Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов Советский патент 1985 года по МПК E02F5/18 

{ 14,

//// //у/////7 16

Изобретение относится к строительству и горному .делу, в частности к устройствам для бестраншейной прокладки трубопроводов под сложными препятствиями (реки, морские акватории,-железные дороги и др.) с расширением предварительно пробуренных сквозных наклонно направленных (пилотных) скважин.

Известно устройство Для расширения скважин с одновременной прокладкой трубопроводов, включаюшее расширитель с режушими элементами, соединенный с направляюш.ей колонной бурильных труб и прокладываемой колонной обсадных труб 1.

Недостаток данного устройства заключается в том, что одновременный процесс расширения скважины и прокладки (протаскивания) трубопровода осушествляется за счет энергии, передаваемой с поверхности земли по колонне бурильных труб, которые испытывают большое растягивающее усилие, а несущая способность их из-за небольшого поперечного сечения ограничена.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для бестранщейной прокладки трубопроводов под препятствиями,, содержащее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивания колонны обсадных труб с заглушкой, поршнем с клапаном и тягой 2.

Недостатком известного устройства является малая скорость проходки из-за пониженного силового воздействия- на забой, поскольку это требует создания больших тяговых усилий, что, в свою очередь, может привести к порыву бурильной колонны.

Цель изобретения - увеличение скорости проходки за счет увеличения силового воздействия на забой.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, включающее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивания колонны обсадных труб с заглушкой, поршнем с клапаном и тягой, снабжено дополнительной тягой, заглушкой, двумя клапанами и двумя концевыми выключателями, причем поршень установлен в колонне обсадных труб между основной и дополнительной заглушками соосно последним, дрполнительные клапаны установлены в заглушках и связаны с основным клапаном тягами, а концевые выключатели размещены на противоположных поверхностях поршня.

На чертеже представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, общий вид.

Устройство содержит бурильную колонну 1, на которой закреплен раздвижной расширитель 2 с дробяще-режущими элементами 3 и промывочными отверстиями 4. Шпиндель 5 связывает колонну бурильных труб 1 и расширитель 2 с полым штоком 6. Полость штока 6 связана системой 7 воздухоснабжения с заглушкой 8, на которой смонтирована шинопневматическая муфта 9, спускной клапан 10 и скользящие уплотнения 11. Спускной клапан 10 гибкой тягой 12 связан с клапаном 13, выполненным по схеме фермы Мезиса и вмонтированным в порщень 14, в котором размещены скользящие уплотнения 15 и 16 и два концевых выключателя 17 и 18. Гибкая тяга 19 связывает клапан 13 со спускным клапаном 20 который смонтирован в заглушке 21. В последней размещены скользящее уплотнение 22 и пневматическая муфта 23, которая питается по системе 24 воздухоснабжения из магистрали 25 высокого давления, жестко связанной с полым штоком 6..Заглушки 8 и 21 и поршень 14 с обсадной колонной 26 образуют рабочие полости 27 и 28 силового цилиндра. Клапан 13 подпружинен пружиной 29.

Устройство работает следующим образом.

После бурения пилотной скважины колонна 1 бурильных труб остается в ней. К колонне 1 бурильных труб крепится раздвижной расщиритель 2. Скважина предварительно расширяется им, а затем устанавливается колонна обсадных труб 26. Расширитель складывается и вытягивается через колонну 26 наружу, и к нему с помощью шпинделя 5 крепится шток 6, к которому подведена магистраль 25 высокого давления.

Бурильной колонной 1 передается к расширителю 2 крутящий момент и тяговое усилие, создаваемые любым известным способом, по ней же прокачивается промывочный агент, который поступает в расширитель 2, проходит через его промывочные отверстия 4 и уносит на поверхность шлам по затрубному пространству.

Из магистрали 25 высокого давления воздух через каналы в поршне 14 и клапан 13 поступает в рабочую полость 28. В это время тягой 12 открыт спускной клапан 10, а спускной клапан 20 закрыт, следовательно, поршень 14 будет двигаться относительно колонны 26 обсадных труб влево и через шток 6 на зубки расширителя будет приложена дополнительная нагрузка, а реакцию этой нагрузки будет воспринимать обсадная колонна через заглушку 21 и передавать ее за счет трения на стенки скважины и на наземное домкратное устройство 30. Нагрузка на зубки расширителя ограничивается только прочностью на сжатие передней части колонны 26 обсадных труб. Выбрав ход, поршень 14 закрывает клапан 10 и приводит клапан 13 в положение неустойчивого равновесия. Когда пружина 29 займет-- вертикальное положение, щ которого она будет выведена концевым выключателем 17 за счет опирания его штока в заглушку 8, клапан 13 займет устойчивое положение справа по отношению к поршню 14, откроет клапан 20 за счет подобранной длины тяги 19 и отсечет от магистрали высокого давления рабочую полость 28, соединив ее через клапан 20 с областью 31 низкого давления. Затем воздух под высоким Давлением через клапан 13 попадает в рабочую полость 27. Под действием давления в полости 27 заглушка 8 вместе с обсадной колонной 26 перемещается влево относительно полого штока 6, который жестко связан с колонной 1 бурильных труб. Это движение происходит до тех пор, пока клапан 13 не упрется в заглушку 21 и не «перескочит в исходное равновесное состояние под действием концевого выключателя 18 и пружины 29, открыв спускной клапан 10, поршень 14 при этом закрывает спускной клапан 20. Таким об|разом процесс автоматически повторяется и при этом создается поочередно дополнительное усилие на зубки расширителя и на протаскивание обсадных труб. При необходимости (с целью ремонта и т. п.) все элементы устройства благодаря пневматическим муфтам и раздвижному расширителю, за. исключением колонны обсадных труб, можно извлечь наружу, для этого следует сбросить давление в магистрали высокого давления и вытянуть или вытолкнуть бурильной колонной всю оснастку снстемы. Изобретение позволяет уменьшить мощность привода или увеличить длину прокладываемого трубопровода за счет снижения напорных усилий в бурильной колонне.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ, включающее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивания колонны обсадных труб с заглушкой, поршне « с клапаном и тягой, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости проходки за счет увеличения силового воздействия на забой, оно снабжено дополнительной тягой, заглушкой, двумя клапанами -и двумя концевыми выключателями, причем поршень установлен в колонне обсадных труб между основной и дополнительной заглушками соосно последним, дополнительные клапаны установлены в заглушках и связаны с основным клапаном тягами, а концевые выключатели размешены на противоположных поверхностях поршня.