Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к узлу бурового долота для ударных бурильных инструментов с приводом от текучей среды. В частности, изобретение рассматривает компоновку бурового долота для применения с погружными ударниками.
Уровень техники
Обычные погружные ударники и ударные бурильные инструменты с приводом от текучей среды, как правило, содержат наружный цилиндр или наружный протектор, в котором смонтирован внутренний цилиндр, который в свою очередь взаимодействует с задним узлом головной части. Скользящий, возвратно-поступательно движущийся поршень работает совместно с внутренним цилиндром и задним узлом головной части, при этом, когда давление воздуха подают через задний узел головной части, поршень производит ударное действие на буровом долоте, фиксируемом в патроне, свинченном с нижней частью наружного протектора. Хвостовик долота выполнен снаружи с множеством проходящих в осевом направлении шлицов, которые разнесены по окружности хвостовика долота. Шлицы на долоте сцепляются с комплементарными шлицами, выполненными на внутренней поверхности стенки патрона, с возможностью скольжения в них для передачи вращательного привода с патрона на долото.
В традиционных устройствах для фиксации долота в патроне может быть предусмотрено фиксирующее долото кольцо, которое сидит выше патрона и взаимодействует с кольцевым заплечиком на долоте. В альтернативных устройствах участок фиксирующего долото кольца, выполненного с возможностью зацепления фиксирующего заплечика для фиксации долота в узле, расположен в патроне. Обычно фиксирующее долото кольцо обеспечено в виде двух половин, фиксируемых вместе кольцом круглого сечения.
В каждом из данных существующих устройств удаление долота из узла требует вывинчивания патрона из наружного протектора, чтобы долото можно было удалить из патрона. Когда патрон вывинчивается из наружного протектора, фиксирующее долото кольцо снимают, и долото выпадает. Затем новое долото помещают внутрь патрона, фиксирующее долото кольцо помещают на конец патрона, чтобы оно сцепилось с заплечиком или хвостовыми шлицами на хвостовике долота, и кольцо круглого сечения помещают на фиксирующее долото кольцо для удержания их вместе. Данный узел затем повторно прикрепляют к ударнику, ввинчивая патрон в протектор. Недостаток данного устройства состоит в том, что вывинчивание патрона из ударника занимает много времени. Погружные ударники обычно разрабатывают такими, чтобы свинчиваемое резьбовое соединение между патроном и протектором затягивалось во время бурения. Открепление резьбы для замены долота может быть трудным вследствие чрезвычайно высокого крутящего момента, применяемого для затягивания соединения до бурения и во время бурения, и может требовать специального открепляющего оборудования. В грунтах с агрессивной средой может возникать необходимость снимать долото много раз за время эксплуатации ударника для замены или переточки. Кроме того, буровикам часто платят за метр проходки, и время, затраченное на замену буровых долот сокращает время, которое можно использовать для бурения.
Поэтому требуется создание узла бурового долота, из которого долото можно снимать без вывинчивания патрона из протектора. Одно такое устройство предложено в ирландском патенте S87041, где фиксирующая муфта смонтирована снаружи на патроне. Фиксирующая муфта может перемещаться между бурильным положением, в котором долото и патрон удерживаются в первой относительной ориентации, и положением снятия долота, в котором долото может поворачиваться относительно патрона во вторую относительную ориентацию, в которой долото можно удалить из патрона. Вместе с тем, могут возникать вопросы в связи с промывкой фиксирующей муфты, и поэтому требуется создание более простой и более прочной конструкции.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к узлу бурового долота для ударных бурильных инструментов с приводом от текучей среды, содержащему:
долото ударного бурения, имеющее головную часть, выполненную с проходящим в осевом направлении хвостовиком, первое множество проходящих в осевом направлении шлицов на хвостовике, сцепляющихся с возможностью скольжения с первым множеством комплементарных шлицов, выполненных внутри приводного патрона, при этом вращательный привод от патрона может передаваться на хвостовик; и
средство сцепления на патроне, приспособленное для соединения патрона с приводным средством ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды; и
при этом, во время бурения, долото и патрон удерживаются в первой относительной ориентации, в которой долото фиксируется в патроне, и долото может перемещаться в осевом направлении относительно патрона в положение снятия долота, в котором долото может поворачиваться относительно патрона во вторую относительную ориентацию, в которой долото можно удалить из патрона, и при этом долото может перемещаться в положение снятия долота, когда патрон полностью сцеплен с приводным средством, то есть, когда патрон находится в своем рабочем положении.
