Инструмент для расширения скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/30 E21B49/06 

Изобретение относится к строительной и горной промышленности, а именно к буровой технике для образования местных расширений в скважинах, пройденных преимушественно в мягких породах. Известно устройство для расширения скважин, включающее плоскую изогнутую штангу, снабженную на нижнем конце породоразрушающим лезвием 1 . Недостатки устройства заключаются в нево можности разработки расчетных по очертаниям и симметричности расположения расширений относительно оси скважины вследствие одностороннего сноса долота, а также в невозмож ности поинтервального расширения скважины. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является инструмент для расширения скважины, подвешенный на канате лебедки и включающий две плоские штанги, с породоразрушающими лезвиями на нижних концах, соединенные шарнирно в средней части, и уаел для раздвижки штанг, размещенный между канатом и верхними концами штанг 2. Недостатком известного инструмента являет ся невозможность поинтервального расишрения скважины, необходимого для сооружения большинства конструкций свай и фзшдаменто Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения возможности поинтервального расширения скважины, отбор проб со етенок скважины и регулирования величины раздвижки штанг. Поставленная цель достигается тем, что в инструменте для расашрения скважин, подвешенном на канате лебеДки/и включающем две плоские штанги с породоразрушаюидами лезвиями на нижних концах, соединенные , шарнирно в средней части- и узел для раз « движки штанг, размещенный-между канатом и верхними концами штанг, узел для раздвижки штанг выполнен в виде подпружинен ной направляющей, установленной с возможностью поступательного перемещения в горизонтальной плоскости и шарнирно соединенно с верхними концами штанг. При этом нижние концы штанг снабжены породоприёмниками и выполнены выгнутыми а породоразрушающие яезвия установлены над породопрнемниками. Причем плоские штанги снабжены в сред ней своей части дополнительными отверстия. ми для шарнирного соединения. На фиг. 1 изображен инструмент для расиш-i рения скважины, общий вид; на фиг. 2 - в риант инструмента для отбора проб породы стенок скважины. Буровой инструмент для расширения скважины содержит две плоские штанги 1 и 2, соединенные шарнирно между собой в средней части осью 3. Нижние концы штанг снабжены породоразрушающими лезвиями 4, выполненными в своем сечении дугообразными. Буровой инструмент подвешен на канате 5 лебедки бурового станка с помощью, подвески 6, к которой, в свою, очередь, подвешена направляющая, выполненная в виде цилиндра 7 и штока 8, имеющего головку .9, расположенную внутри ци1 индра. Цилиндр и шток установлены с возможностью поступательного перемещения мехсду собой на некоторую величину, а между ними размещена пружина 10, рабочее усилие которой не превышает веса обеих штанг. Цилиндр 7 соединен со штангой 1 С помои ю щар1шра 11, а IUTOK 8 - со штангой 2 с помощью шарнира 12. В средней части штанги 1 и 2 выполнены дополнительные отверствия 13 и 14. . В инструменте для отбора проб со стенок скважины (фиг. 2) нижняя уасть 15 штанг Выполнена выгнутой в сторону стенок скважины и в нижней части штанг установлены породоприемники 16, а на участке выгнутой части штанги, прилегающей к стенке скважины, установлены породоразрушающие лезвия (скребки) с окнами цод ними. Выгнутые части штанги вьшолнены в своем сечении дугообразными (желобчатой формы). Инструмент работает следующим образом. В заранее пробуренную скважину на канате 5 буровой лебедки его опускают до участка., подлежащего расширению, причем этот участок может находиться в любом интервале по глубине скважины, в том числе, и в призабойной зоне скважины. При неподвижном буровом инструменте или медленном его спускеподъеме в шарнирах 11 и 12 горизонтальные составляющие от веса штанг сжимают пружину 10, так как шарнирно соединенные в средней части и подвешенные под углом к вертикали штанги стремятся также занять вертикальное . положение, при этом горизонтальная составляющая в щарнирах 11 и 12 тем больше, чем больший вес штанги приходится на ее часть, расположенную ниже оси -3. Длина каждой из штанг, находящаяся i выше и ниже оси 3, а также усилие пружины Ю выбираются таким образом, что буровой инструмент при медленном спуске-подъеме не задевает стенок скважины, подлежащей расширению. В начале зоны расщирения подвешенный на канате лебедки инструмент отпускают в свободное падение, при этом штанги инструмента теряют вес, горизонтальные составляющие

от которого в шарнирах 11 и 12 резко уменьшаются, и усилием п|ружины 10 породоразрушающие лезвия 4 прижимаются к стенкам скважины, производя ее расширение.

В конце зоны расширения свободное падение инструмента притормаживают, штанги под силой собственного веса складываются (сжимая пружину 10), инструмент останавливают и поднимают опять на уровень начала зоны расширения.

Далее цикл повторяется.

Поворот инструмента после каждого сбрасывания обеспечивается самоврашением каната 5 (аналогично процессу ударно-канатного бурения).

Регулировка диапазона расширения производится перестановкой шарнирной оси 3 в отверстиях штанги, например, из второго отверстия сверху (фиг. 1) ось 3 переставляют в самые нижние отверстия 13 и 14 (фиг. 2). .

Процесс отбора проб со стенок скважины производят аналогично процессу расширения, заменяя щтанги для расширения в инструменте на изогнутые штанги с породоприемниками для отбора проб.

Преимущества изобретения заключаются в том, что предлагаемым инструментом возможно провести процесс расширения скважины в любом по ее глубине Интервале, а также отбор проб со стенок скважиНы в любом ее интервале. Кроме того, инструмент дает возможность провести калибровку диаметра, скважины и ,чистку стенок скважины, например, от глинистой корки в зоне водозабора.

1, ИЙЙЕТРУМЕНТ ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН, подвешенный на канате лебедкя н включаюиош две плоские шташи с породоразрушающими лезвиями Ма нижних цах, соединенные в средней части, и узел для раздвижки штанг, размещенHbei между канатом и верхними концами , е.. /J/ ,,: . :., I штанг, отличающинся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности поинтервального расшнрения скважины, узел для раздвижки штанг выполнен в виде подпружиненной направляющей, установлешюй с возможностью поступательного перемещения в гориз нп:альной плоскости и шарнирно соединенной с верхними концами штанг. . 2.Инструмеит по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что , с целью отбора проб со стенок скважины, нижние концы штанг (жабжены породоприемниками и выполнены выгнутыми, а породоразрушающие лезвия установлены над породоприемниками 3.Инструмент по пп.1 и 2, о т л и ч а ю-§ щ и и с я тем, что, с целью регулирования величины раздвижки штанг, плоские штанги снабжены в средаей своей части дополнительными отверстиякш для шарнирного соединения

r