скважине и устройству; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 (вид на крепление корпуса к канату и подвески инерционных стержней к корпусу).

Инерционный расширитель содержит комплексы, которые в отдельности представляют корпус, состоящий из двух половин 1 и 2, скрепленных болтами 3, зажимающих гибкий вал (канат) 4, и рабочими органами, выполненными в форме инерционных стержней 5, закрепленных в прорезях 6 корпуса на оси 7. Стержни снабжены породоразрушающими элементами (роликовыми шарошками) 8 с фиксацией их на стержнях 5 шайбой с гайкой 9. При этом на контакте с гайкой шарошки 8 имеют торцовое углубление 10 для шайбы с гайкой 9. На корпусе 1 установлен датчик, который представляет две металлические пластины, размещенные диаметрально в резиновой трубке 11, одна из которых соединена с проводом положительной клеммы, другая - с отрицательной клеммой. Электрокабель сигнальный проложен вдоль гибкого вала 4. Над проушиной закрепляется выступ 12. Конец каната 4, на котором установлены породоразрушающие комплексы, на расстоянии по высоте, определяемом параметрами котловых полостей под ВВ, закреплен в шпинделе 13 зажимающей гайкой 14 по конусной резьбе 15 с торца шпинделя 13, аналогично скреплен вал 16 ротора электродвигателя 17 со шпинделем гайкой 18. Шпиндель 13 имеет диск-выступ 19, расположенный над опорным подшипником 20, корпус которого имеет выступы 21, расположенные в пазах направляющих швеллеров 22 и соединенные канатом 23 через блок 24 с ребордой 25 лебедки 26.

Инерционный расширитель работает следующим образом. Над пробуренной скважиной 27 диаметром 200-250 мм подвешивают блок 24, устанавливают лебедку 26 (барабан с электродвигателем). С барабана лебедки путем раскручивания спускают в скважину канат вместе с сигнальным электрокабелем и последовательно через заданные интервалы расстояния (определяется параметрами БВР) устанавливают на канат комплексы (корпус, рабочие органы с породоразрушающими элементами и сигнальное устройство) путем скрепления половин корпуса болтами и подсоединения сигнального устройства. Конец каната, который предварительно соединен тросом с барабаном лебедки для спуска и подъема его, заводят в шпиндель 13 и закрепляют гайкой 14, аналогично вал ротора 16 закрепляют в шпинделе гайкой 18, прикрепляют канат 23 к выступам 21 корпуса опорного подшипника 20 и запускают электродвигатель 17, который раскручивает шпиндель с канатом и породоразрушающими комплексами. Инерционные стержни 5 под действием центробежных сил от вращения принуждают роликовыми шарошками формировать круговую полость и в то же время при пуске лебедки 26 канат 4 производит равномерный спуск и подъем по скважине. В этом случае шарошки формируют емкость в течение длительного времени. При отклонении инерционных стержней на заданный угол (т.е. сформируется полость) контакты пластин в датчике 11, находящиеся на поверхности корпуса (подвески), под действием выступа на проушине стержня замкнутся и сигнал поступит на пульт управления в виде света или звука и отключения электродвигателей.

Использование: в горном деле при расширении скважин различного назначения. Сущность изобретения: расширитель содержит привод вращения со шпинделем и шарнирно закрепленные на корпусе рабочие органы с породоразрушающими элементами. Для повышения производительности расширитель снабжен закрепленным на шпинделе гибким элементом, установленными ярусообразно на гибком элементе дополнительными корпусами с рабочими органами и цепью сигнализации с установленными в ней контактами. Неподвижные контакты размещены на корпусах, а подвижные - на рабочих органах, которые выполнены в виде стержней с установленными на них роликовыми шарошками. 2 ил.

ИНЕРЦИОННЫЙ РАСШИРИТЕЛЬ, включающий привод вращения со шпинделем, корпус и шарнирно закрепленные на корпусе рабочие органы с породоразрушающими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен закрепленным на шпинделе гибким элементом, установленным на гибком элементе ярусообразно дополнительными корпусами с рабочими органами и цепью сигнализации с установленными в нем контактами, неподвижные из которых размещены на корпусах, а подвижные - на рабочих органах, которые выполнены в виде стержней с установленными на них роликовыми шарошками.