Положение снятия долота может представлять собой положение в осевом направление, или ряд положений в осевом направлении, в которых долото может поворачиваться относительно патрона.
Преимущество данного устройства состоит в том, что поскольку долото может перемещаться в осевом направлении в положение снятия долота, когда патрон находится в своем рабочем положении, то есть, не требуется отсоединения средства сцепления на патроне от ударного бурильного инструмента, долото можно удалить из узла бурового долота без вывинчивания патрона из протектора. Данное увеличивает возможную скорость замены буровых долот, при этом максимизируют чистое время бурения. Специальное раскрепляющее оборудование для снятия или замены долота также не требуется. Поскольку отдельная фиксирующая муфта не требуется для удержания долота и патрона в первой относительной ориентации, вопросы, связанные с промывкой такой фиксирующей муфты снимаются.
Узел бурового долота может дополнительно содержать установочное средство на долоте, сцепляющееся с комплементарным установочным средством на патроне для предотвращения поворота долота относительно патрона, так что долото и патрон удерживаются в первой относительной ориентации, в которой долото фиксируется в патроне, и при этом в положении снятия долота установочное средство отцепляется от комплементарного средства сцепления, так что долото может поворачиваться относительно патрона во вторую относительную ориентацию.
Комплементарное установочное средство может содержать набор проходящих в осевом направлении установочных шлицов, выполненных внутри патрона на его переднем конце, и установочное средство может содержать один или несколько наборов проходящих в осевом направлении установочных шлицов, выполненных на переднем конце хвостовика долота, так что установочные шлицы на патроне могут сцепляться с по меньшей мере одним из наборов установочных шлицов на хвостовике долота для фиксации долота и патрона в первой относительной ориентации. В положении снятия долота установочные шлицы на патроне отцепляются от одного или нескольких наборов установочных шлицов на хвостовике долота для обеспечения поворота долота относительно патрона во вторую относительную ориентацию.
Окружной участок хвостовика долота, соответствующий в осевом направлении длине по меньшей мере одного из установочных шлицов на патроне и расположенный смежно с одним или несколькими наборами установочных шлицов, может не иметь шлицов, и в положении снятия долота установочные шлицы на патроне могут совмещаться с не имеющим шлицов участком хвостовика долота для обеспечения поворота долота относительно патрона. Положение снятия поэтому определяется надлежащим размещением не имеющего шлицов участка хвостовика долота во время разработки узла бурового долота. Преимущество данного устройства состоит в том, что положение снятия может быть выбрано так, что самопроизвольное перемещение долота в положение снятия долота во время бурения является маловероятным.
Соответственно, когда долото и патрон находятся в первой относительной ориентации, фиксирующее долото средство на долоте сцепляется с комплементарным фиксирующим долото средством на патроне для фиксации долота в патроне, и когда долото и патрон находятся во второй относительной ориентации, фиксирующее долото средство отцепляется от комплементарного фиксирующего долото средства для обеспечения удаления долота из патрона.
Узел бурового долота может содержать по меньшей мере один фиксирующий шлиц на заднем конце хвостовика долота, при этом когда долото и патрон находятся в первой относительной ориентации, такой или каждый фиксирующий шлиц выполнен с возможностью зацепления заднего конца соответствующего одного из первых комплементарных шлицов, выполненных внутри патрона, для фиксации долота в патроне. По меньшей мере один фиксирующий шлиц может таким образом представлять собой фиксирующее долото средство.
Когда долото и патрон находятся во второй относительной ориентации, по меньшей мере один фиксирующий шлиц может смещаться от комплементарных шлицов, выполненных внутри патрона, для обеспечения долоту удаления из патрона. По меньшей мере одна кромка по меньшей мере одного фиксирующего шлица может радиально смещаться от соответствующей кромки соответствующего одного из первого множества шлицов на хвостовике долота.
