Распределитель нагрузки на буровое долото Советский патент 1983 года по МПК E21B10/00 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к распределителям нагрузки на буровое долото.

Известен распределитель нагруз ки на буровое долото, содержащий две трубы, узел соединения труб и шарнирную опору, включающую жестко закрепленные в трубах пяту с выпук.лой и подпятник с вогнутой сфериче- . скими рабочими поверхностями, имеющими одинаковый радиус кривизны С ЗНедостатком этого распределителя нагрузки является значительное сопротивление отклонениям долота от оси скважины в процессе бурекия. Это обусловлено тем, что при отклонениях долота связанный с ним подпятник стремится сместиться вверх по оси распределителя и в сторону, а этому препятствует высокая жесткость нижней трубы на сжатие и изгиб и большая сила трения скольжения, возникающая в шарнирной опоре при таком смещении.

близким к предлагаемому является распределитель нагрузки на буровое долото, содержащий две трубы, узел соединения труб и шарнирную опору, включающую два подпятника с вогнутыми сферическими рабочими поверхностями и размещенный между ними шаровой элемент, радиус кривизны вогнутой поверхности одного из подпятников больше радиуса шарового элемента. В данном распределителе нагрузки уменьшена сила трения в шарнирной опоре путем замены трения скольжения трением качения, что достигнуто за счет применения шарового

10 элемента и выполнением вогнутой поверхности одного из подпятников радиусом, большим, чем радиус указанного- элемента 2 .

К недостаткам данного распредели15теля относятся, с ЭДНОЙ стороны, жест кое соедин.ение подпятников с трубами, что затрудняет отклонение долота от оси скважины из-за больших сил сопротивления, оказываемых ниж20ней трубой сжатию и изгибу, которые возникают при взаимодействии подпятников через шаровой элемент, и, с другой-стороны, равенство радиуса вогнутой сферической поверхности одно25го из подпятников радиусу шарового элемента, в результате чего шаровой элемент оказырается зажатым в упомя нутом подпятнике, и его перемещениг относительно друг-ого подпятника за30труднено. Вс Т1(1 у :у;11 лот рчтботу { аспределителя нагрузки на буровое долото. Цель изобретения - улучшение работы распределителя нагрузки на буровое долото. Указанная цель достигается тем, что в распределителе нагрузки на буровое долото, содержгицем две трубы, узел соединения труб и шарнирную опору, включакщую два подпятни ка с вогнутыми сферическими рабочим поверхностями и размещенный между ни шаровый элемент, радиус кривизны вог нутой поверхности одного из подпятн ков больше радиуса шарового элемент по крайней мере, один нз подпятнико установлен с возможностью осевого п ремещения и подпружинен, а рабочая поверхность второго подпятника выполнена также с большим, чем у шарового элембНта, радиусом кривизны. На чертеже изображен распределитель нагрузки на буровое долото, об дий вид, разрез. Распределитель содержит две труб 1и 2, первая из которых соединена с бурильной колонной ,непоказана), ,а вторая -.cJtoлoтoм 3, узел соедин ния труб, состоящий из двух пальцев 4, один конец которых закреплен в трубе 2, а другой помещен в резиновое гнездо 5, размещенное в углублении трубы I) шарнирную опору, вклю чающую два подпятника 6 и 7 с вогну тыми сферическими рабочими поверхностями и размещенный между ними шаровой элемент 8, причем рабочие поверхности обоих подпятников выполнен ны с большим, чем у шарового элемента, радиусом кривизны4 Подпятник 6 жестко закреплен в трубе 2, а подпятник 7 установлен в трубе 1с возможностью осевого перемещения и подпружинен, например, посредством тарельчатых пружин-9. При необходимости подпятник 7 может быть установлен с возможностью как осевого, так и поперечного перемещения. Возможен также вариант распределителя, в котором оба подпятника установлены в трубах с возможностью осевого перемещения и подпружинены. Осевая нагрузка на долото передается от трубы 1 в основном через Шарнирную опору и лишь незначительная ее часть - через узел крепления труб. Крутящий момент на долото пепредается через узел крепления труб. При этом упругие резиновые гнезда 5, в которые входят концы пальцев, поз.воляют трубе 2 отклоняться во все стороны от оси трубы 1. Распределитель нагрузки на буровре долото работает следующим образо Во время бурения при качении по забою с неровной поверхностью долото 3, оказавшись в какой-то момент одной или двумя шарошками на,выступающих частях забоя и стремясь занять, положение равновесия, с помощью шарнирной опоры и узла крепления труб под действием осевой нагрузки отклоняется не некоторый угол от оси скважины и касается забоя тремя шарошками. При этом подпятник б поднимается вверх со стороны шарошек, находящихся на выступах забоя, и одновременно смещается в сторону от оси распределителя вызывая тем самым обкатывание шарового элемента по абочим Поверхностям подпятников и смещение подпятника 7 вверх, сопровождающееся сжатием пружины 9. По мере скатывания шарошек с выступа забоя пружина разжимается и, воздействуя на долото через подпятник 7, шаровой элемент 8 и подпятник б, возвращает его в первоначальное по- : ложение. При последующих наездах той или иной шарошки на выступ забоя действие повторяется. Этим достигается равномерное распределение нагрузки между шарошками долота. Предлагаемый распределитель на грузки на буровое долото позволяет Р эко нтлжть сопротивление отклоне:Ниям долота в процессе, бурения и улучшить за счет этого работу распределителя, Формула изобретения Распределитель нагрузки на буровое долото, содержащий, две трубы, узел соединения труб и шарнирную опору, включающую два подпятника с вогнутыми сферическими рабочими поверхностями и размещенный между ними шаровой элемент, радиус кривизны вогнутой поверхности одного из подпятников больше рсщиуса шарового элемента, отличающийся тем, что, с целью улучшения работы распределителя нагрузки, по крайней мере один из подпятников установлен: с возможностью осевого перемещения и подпружинен, а рабочая поверхность второго подпятника выполнена также с большим, -чем у шарового элемента, радиусом кривизны). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2333007/22-03, кл. Е 21 В 9/10, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2352497/22-03, .кл. Е 21 В 9/10, 1976 (прототип).