Расширитель скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B7/30 

Изобретенш огносится к буровой технике, а имении к конструкциям расширителей, снабженных ударным механизмом, и предназначенных для расширения скважин в крепких породах. Известен расширитель скважин, включающий корпус с размещенными внутри него ударниками, воздухораспределительный механизм, установленный в его верхней части,, буровые коронки, расположенные по окружности, и жестко связанный с корпусом направляющий фонарь 1. Недостатком данного расширителя являются малые ударные нагрузки на коронки, что связано с неполным использованием площадки поперечного сечения корпуса расширителя при размещении ударных механизмов. Наиболее близким к предлагаемому является расширитель скважин, включающий корпус с воздухораспределительным механизмом, порщень-ударник, размещенный в корпусе, буксу, жестко скрепленную с нижней частью корпуса, в отверстиях которой расположены хвостовики буровых коронок, и фиксатор осевого перемещения буровых коронок 2. Цель изобретения - повышение эффективности работы расширителя путем более равномерного распределения ударной нагрузки на каждую коронку. Указанная цель достигается тем, что в расширителе скважин, включающем корпус с воздухораспределительным механизмом, поршень-ударник, размещенный в корпусе, буксу, жестко скрепленную с нижней частью корпуса, в отверстиях которой расположены хвостовики буровых коронок, и фиксатор осевого перемещения буровых коронок, порщень-ударник выполнен в виде отдельных секторов с штоками, установленными с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, при этом щтоки размещены в отверстиях буксы. На фиг. 1 показан расширитель скважин, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1. Расширитель скважин содержит переходник 1 и корпус 2, выполненный в виде цилиндра. В верхней части корпуса размещен воздухораспределительный механизм, состоящий из клапанной коробки 3, клапана 4, седла клапана 5 и трубки 6. В корпусе 2 размещен ударный механизм, выполненный в виде поршня-ударника, разрезанного по вертикали на сектора 7 (фиг. 1 и 4), каждый из которых гнабжен штоком 8. На нижней части корпуса 2 жестко закреплена букса 9, в направляющие отверстия 10, которой с гарантированным зазором входят штоки 8 ударников. В эти же направляющие отверстия 10 установлены державки 11 коронок 12, удерживаемые от выпадания головкой направляющего фонаря 13. Внутренняя полость корпуса 2 посредством поршня-ударника, разрезанного на секторы 7, делится на силовые полости прямого хода 14 и обратного хода 15 с выпускными каналами 16. Подвод сжатого воздуха в силовую полость прямого хода 14 осуществляется каналом 17 через подклапанную полость 18, проточку 19, каналы 20 и внутреннюю полость 21 штанги, Подвод сжатого воздуха в силовую полость 15 обратного хода осуществляется через надклапанную полость 22, каналы 23 в трубке 6. Для запуска ударного механизма, имеется отверстие 24, соединяющее внутреннюю полость 21 в штанге с полостью 15 обратного хода. Кроме того, имеются блокировочные отверстия 25 в буксе 9 и отверстия 26 в трубке 6. Расширитель скважины работает слеДующим образом, При включении компрессора ( показан) сжатый воздух через внутреннюю полость 21 в щтанге, каналы 20, надклапанную полость 22, 23 в трубке 6 поступает в силовую полость 15 обратного хода. Ввиду того, что поступающий воздух давит с одинаковым усилием на все секторы 7 разрезного поршня-ударника, они движутся с одинаковой скоростью, совершая обратный ход. При этом движении перекроются выпускные каналы 16 секторами 7, и воздух перестанет стравливаться в атмосферу из силовой полости 14 прямого хода. Давление в силовой полости 14 прямого хода будет возрастать. За счет разности давлений в подклапанной полости 18 и в надклапанной полости 22 клапан 4 переместится в верхнее положение, прижмется к выступам клапанной коробки 3, перекроет поступление сжатого воздуха в силовую полость Г5 обратного хода и откроет доступ сжатого воздуха в силовую полость 14 прямого хода через проточку 19, подклапанную полость 18 и каналы 17. За счет равномерности давления в силовой полости 14 прямого хода сектора 7 со штоками 8, набирая скорость, будут двигаться, совершая рабочий ход, равноускоренно. При этом движении откроются выпускные каналы 16, и из силовой полости 14 начнет выходить отработанный воздух в атмосферу, а разрезанный поршень-ударник в виде секторов 7 со штоками 8 будет двигаться по инерции. Штоки 8 на своем пути встретятся с державками 11. Запасенная энергия каждого движущегося сектора 7 со штоком 8 передается через державку 11 соответствующим коронкам 12. Причем энергия в каждом секторе 7 и штоке 8 будет одинаковая, и коронки получают равную заданную энергию, что обеспечивает их эффективную работу. Так как плоскость забоя всс.ла быва; ; неровной, то встреча штоков 8 с держ ;иками 11 коронок 12 будет происходить не на одном уровне (колебания этого уровня могут достичь 5-7 мм), но это не сказывается на распределении энергии за счет возможности осевого перемещения секторов относительно друг друга. Во время совершения удара за счет разности давлений в подклапанной 18 и надклапанной полости 22 произойдет перемещение клапана 4, перекроется доступ ежатого воздуха в рабочую полость 14 и откроется доступ сжатого воздуха в полость 15 обратного хода, и цикл повторится. Применение предлагаемой конструкции расширителя скважин позволяет максимально использовать площадь корпуса для повышения ударной мощности расширителя, в то же время обеспечит равномерную ударную нагрузку на каждую коронку, тем самым повысит их работоспособность и эффективность работы расширителя в целом независимо от неровностей забоя и перемежаемости по крепости бурильных пород.

РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН, включающий корпус с воздухораспределительным механизмом, поршень-ударник, размещенный в корпусе, буксу, жестко скрепленную с нижней частью корпуса, в отверстиях которой расположены державки буровых коронок, и фиксатор осевого перемещения буровых коронок, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы расширителя путем равномерного распределения ударной нагрузки на каждую коронку, поршень-ударник выполнен в виде отдельных секторов с щтоками, установленными с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, при этом штоки размещены в отверстиях буксы. $3 (Л ел ю о О5

Фиг.З