Узел бурового долота может дополнительно содержать втулку установочного приспособления, расположенную сзади приводного патрона, при этом втулка установочного приспособления выполнена с возможностью зацепления по меньшей мере одного фиксирующего шлица для предотвращения поворота долота относительно втулки установочного приспособления, когда долото находится в положении снятия долота. Втулка установочного приспособления может содержать по меньшей мере один шлиц, выполненный внутри нее и может сцепляться с по меньшей мере одним фиксирующим шлицом на хвостовике долота для предотвращения поворота долота относительно втулки установочного приспособления, когда долото находится в положении снятия долота. Втулке установочного приспособления можно придать такие размеры, чтобы сила трения, связанная с плотным взаимным прилеганием наружной поверхности втулки установочного приспособления и внутренней поверхности протектора ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды предотвращала поворот втулки установочного приспособления относительно протектора во время нормальной работы ударника, при этом предотвращая поворот долота относительно патрона. Например, может быть обеспечена плотная переходная посадка, такая как установочная переходная посадка между втулкой установочного приспособления и протектором. Вместе с тем, долото может поворачиваться относительно патрона во вторую относительную ориентацию после приложения вращательного усилия между долотом и протектором достаточного для преодоления силы трения, связанной с плотным взаимным прилеганием втулки установочного приспособления и протектора ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды.
Вращательное усилие может быть приложено посредством ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды или вручную, с применением подходящего ручного инструмента. Например, в случае если положение снятия требует проталкивания ударника полностью в ударник, усилие может быть приложено посредством вдавливания ударника в грунт, при этом долото удерживается стационарным, и приведения в действие ударника в обратном направлении к направлению нормальной работы, чтобы обуславливать обратное вращение между втулкой установочного приспособления и протектором (и таким образом между долотом и патроном). В случае, если положение снятия является промежуточным между положением, где долото полностью выдвинуто и положением, в котором долото полностью проталкивается в ударник, вращательную силу можно прикладывать, применяя небольшое усилие обратное вращения к долоту при его вытягивании из ударника. Когда установочные шлицы на патроне отцепляются от установочных шлицов на хвостовике долота, более высокая сила может быть приложена к долоту для поворота долота и втулки установочного приспособления относительно протектора и патрона для перемещения долота и патрона во вторую относительную ориентацию.
Таким образом, если долото перемещается вдоль оси в положение снятия во время нормальный операции бурения, предотвращается поворот долота относительно втулки установочного приспособления. Поскольку втулка установочного приспособления посажена с плотным взаимным прилеганием в протектор, и таким образом вращательно фиксируется относительно протектора и патрона в условиях нормальной работы, данное означает, что поворот долота относительно патрона во вторую относительную ориентацию также предотвращается. Долото (и втулка установочного приспособления) могут поворачиваться только относительно протектора (и таким образом патрона) с приложением вращательного усилия достаточного для преодоления трения между втулкой установочного приспособления и протектором. Таким образом, случайный относительный поворот долота и патрона во вторую относительную ориентацию во время бурения (и таким образом случайное высвобождение долота из патрона) исключено.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен погружной ударник, содержащий окружающий цилиндрический наружный протектор, скользящий поршень, смонтированный для возвратно-поступательного перемещения в наружном протекторе для нанесения ударов по долоту ударного бурения узла бурового долота, расположенного на переднем конце наружного протектора, при этом узел бурового долота является компоновкой, описанной выше.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан разобранный узел бурового долота первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показано продольное сечение узла бурового долота фиг. 1.
На фиг. 3 показано продольное сечение узла бурового долота фиг. 1 в сборе, с долотом и патроном в первой относительной ориентации.
На фиг. 4 показано продольное сечение узла бурового долота фиг. 1 в сборе, с долотом в положении снятия долота.
На фиг. 5 показано поперечное сечение узла бурового долота фиг. 3, по линии AA, в котором буровое долото и патрон находятся в первой относительной ориентации, где фиксирующие шлицы сцеплены с шлицами, выполненными внутри патрона для фиксации долота в патроне.
