РАСПОРНЫЙ УЗЕЛ КОЛОНКОВОГО НАБОРА Российский патент 2000 года по МПК E21B25/02 

Распорный узел колонкового набора относится к области горного дела и предназначен для бурения скважин со съемным породоразрушающим наконечником, спускаемым и извлекаемым через колонну бурильных труб.

Известен колонковый набор (авт. свид. СССР N 1515813, кл. E 21 B 24/05, 1988), в котором передача крутящего момента наконечнику (внутренней трубе) осуществляется за счет двух распорных узлов. При этом первый узел состоит из конической втулки, сочлененной с верхним концом внутренней трубы и снабженной продольными лысками под соответствующие поверхности распорных плашек, которые жестко связаны с пластинчатыми пружинами, и за счет этих пружин - со скользящей втулкой, имеющей посадочный бурт и головку. Второй узел представлен пилотной колонкой, также имеющей продольные лыски под соответствующие поверхности раздвижных секторов, и самими раздвижными секторами. При спуске такого колонкового набора в вертикальную скважину распорные плашки плотно прилегают к поверхности конической втулки и беспрепятственно проходят в обсадную колонну (или в направляющую трубу). Однако при спуске колонкового набора в наклонную скважину распорная плашка, которая окажется снизу (на "лежачем боку"), под действием собственного веса отклонится от конической втулки и зацепится за край направляющей трубы, что может привести к обрыву пластинчатых пружин.

Известен колонковый набор (авт. св. СССР N 1795077, кл. E 21 B 25/04, БИ N 6, 1993). Колонковый набор состоит из двух основных частей: внутренней и наружной. Внутренняя часть включает захватную головку, состоящую из муфты, снабженной захватным грибком, внутренним буртом, наружными буртами, между которыми помещена эластичная уплотняющая манжета. Нижняя часть муфты посредством пластинчатых пружин соединена с раздвижными породоразрушающими секторами. В состав колонкового набора входит распорный узел, состоящий из распора, на котором выполнены конические поверхности, на них размещены распорные плашки. Однако данный колонковый набор не свободен от недостатков. Здесь также при его спуске в наклонную скважину, нижняя распорная плашка (породоразрушающий сектор) может отклониться от конической поверхности распора. Это приведет к поломке плашки при вхождении колонкового набора в направляющую трубу. Таким образом, недостатком колонкового набора является возможность поломки пластинчатых пружин и обрыва распорных плашек при спуске колонкового набора в наклонную скважину.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение надежности работы колонкового набора.

Поставленная задача решается тем, что в распорном узле съемного колонкового набора, включающем распор с коническими поверхностями, распорные плашки, перемещающиеся по коническим плоскостям, дополнительно введен магнитный фиксатор, установленный в углублениях в верхней части конических плоскостей. При этом магнитный фиксатор может быть выполнен в виде кольца или нескольких точечных элементов.

На фиг. 1 изображен распорный узел колонкового набора при спуске в скважину, на фиг. 2 - в расклиненном положении. На фиг. 3 изображен распорный узел с кольцевым магнитным фиксатором. На фиг. 4 показан разрез по А-А.

На чертеже изображены: 1 - наружная (обсадная) труба; 2 - подвижная муфта колонкового набора с захватной головкой; 3 - распорные плашки; 4 - пластинчатые пружины, связывающие подвижную муфту с распорными плашками; 5 - распор; 6 - коническая поверхность; 7 - магнитный фиксатор, установленный в углубления в верхней части конической поверхности 6, который может быть выполнен в виде точечных элементов (фиг. 1,4) или в виде кольца (фиг. 3); 8 - верхний ограничительный бурт; 9 - нижний ограничительный бурт; 10 - колонковая труба с коронкой; 11 - овершот.

Порядок работы элементов распорного узла следующий. При спуске (фиг. 1) колонкового набора в скважину на овершоте 11 в наружную трубу 1 распор 5 опирается на верхний ограничительный бурт 8. Распорные плашки 3 по конической поверхности 6 смещаются к ее верхней части, где установлены точечные магнитные фиксаторы 7, и входят с ними в контакт. За счет действия магнитных сил плашки не могут отклониться от конической поверхности и при спуске колонкового набора, например, в наклонную скважину распорные плашки 3 все равно будут плотно прилегать к коническим поверхностям 6.

В рабочем положении (фиг. 2) при создании осевой нагрузки распор 5 под действием реакции зобоя, передаваемой на него через колонковую трубу 10, начнет перемещаться вверх. За счет этого перемещения распорные плашки 3 получат горизонтальное перемещение, выйдут из контакта с магнитным фиксатором 7 и займут свое положение под нижним торцом обсадной трубы.

Магнитный фиксатор может иметь разное конструктивное исполнение, которое конкретно определяется типом распорного узла съемного колонкового набора. Например, при наличии ударно-вращательных нагрузок (бурение по валунам) распорные плашки 3 целесообразнее устанавливать в пазах, выполненных в распоре 5. В этом случае распорные плашки 3 имеют строго вертикальное перемещение, т. е. защищены пазами от горизонтальных перемещений. При отсутствии ударно-вращательных нагрузок (бурение в однородных толщах горных породах) нет необходимости устанавливать распорные плашки 3 в специальных пазах. В этом случае, если распорные плашки 3 имеют возможность дополнительно перемещаться (обкатываться) относительно распора 5, то их верхнее положение не будет строго фиксированным, и тогда магнитный фиксатор 7 целесообразнее выполнять кольцевым. В этом случае распорные плашки 3 при любом их положении в верхней части распора 5 окажутся во взаимодействии с магнитным фиксатором 7 (фиг. 3).

Указанные отличительные признаки придают распорному узлу колонкового набора новое качество, заключающееся в повышении надежности его работы.

Таким образом предлагаемое исполнение распорного узла повышает надежность работы элементов колонковых съемных наборов и применимо при их разном конструктивном исполнении.

Изобретение относится к горному делу, конкретно к колонковым наборам со съемными керноприемниками и породоразрушающим инструментом. Распорный узел включает распор с коническими поверхностями. По коническим поверхностям перемещаются распорные плашки. В верхней части конических поверхностей имеются углубления. В углублениях расположены магнитные фиксаторы. В различных вариантах магнитные фиксаторы могут быть выполнены в виде кольца или в виде нескольких точечных элементов. Распорные плашки при любом их положении в верхней части распора находятся во взаимодействии с магнитным фиксатором. Изобретение позволяет увеличить надежность, эффективность и работоспособность распорных узлов съемных колонковых наборов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Распорный узел колонкового набора, включающий распор с коническими поверхностями, распорные плашки, перемещающиеся по коническим поверхностям, отличающийся тем, что он снабжен магнитным фиксатором, установленным в углублениях в верхней части конических поверхностей. 2. Распорный узел по п.1, отличающийся тем, что магнитный фиксатор выполнен в виде кольца. 3. Распорный узел по п.1, отличающийся тем, что магнитный фиксатор выполнен в виде нескольких точечных элементов.