ШАРОШЕЧНЫЙ КАЛИБРАТОР Российский патент 2008 года по МПК E21B10/30 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, предназначенным для сохранения диаметра скважин в процессе всего времени работы породоразрушающего инструмента.

Известен шарошечный расширитель, содержащий полый корпус и установленные на нем посредством эксцентричных втулок цилиндрические шарошки (см. авт.св. №588334, кл. Е21В 10/30, 1975 г.).

Недостатком этого расширителя является сравнительно быстрый износ фиксирующих втулок, что приводит к провороту шарошек совместно с втулками и нарушению схемы их установки. Это значительно снижает эффективность работы расширителя.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является шарошечный калибратор, содержащий полый корпус с несколькими эксцентричными цапфами, на которых посредством конических эксцентричных втулок, меньшие основания которых обращены в противоположные стороны, установлены смещенные в плане одна относительно другой шарошки с породоразрушающими элементами (см. авт.св. СССР №462015, кл. Е21В 10/30, 1975 г.).

К недостатку данного калибратора следует отнести сложность точной установки шарошек, особенно в полевых условиях, для получения заданного диаметра калибратора. Это увеличивает непроизводительные затраты времени. Не точная же установка шарошек может привести к аномальному износу их рабочих элементов, а также к изменению диаметра калибратора, а следовательно, и скважины, что резко снижает ресурс работы как самого калибратора, так и используемого с ним породоразрушающего инструмента. Сложность точной установки шарошек связана с тем, что для центровки калибратора шарошки его должны располагаться точно по линии максимального эксцентриситета, что в полевых условиях трудно выдержать. Если же шарошки расположены не по линии максимального эксцентриситета, то это ведет к уменьшению диаметра калибратора, а следовательно, к сужению диаметра скважины, что недопустимо.

Все это в целом снижает эффективность работы калибратора.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы калибратора при одновременном упрощении монтажа шарошек и повышении точности их установки.

Для достижения указанного технического результата в шарошечном калибраторе, содержащем полый корпус с несколькими эксцентричными цапфами, на которых посредством конических эксцентричных втулок с буртами, меньшие основания которых обращены в противоположные стороны, установлены смещенные в плане одна относительно другой шарошки с породоразрушающими элементами, согласно изобретению, втулки жестко соединены между собой фиксаторами, при этом фиксаторы установлены в пазах, выполненных на наружной поверхности буртов втулок.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что бурты втулок выполнены в поперечном сечении с диаметрально расположенными гранеными участками, при этом пазы под фиксаторы выполнены на кольцевых участках буртов втулок, а фиксаторы соединены с буртами втулок разъемно.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид калибратора в продольном разрезе; на фиг.2 и 3 - сечения А-А и Б-Б на фиг.1.

Калибратор содержит полый корпус 1 с двумя эксцентричными цапфами 2 конической формы, смещенными в плане относительно главной оси О-О на 180°. На этих цапфах 2 установлены конические эксцентричные втулки 3 с буртами 4, имеющими в поперечном сечении диаметрально расположенные граненые участки 9. Конические втулки 3 обращены своими меньшими основаниями в противоположные стороны. На втулках 3 установлены шарошки 5 с породоразрушающими элементами 6, например твердосплавными зубками или алмазами, выбираемыми в зависимости от физико-механических свойств разбуриваемых пород. Наибольший наружный диаметр буртов 4 втулок 3 должен быть больше максимального наружного диаметра корпуса 1 для установки фиксаторов 8. Фиксаторы 8 расположены в специальных пазах 7, выполненных на кольцевой поверхности буртов 4 между гранеными участками 9. Фиксаторы 8 соединяют втулки 3 между собой с возможностью передачи крутящего момента от одной втулки к другой. Шарошки 5 и втулки 3 крепятся на корпусе 1 любым известным способом, например посредством гаек 11 с шайбами 10.

Монтаж калибратора осуществляется следующим образом. Шарошки 5 устанавливают на втулках 3, которые посредством гаек 9 и шайб 10 крепят на корпусе 1. При этом в исходном положении шарошки 5 устанавливают с угловым смещением в плане одна относительно другой и в плоскости нулевого эксцентриситета относительно корпуса 1. Последнее достигается тем, что утолщение стенки корпуса 1 и эксцентричных втулок 3 ориентируют в противоположные стороны. При износе вооружения 6 шарошек 5 по диаметру восстановление диаметра калибратора достигается путем поворота втулок 3 относительно эксцентричных цапф 2 корпуса 1. При этом, благодаря соединению втулок 3 между собой фиксаторами 8, поворот одной втулки 3 автоматически приводит к повороту и другой втулки, сохраняя заданное относительное положение их, которое гарантирует сохранение заданного диаметра калибратора. При износе отдельных рабочих секторов шарошек 3 восстановление диаметра калибратора осуществляется поворотом только шарошек 5. При этом сначала снимают фиксаторы 8, а после установки шарошек 5 в нужном положении втулки 3 соединяют между собой посредством фиксаторов 8, для которых предусмотрены дополнительные пазы 7 на кольцевых участках буртов 4.

В процессе бурения шарошки 5 калибратора обрабатывают стенки скважины, препятствуя уменьшению ее диаметра. По мере износа породоразрушающих элементов 6 шарошек 2 после каждого подъема осуществляется поворот шарошек 5 в плане в сторону максимального эксцентриситета и их фиксация гайками 9. При установке втулок 3 в плоскости максимального эксцентриситета породоразрушающий инструмент отрабатывается заданное время, после чего он вместе с калибратором поднимается на поверхность, и у калибратора заменяются изношенные шарошки 5 новыми.

Применение данного калибратора позволяет максимально использовать ресурс его шарошек 5 и тем самым повысить эффективность работы устройства в целом при одновременном упрощении монтажа шарошек.

Изобретение относится к буровому породоразрушающему инструменту, а именно к шарошечным калибраторам. Техническим результатом является повышение эффективности работы калибратора за счет максимального использования ресурса работы вооружения шарошек. Предложенный калибратор содержит полый корпус с несколькими эксцентричными цапфами, на которых посредством конических эксцентричных втулок, меньшие основания которых обращены в противоположные стороны, установлены смещенные в плане одна относительно другой шарошки с породоразрушающими элементами. Особенностью калибратора является то, что втулки жестко соединены между собой фиксаторами, при этом фиксаторы установлены в пазах, выполненных на наружной поверхности буртов втулок. Бурты втулок выполнены с диаметрально расположенными гранеными участками, при этом пазы под фиксаторы выполнены на кольцевых участках буртов втулок, соединенных с фиксаторами разъемно. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Шарошечный калибратор, содержащий полый корпус с несколькими эксцентричными цапфами, на которых посредством конических эксцентричных втулок с буртами, меньшие основания которых обращены в противоположные стороны, установлены смещенные в плане одна относительно другой шарошки с породоразрушающими элементами, отличающийся тем, что втулки жестко соединены между собой фиксаторами, при этом фиксаторы установлены в пазах, выполненных на наружной поверхности буртов втулок.2. Шарошечный калибратор по п.1, отличающийся тем, что бурты втулок выполнены с диаметрально расположенными гранеными участками, при этом пазы под фиксаторы выполнены на кольцевых участках буртов втулок.3. Шарошечный калибратор по п.1, отличающийся тем, что фиксаторы соединены с буртами втулок разъемно.