На фиг. 6 показано поперечное сечение узла бурового долота фиг. 4 по линии AA, в котором долото находится в положении снятия долота, и буровое долото и патрон находятся во второй относительной ориентации, где фиксирующие шлицы на долоте отцеплены от шлицов, выполненных внутри патрона для обеспечения долоту удаления из патрона.
На фиг. 7 показано поперечное сечение узла бурового долота фиг. 4 по линии BB, в котором долото находится в положении снятия долота и шлицы на втулке установочного приспособления сцеплены с фиксирующими шлицами на долоте для предотвращения поворота долота относительно втулки установочного приспособления.
На фиг. 8 показан вид сбоку узла бурового долота второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 9 показан разобранный узел бурового долота третьего варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 10 показано продольное сечение узла бурового долота фиг. 9 в сборе, в котором установочные шлицы на патроне сцеплены с первым набором установочных шлицов на долоте.
На фиг. 11 показано продольное сечение узла бурового долота фиг. 9 в сборе, в котором установочные шлицы на патроне сцеплены с вторым набором установочных шлицов на долоте.
На фиг. 12 показано продольное сечение узла бурового долота фиг. 9 в сборе, где долото находится в положении снятия долота.
На фиг. 13 показано продольное сечение погружного ударного механизма, содержащего компоновку бурового долота показанную на фиг. 10.
На фиг. 14 показана часть продольного сечения погружного ударного механизма фиг. 13 с долотом в положении снятия долота.
Подробное описание чертежей
Первый вариант осуществления узла 1 бурового долота для ударных бурильных инструментов с приводом от текучей среды настоящего изобретения показан на фиг. 1-7.
Узел содержит долото 2 ударного бурения, имеющее головную часть 3, выполненную с проходящим в осевом направлении хвостовиком 4. Первое множество проходящих в осевом направлении шлицов 5, разнесенных по окружности хвостовика 4 долота, сцепляются с возможностью скольжения с первым множеством комплементарных шлицов 6, выполненных внутри приводного патрона 7, при этом вращательный привод с патрона может передаваться на хвостовик. Винтовая резьба 8, обеспеченная на патроне 7, приспособлена для соединения патрона 7 с приводным средством ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды.
Второе множество шлицов 14, называемых фиксирующими шлицами, обеспечено на заднем конце 15 хвостовика долота. Как показано наиболее ясно на фиг. 1, каждый из фиксирующих шлицов 14 шире соответствующего одного из первого множества шлицов 5, так что одна кромка каждого шлица 14 смещена от кромки соответствующего шлица 5. Разнос между шлицами первого множества внутренних шлицов 6 на приводном патроне достаточно широк для представления места одному из второго множества шлицов 14 на хвостовике долота. Как показано наиболее ясно на фиг. 1 и 2, третье множество шлицов 13, называемое установочными шлицами, выполнено по наружной окружности направленного наружу заплечика 17 на переднем конце 18 хвостовика долота, смежно с головной частью 3 долота.
Как показано наиболее ясно на фиг. 2, второе множество шлицов 12, называемых установочными шлицами, выполнено внутри приводного патрона на его переднем конце 16. Как показано на фиг. 3, установочные шлицы 12 на патроне выполнены с возможностью сцепления с установочными шлицами 13 на хвостовике долота во время бурения, что предотвращает поворот долота относительно патрона. Долото 2 и патрон 7 при этом удерживаются в первой относительной ориентации, показанной на фиг. 5, в которой каждый из хвостовых шлицов 14 выполнен с возможностью зацепления заднего конца 20 соответствующего одного из шлицов 6, выполненных внутри патрона 7 для фиксации долота в патроне. Долото поэтому фиксируется в патроне во время операции бурения ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды.
