БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1994 года по МПК E21B10/26 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к буровым инструментам с породоразрушающими элементами для проходки скважин.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус и контактирующие со стенкой скважины породоразрушающие элементы, смонтированные на валиках, концы которых закреплены в крепежных узлах корпуса и оси которых лежат в плоскости, проходящей через центральную ось инструмента.

Такой буровой инструмент имеет низкую стойкость опор на валиках, которые быстро изнашиваются в результате большой частоты вращения породоразрушающих элементов (элемент совершает 2-3 оборота за один оборот инструмента, в зависимости от соотношения их диаметров). Кроме того, трудно собрать такой инструмент без значительных отклонений выходных параметров (диаметр, биение, разновысотность).

Известен буровой инструмент, содержащий корпус и контактирующие со стенкой скважины породоразрушающие элементы, смонтированные на валиках, расположенных тангенциально к окружности инструмента и концы которых закреплены в крепежных узлах корпуса.

Такой инструмент обладает большей стойкостью опоры в контакте валика-элемента, т.к. частота вращения последнего меньше. Но у такого инструмента отклонения выходных параметров еще больше, что уменьшает его работоспособность и снижает эффективность бурения.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус и контактирующие со стенкой скважины породоразрушающие элементы, смонтированные с эксцентриситетом относительно крепежных узлов корпуса на валиках, расположенных тангенциально к окружности инструмента [1]. Недостатками описанного инструмента являются трудоемкость изготовления как опорных валиков с эксцентричными концами, так и корпуса, в котором два отверстия одного крепежного узла приходится делать разными для этих разных концов валика. Усложняется также и эксплуатация такого инструмента, опорные валики которого выполнены имеющими разные оси.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и облегчение эксплуатации инструмента.

Достигается это тем, что в буровом инструменте, содержащем корпус и контактирующие со стенкой скважины породоразрушающие элементы, смонтированные с эксцентриситетом относительно крепежных узлов корпуса на валиках, расположенных тангенциально к окружности инструмента, на концах валиков установлены втулки, и, кроме того, посадочные поверхности валика под породоразрушающие элементы и под втулки выполнены с единой осью и одного диаметра.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается тем, что на концах валиков установлены втулки, а также тем, что посадочные поверхности валика под породоразрушающие элементы и под втулки выполнены с единой осью и одного диаметра.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнительный анализ заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими известными решениями в данной области техники, не выявил в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что на концах валиков установлены втулки, позволяет путем некоторого поворота втулок в крепежных узлах корпуса за счет эксцентриситета устранить отклонение любого выходного параметра инструмента - убрать биение и разновысотность, установить элемент на требуемый точный диаметр, причем соосно с присоединительной резьбой. Кроме того, это отличие позволяет устранить угловое смещение валика с породоразрушающим элементом. Все это предотвращает биение инструмента, исключит неравномерный износ, увеличит работоспособность инструмента и повысит эффективность бурения. По сравнению с прототипом это снижает трудоемкость изготовления и облегчает эксплуатацию.

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что посадочные поверхности валика под породоразрушающие элементы и под втулки выполнены с единой осью и одного диаметра также, снижает трудоемкость изготовления.

С использованием заявленного технического решения может быть разработан ряд буровых инструментов - расширитель, калибратор, долото.

Таким образом, приведенные отличительные признаки обеспечивают достижение цели изобретения.

На фиг. 1 изображен общий вид инструмента; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Инструмент имеет корпус 1 с крепежными узлами 2, в отверстиях которых размещены втулки 3, в которых закреплены концы валиков 4. На валиках 4 смонтированы породоразрушающие элементы 5. Втулки 3 выполнены с эксцентриситетом наружной поверхности относительно внутренней благодаря тому, что эти поверхности выполнены относительно разных центров. При этом соответственно внутренний диаметр втулки 3 равен диаметру валика 4, а наружный - диаметру отверстий крепежных узлов 2 (с учетом допусков). Втулки фиксируют в выбранном угловом положении винтами (не показаны) либо сваркой, кернением и т. п. Может быть использован корпус долота, расширителя, калибратора или другого бурового инструмента.

Работа с буровым инструментом производится следующим образом. При сборке, переборке или подготовке инструмента к бурению замеряют его выходные параметры. При отклонении любого из них уменьшают или увеличивают эксцентриситет породоразрушающих элементов, поворачивая втулки 3 (естественно при этом поворачивается и валик 4) в крепежных узлах 2 корпуса 1, так, чтобы сделать разновысотность и смещение одинаковыми у всех породоразрушающих элементов 4 и диаметр инструмента привести к номинальному в пределах допусков. При повороте втулок 3 за счет эксцентриситета их наружной поверхности относительно внутренней породоразрушающие элементы 5 перемещаются вместе с валиком 4 вверх или вниз, внутрь или наружу, уменьшая или увеличивая диаметр инструмента и ликвидируя разновысотность и биение породоразрушающих элементов. После этого, как породоразрушающие элементы 5 выставлены на нужные размеры, втулки 3 фиксируют с помощью кернения, сварки или винтов в крепежных узлах 2 корпуса 1. Эту операцию делают как при первоначальной сборке, так и периодически в процессе работы, компенсируя износ.

По предлагаемому изобретению разработан шарошечный расширитель РАУ 393,7.

Техническим преимуществом предлагаемого бурового инструмента является повышение качества изделия благодаря исключению отклонений его выходных параметров (разновысотности, биения, диаметра), что повышает работоспособность бурового инструмента и в результате приводит к росту эффективности бурения, обеспечивая при этом снижение трудоемкости изготовления бурового инструмента и облегчение его эксплуатации.

Обществено-полезным преимуществом предлагаемого изобретения является сокращение затрат времени и средств на строительство скважин и стволов.

Использование: буровая техника, а именно буровые инструменты с породоразрушающими элементами для проводки скважин. Сущность: в буровом инструменте оси валиков 4, втулок 3 и крепежных узлов 2 корпуса 1 параллельны между собой. Втулки 3 имеют цилиндрическую наружную поверхность. Снижается трудоемкость изготовления и облегчается эксплуатация. Посадочные поверхности на валиках 4 под элементы 5 и втулки 3 выполнены одного диаметра. 2 ил.

БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий корпус и контактирующие со скважиной породоразрушающие элементы, смонтированные на расположенных тангенциально к окружности инструмента валиках, на концах которых установлены втулки, имеющие эксцентриситет наружной поверхности относительно внутренней и размещенные в крепежных узлах корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения точности сборки, посадочные поверхности валика под породоразрушающие элементы и под втулки выполнены одного диаметра.