Устройство для центрирования исполнительного органа и бурового става Советский патент 1983 года по МПК E21B17/10 

9:

i(i 4;ib

Изобретение относится к горному делу, а именно к центрирующим уст. ройствам, применяемым при бурении скважин.

Известно устройство, включающее забурник, исполнительный орган, укрепленный на буровом валу, буровой став с опорными фонарями, имеющими поверхности, касающиеся стенок скважины Cl.

Недостатком этого устройства является то, что поверхности опорных фонарей устанавливаются в скважине с зазором. В результате существования зазоров буровой став и исполнительный орган совершают колебания, разбивая стенки скважины.

.Кроме того, из-за колебаний исполнительного органа скважина бурится .большего диаметра, чем предусмотрено технической характеристикой расширителя. Это затрудняет применение стандартной сегментовой углепластовой .крепи. , .

Наиболее близки к изобретению (по технической сущности и достигаемому результату является устройств для центрирования исполнительного органа и бурового става, включающее шлицевой телескопический -вал, состоящий из внешней и внутренней с-екций на которых установлены ступицы, шарнирно соединенные посредством тяг и опорных лыж между собой, и буровую штангу, соединенную с внутренней секцией .

Недостатком известного устройств является то, что при наборе длинного бурового става требуется много телескопических валов, что удорожает стоимость бурового става, так как при изготовлении телескопических валов необходимо проводить дорогостоящие фрезерные и токарные работы.

Целью изобретения является упрощение конструкции путем уменьшения количества телескопических валов в буровом ставе.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для центрирования исполнительного органа и бурового става, включающее шлицевой телескопический вал, состоящий из внешней и внутренней секций, на которых установлены ступицы, шарнирно соединенные посредством тяг и опорных лыж между собой, и буровую штангу, соединенную с внутренней секцией, снабжено стержнями с упругими элементами и дополнительной ступицей с упорами, установленной на буровой штанге с возможностью осевого перемещения и взаимодействия через стерни и упругие элементы со ступицей внешней секции.

Кроме того, на неподвижных сту- . пицах выполнены кронштейны, в которых размещены стержни, при этом каждый стержень имеет бурт.

При этом упругие элементы установлены между буртами стержней и кронштейнами ступиц, расположенных на внешней секции.

На фиг. 1 изображено устройство,общий вид на фиг. 2 -.сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для.центрирования исполнительного органа и бурового става состоит из внешней 1 и внутренне 2 секций. Внутренняя секций 2 входит во внешнюю секцию 1. Внешняя и внутренняя секции .образуют телескопический вал.

Внешняя секция 1 соединяется одним концом с буровой штангой 3 (например, резьбой), а другим концом, имеющим внетреннее шлицевое посадочное место .4, сопряжена с шлицевой головкой. 5, имеющейся на секции 2. Секция 2 соединяется с буровой штангой б (например, резьбой). На внеш ней 1, внутренней 2 секциях и буров штанге б укреплены ступицы 7. На буровой штанге б с возможностью осевого перемещения размещена ступица 8 Конструкции ступиц 7 и В аналогичны и состоят из корпусов 9, подшипНИКОВ 10 и крышек 11. Подшипники ступицы 8 посажены на втулку 12, которая подвижно сопряжена с буровым валом б. К ступицам 7 шарнирно присоединены тяги 13, которые .шарнирно соединены между собой и с опорншш лыжами 14.

Ступицы 7 и 8, размещенные на буровой штанге 6, шарнирно соединены с тягами 15, которые шарнирно, крепятся к лыжам 16.

Таким образом, секции 1 и 2 со ступицами 7, рычагами 13 и лыжами 14 образуют один центрирующий фонарь, а буровая штанга б со ступицами 7.и 8, тягами 15 и лыжами 16 второй центрирующий фонарь.

На ступицах 7, размещенных на сециях 1 и 2, имеются кронштейны 17 с отверстиями, в которые входят стержни 18. На стержне 18 выполнен бурт 19. Между буртом 19 и кронштейном 17 размещен упругий элемент 20.

На одном конце стержня 18 выполнен поясок 21, препятствующий его выпаданию из кронштейна 17.

Стержни 18 с буртом и пояском, упругие элементы 20 составляют толкающий механизм, который концами стержней сопрягается с упорами 22, выполненными на ступице 8.

Буровая штанга может быть соединена или с исполнительным органом 23 или продолжаться буровым ставом с аналогичными по конструкции центрирующими опорами.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении исполнительный орган 23 резцами не упирается в забой. Лыжи 16 второго центрирующего фонаря сопрягаются со стенками скважины. Лыжи 14-первого центрирующего фонаря со стенками скважины не (Сопрягаются. Упругий элемент 20 разжат (не сдеформирован). Кояцы стержней 18 сопряжены с упорами 22. Такое положение упругих элементов и стержней обеспечивает первоначальное касание опорных лыж 16 в стенку скважины при отсутствии усилия подачи.

Вращение исполнительному органу и поступательное перемещение центрирующему устройству сообщается от буровой машины посредством става 3.

При вхаде исполнительного органа 3 в контакт с массивом происходит сближение ступиц 7, расположенных на секциях 1 и 2. Лыжи 14 приближаются к стенкам скважины .и затем распираются в них. За счет сближения ступиц происходит деформация упругих элементов 20..

Деформируясь, упругие элементы 20 воздействуют на бурты 19 стержней 18. Концы стержней воздействуют на упоры 22 подвижной ступицы 8. i Ступица 8 перемещаетсй rio буровой

штанге 6 в осевом направлении к ступице 7. При перемещении ступицы про-, исходит распор лыж 16 в стенки с усилием, завис51щим от усилия подачи. Осевое усилие от става 3 яспол- :

0 нительному органу 23 передается через следующие детали и узлы: став 3, секция 1, ступицы опорного фонаря ; секции 2, секцию 2, буровую штангу б, исполнительный орган 23.

5 Вращение исполнительному органу и буровому ставу телескопическим валом передается за счет шлицевого соединения, выполненного на его секциях. . .i Применение предлагаемого устройО ства позволит упростить конструкцию . путем уменьшения количества телесколических валов в буровом ставе, при этом снизится его стоимость.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИ. РОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА И 1БУРОВОГО СТАВА, включающее шлицевой телескопический вал, состоящий из внешней и внутренней секций, на ко.торых установлены ступицы, шарнирно соединенные посредством тяг и опорIных лыж между собой, и буровую штангу, соединенную с внутренней секцией, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции путем уменьшения количества телескопических валов в буровом ставе, устройство снабжено стержнями с упругими .элементами и дополнительной ступицей с упорами, установленной на буровой штанге с возможностью осевого перемещения и взаимодействия через стержни и упругие элементы со ступицей внешней секции. 2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что на неподвижных ступицах выполнены кронштейны, а которых размещены стержни, при i этом каждый стержень имеет .бурт, 3.Устройство .по пп. 1 и 2, о т ko личающеес.я тем, что упругие элементы установлены между буртами стержней и кронштейнами сту- пиц, расположенных на внешней секции.