Как также показано на фиг. 1 и 2, окружной участок 19 хвостовика долота, в осевом направлении длина которого соответствует длине в осевом направлении установочных шлицов 12 на патроне с небольшим зазором, и который расположен смежно с одним или несколькими наборами установочных шлицов 13 на долоте, не снабжен шлицами. Когда долото перемещается вдоль оси относительно патрона в положение снятия долота, показанное на фиг. 4 (что в данном варианте осуществления требует проталкивания долота полностью в ударник), установочные шлицы 12 на патроне фиксируются или совмещаются с не имеющим шлицов участком 19 хвостовика долота так, что отцеплены от установочных шлицов 13 на хвостовике долота. Данное обеспечивает долоту поворот относительно патрона во вторую относительную ориентацию, показанную на фиг. 6. В данной ориентации фиксирующие шлицы 14 смещены от комплементарных шлицов 6, выполненных внутри патрона так, что больше не зацепляют задних концов 20 комплементарных шлицов 6. Второму множеству шлицов 14 и интервалам между внутренними шлицами 6 на патроне приданы такие размеры, что, когда долото и патрон находятся во второй относительной ориентации, долото можно вытащить из узла без вывинчивания патрона из бурильного инструмента. Поскольку долото ограничено только в перемещение вдоль оси в направлении назад, благодаря взаимодействию головной части 3 долота с патроном 7, долото можно протолкнуть полностью в ударник, когда патрон полностью сцеплен с протектором. Отсутствует необходимость вывинчивать патрон из протектора для перемещения долота в положение снятия.
Как показано на фиг. 1-7, узел дополнительно содержит втулку 21 установочного приспособления, расположенную на заднем конце 22 приводного патрона. Втулка установочного приспособления содержит множество шлицов 23, которые выполнены внутри нее и могут сцепляться с фиксирующими шлицами 14 на хвостовике долота для предотвращения поворота долота относительно втулки установочного приспособления, когда долото находится в положении снятия долота. В данном варианте осуществления втулке установочного приспособления приданы такие размеры, что обеспечена установочная переходная посадка наружной поверхности втулки установочного приспособления и внутренней поверхностью протектора ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды. Данное может быть достигнуто приданием таких размеров втулке установочного приспособления, при которых ее диаметр равен или немного больше внутреннего диаметра протектора. В других вариантах осуществления подходящее взаимное прилегание может быть достигнуто с помощью проходящей по окружности канавки 24 в наружной поверхности втулки установочного приспособления, показанной на фиг. 8, в которой может быть установлено гидравлическое уплотнение или кольцо круглого сечения.
Когда долото находится в положении снятия долота, показанном на фиг. 4, долото может поворачиваться во вторую относительную ориентацию после приложения вращательного усилия достаточного для преодоления трения, связанного с плотным взаимным прилеганием втулки 21 установочного приспособления и протектора ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды. Например, ударник может быть вдавлен в грунт так, что долото находится в положении снятия долота и его поворот предотвращается, и ударник поворачивается в обратном направлении, против часовой стрелки (то есть, в направлении противоположном нормальной работе ударника). Таким путем крутящий момент с бурильной колонны может преодолевать силу трения, связанную с плотным взаимным прилеганием втулки установочного приспособления и протектором, обеспечивая протектору и патрону ударника поворот относительно долота и установочного приспособления во вторую относительную ориентацию. В данной ориентации долото можно вытащить из ударника и заменить или обслуживать без вывинчивания патрона из протектора. В случае, если долото имеет относительно небольшой диаметр, можно альтернативно применять трубный ключ для поворота долота и втулки установочного приспособления относительно протектора (и таким образом патрона). Поскольку в данном варианте осуществления долото можно поворачивать относительно патрона, только когда оно полностью проталкивается в ударник, при этом расцепляя вспомогательные шлицы, вероятность отскакивания долота от нужного положения во время работы чрезвычайно мала.
Другой вариант осуществления изобретения показан на фиг. 9-14. Данный вариант осуществления является сходным с показанным на фиг. 1-7. Вместе с тем, в данном варианте осуществления два набора установочных шлицов 13 обеспечены на переднем конце 18 хвостовика долота. Не имеющий шлицов участок 19 обеспечен между двумя наборами установочных шлицов. Также в данном варианте осуществления требуется достижение плотного взаимного прилегания втулки 21 установочного приспособления и протектора 25 ударного бурильного инструмента, благодаря проходящей по периферийной окружности канавке 24 в наружной поверхности втулки установочного приспособления, в которую посажено гидравлическое уплотнение или кольцо круглого сечения 26.
Как показано на фиг. 10, когда долото полностью проталкивается в ударник, установочные шлицы 12 на патроне зацепляют первый набор из двух наборов установочных шлицов 13 на хвостовике долота. Как показано на фиг. 11, когда долото полностью выдвинуто, установочные шлицы 12 на патроне зацепляют второй набор из двух наборов установочных шлицов 13 на хвостовике долота. Таким образом, в каждом из данных положений долота вдоль оси долото 2 и патрон 7 удерживаются в первой относительной ориентации, при этом каждый из хвостовых шлицов 14 выполнен с возможностью зацепления заднего конца 20 соответствующего одного из шлицов 6, выполненных внутри патрона 7 для фиксации долота в патроне.
Положение снятия для данного варианта осуществления показано на фиг. 12 и 14. Как показано на данных фигурах, когда долото находится в указанном положении, установочные шлицы 12 на патроне совмещаются с не имеющим шлицов участком 19 хвостовика долота так, что отцепляются от обоих наборов установочных шлицов 13 на хвостовике долота. Таким образом, в данном варианте осуществления положение снятия является промежуточным между положением, где долото полностью выдвинуто (показано на фиг. 11) и положением, в котором долото полностью проталкивается в ударник (показано на фиг. 10 и 13). В работе, чтобы определить данное промежуточное положение снятия небольшое давление для поворота может быть приложено к долоту при вытягивании его из патрона. Когда слышат или чувствуют ‘щелчок’, шлицы расцеплены и долото находится в положении снятия долота. Поскольку долото редко находится значительное время в данном положении во время работы, вероятность поворота долота в положение второй относительной ориентации во время работы должна быть весьма небольшой.
Когда долото находится в положении снятия долота, долото можно повернуть относительно патрона, приложив вращательное усилие достаточное для преодоления силы трения, связанной с плотным взаимным прилеганием втулки 21 установочного приспособления и протектора 25, во вторую относительную ориентацию, в которой фиксирующие шлицы 14 смещены от комплементарных шлицов 6, выполненных внутри патрона так, что больше не зацепляют задние концы 20 комплементарных шлицов 6, и долото можно вытаскивать из узла без вывинчивания патрона из бурильного инструмента. Как в предыдущем варианте осуществления и как показано на фиг. 14, отсутствует необходимость вывинчивать патрон из протектора для перемещения долота в положение снятия.
Слова “содержит/содержащий” и слова “имеющий/включающий в себя” при использовании в данном документе со ссылкой на настоящее изобретение применяются для указания присутствия заявленных элементов, целых чисел, шагов или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или нескольких других элементов, целых чисел, шагов, компонентов или групп указанного.
Понятно, что некоторые признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, могут также быть обеспечены в комбинации в одном варианте осуществления. Напротив, различные признаки изобретения, которые для краткости, описаны в контексте одного варианта осуществления, могут также быть обеспечены отдельно или в любой подходящей подкомбинации.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БУРОВОЕ ДОЛОТО СО СЪЕМНОЙ ГОЛОВНОЙ ЧАСТЬЮ | 2018 |
|
RU2761069C2 |
УСТРОЙСТВО С МНОЖЕСТВОМ ГИДРОАККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРНОГО МЕХАНИЗМА | 2014 |
|
RU2674270C2 |
УДЕРЖИВАЮЩАЯ БУРОВОЕ ДОЛОТО КОМПОНОВКА С ПОГРУЖНЫМ УДАРНИКОМ | 2017 |
|
RU2718705C2 |
КОМПОНОВКА БЫСТРОРАЗЪЕМНОГО БУРОВОГО ДОЛОТА С ПОГРУЖНЫМ УДАРНИКОМ | 2014 |
|
RU2671366C2 |
ЯКОРЬ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТАНОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО В СБОРЕ | 2010 |
|
RU2521238C2 |
БУРОВОЙ АКСЕЛЕРАТОР ДЛЯ УСИЛЕНИЯ УДАРА БУРИЛЬНОГО ЯСА | 2014 |
|
RU2571961C1 |
ВСТРОЕННЫЙ МЕХАНИЗМ ОСЛАБЛЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ДЛЯ БУРОВОГО СНАРЯДА НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ | 2013 |
|
RU2642734C2 |
БУРОВОЙ СНАРЯД ДЛЯ СКВАЖИНЫ (ВАРИАНТЫ) И ОПОРНЫЙ МЕХАНИЗМ И ТУРБИННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БУРОВОГО СНАРЯДА | 2007 |
|
RU2405904C2 |
МЕХАНИЧЕСКИЙ ЯСС | 2011 |
|
RU2482260C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД | 2013 |
|
RU2560000C2 |
Группа изобретений относится к узлу бурового долота для ударных бурильных инструментов с приводом от текучей среды, а также к погружному ударнику с таким узлом бурового долота. Узел бурового долота содержит: долото ударного бурения, имеющее головную часть, выполненную с проходящим в осевом направлении хвостовиком, первым множеством проходящих в осевом направлении шлицов на хвостовике, сцепляющихся с возможностью скольжения с первым множеством комплементарных шлицов, выполненных внутри приводного патрона, с помощью которых вращательный привод с патрона может передаваться на хвостовик, и средство сцепления на патроне, приспособленное для соединения патрона с приводным средством ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды. Во время бурения долото и патрон удерживаются в первой относительной ориентации, в которой долото зафиксировано в патроне. Долото выполнено с возможностью перемещения в осевом направлении относительно патрона в положение снятия долота, в котором долото имеет возможность поворота относительно патрона во вторую относительную ориентацию, в которой долото имеет возможность удаления из патрона. Долото выполнено с возможностью перемещения в положение снятия долота, когда патрон полностью сцеплен с приводным средством, так что долото имеет возможность удаления из узла бурового долота, когда патрон полностью сцеплен с приводным средством. Технический результат заключается в создании узла бурового долота простой прочной конструкции, из которого долото можно снимать без вывинчивания патрона из протектора. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Узел бурового долота для ударных бурильных инструментов с приводом от текучей среды, содержащий:
долото ударного бурения, имеющее головную часть, выполненную с проходящим в осевом направлении хвостовиком, первым множеством проходящих в осевом направлении шлицов на хвостовике, сцепляющихся с возможностью скольжения с первым множеством комплементарных шлицов, выполненных внутри приводного патрона, с помощью которых вращательный привод с патрона может передаваться на хвостовик; и
средство сцепления на патроне, приспособленное для соединения патрона с приводным средством ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды; и
при этом во время бурения долото и патрон удерживаются в первой относительной ориентации, в которой долото зафиксировано в патроне, и
при этом долото выполнено с возможностью перемещения в осевом направлении относительно патрона в положение снятия долота, в котором долото имеет возможность поворота относительно патрона во вторую относительную ориентацию, в которой долото имеет возможность удаления из патрона, и при этом долото выполнено с возможностью перемещения в положение снятия долота, когда патрон полностью сцеплен с приводным средством, так что долото имеет возможность удаления из узла бурового долота, когда патрон полностью сцеплен с приводным средством.
2. Узел бурового долота по п. 1, дополнительно содержащий установочное средство на долоте, сцепляющееся с комплементарным установочным средством на патроне для предотвращения поворота долота относительно патрона, так что долото и патрон удерживаются в первой относительной ориентации, в которой долото фиксируется в патроне, и при этом в положении снятия долота установочное средство отцепляется от комплементарного средства сцепления, так что долото имеет возможность поворота относительно патрона во вторую относительную ориентацию.
3. Узел бурового долота по п. 2, в котором комплементарное установочное средство содержит набор проходящих в осевом направлении установочных шлицов, выполненных внутри патрона на его переднем конце, причем установочное средство содержит один или более наборов установочных шлицов, выполненных на переднем конце хвостовика долота, так что установочные шлицы на патроне имеют возможность сцепления с по меньшей мере одним из набора установочных шлицов на хвостовике долота для фиксации долота и патрона в первой относительной ориентации, и в положении снятия долота установочные шлицы на патроне отцепляются от одного или более наборов установочных шлицов на хвостовике долота для обеспечения поворота долота относительно патрона во вторую относительную ориентацию.
4. Узел бурового долота по п. 3, в котором окружной участок хвостовика долота, соответствующий по меньшей мере по длине в осевом направлении длине установочных шлицов на патроне и расположенный смежно с одним или более наборами установочных шлицов на долоте, не имеет шлицов, и при этом в положении снятия долота установочные шлицы на патроне совмещаются с не имеющим шлицов участком хвостовика долота для обеспечения поворота долота относительно патрона.
5. Узел бурового долота по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий по меньшей мере один фиксирующий шлиц на заднем конце хвостовика долота, при этом один или каждый фиксирующий шлиц выполнен с возможностью зацепления, когда долото и патрон находятся в первой относительной ориентации, заднего конца соответствующего одного из комплементарных шлицов, выполненных внутри патрона, для фиксации долота в патроне.
6. Узел бурового долота по п. 5, в котором, когда долото и патрон находятся во второй относительной ориентации, указанный по меньшей мере один фиксирующий шлиц смещен от комплементарных шлицов, выполненных внутри патрона, для обеспечения долоту возможности удаления из патрона.
7. Узел бурового долота по п. 5 или 6, в котором по меньшей мере одна кромка указанного по меньшей мере одного фиксирующего шлица радиально смещена от соответствующей кромки соответствующего одного из первого множества шлицов на хвостовике долота.
8. Узел бурового долота по любому из пп. 5-7, дополнительно содержащий втулку установочного приспособления, расположенную на заднем конце приводного патрона, при этом втулка установочного приспособления выполнена с возможностью зацепления указанного по меньшей мере одного фиксирующего шлица для предотвращения поворота долота относительно втулки установочного приспособления, когда долото находится в положении снятия долота.
9. Узел бурового долота по п. 8, в котором втулка установочного приспособления содержит по меньшей мере один шлиц, выполненный внутри нее, который выполнен с возможностью сцепления с указанным по меньшей мере одним фиксирующим шлицом на хвостовике долота для предотвращения поворота долота относительно втулки установочного приспособления, когда долото находится в положении снятия долота.
10. Узел бурового долота по п. 8 или 9, в котором втулке установочного приспособления приданы такие размеры, что сила трения, связанная с плотным взаимным прилеганием наружной поверхности втулки установочного приспособления и внутренней поверхности протектора ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды, предотвращает поворот втулки установочного приспособления относительно протектора во время нормальной работы ударника.
11. Узел бурового долота по п. 10, в котором долото может поворачиваться во вторую относительную ориентацию после приложения вращательного усилия, достаточного для преодоления силы трения, связанной с плотным взаимным прилеганием втулки установочного приспособления и протектора ударного бурильного инструмента с приводом от текучей среды.
12. Узел бурового долота по п. 10 или 11, в котором плотное взаимное прилегание втулки установочного приспособления и протектора является переходной посадкой.
13. Узел бурового долота по п. 12, в котором плотное взаимное прилегание втулки установочного приспособления и протектора является установочной переходной посадкой.
14. Погружной ударник, содержащий наружный цилиндрический протектор, скользящий поршень и узел бурового долота по любому из предшествующих пунктов, расположенный на переднем конце наружного протектора, при этом скользящий поршень смонтирован для возвратно-поступательного перемещения в наружном протекторе для удара по долоту ударного бурения узла бурового долота.
US 20160340983 A1, 24.11.2016 | |||
Устройство электрического освещения на зерноуборочных и свеклоуборочных агрегатах | 1957 |
|
SU114997A1 |
US 20100264608 A1, 21.10.2010 | |||
US 20140367173 A1, 18.12.2014 | |||
WO 2017188876 A1, 02.11.2017 | |||
US 20130008722 A1, 10.01.2013 | |||
US 20040016574 A1, 29.01.2004. |
Авторы
Даты
2024-04-22—Публикация
2020-11-24—Подача