Устройство для ликвидации прихвата бурового става в скважине Советский патент 1985 года по МПК E21B31/107 E21B28/00 

Изобретение относится к горной п мышленности и нредназначено для раз мыва угольно-породных пробок, образуемых во время гидротранспорта раз рушенного материала по скважине, и освобождения прихваченного участка става буровыемочной установки особенно при разработке полезных ископаемых из восстающих скважин. Известно устройство для ликвидации прихвата путем вибрации, создаваемой механизмом для возбуждения гидравлических импульсов в полости труб l , Недостатком данного устройства являются сложность и необходимость иметь в ставе трубы повьпиенной проч ности . Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ликвидации прихвата бурового става в скважине, включающее корпус с центрирующей втулкой с насадками, Соединенными с полостью корпуса, полый плунжер с седлом, зафиксированным в исходно положении в полости корпуса с возможностью перекрытия насадок 2. Недостатком известного устройств является необходимость подъема буро вого, става после срабатывания устро ства. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за сч сокращения спускоподъемных, операций после освобождения бурового става, Поставленная цель достигается те что в устройстве для ликвидации при хвата бурового става в скважине, вк чающем корпус с центрирующей втулко с насадками, соединенными с полость корпуса, польм плунжер с седлом, за фиксированным в исходном положении полости корпуса с возможностью пере крытия насадок, плунжер и седло выполнены в виде отдельных элементов, контактирующие поверхности которых прижаты одна к другой пружинами и расположены в зоне насадок. При этом корпус с центрирующей втулкой соединен с плунжером с возможностью относительного ограниченного поворота. Кроме того, устройство снабжено несколькими центрируюнщми втулками, в которых жесткость пружин плунжеров и седел увеличивается от забоя к устью скважины. 562 На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, при бурении скважины; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 , на фиг. 3 устройство в рабочем положении. Устройство состоит из корпуса 1, соединенного жестко с обоймой 2 быстрорасъемного замкового соединения при помощи замка 3. В корпусе 1 расположены неподвижные втулки 4 и 5 с неподвижными уплотнениями 6. Подвижный полый плунжер 7 с поршнем 8 имеет втулку 9 - быстроразъемного замкового соединения со штифтами 10 для соединения со ставом подачи и передачи ему крутящего момента. Герметизация полостей обеспечивается подвижными уплотнениями 11 и 12. Запорное седло 13 и полый плунжер 7 с поршнем 8 пружины 14 удерживает в крайних положениях, что обеспечивает сплошность канапа 15 и герметичность контактируюш 1х поверхностей 16. Во втулке 5 и корпусе 1 расположены отверстия 17 и 18 против полости 19, сообщающейся с насадками 20. Корпус 1 имеет пазы 21 и 22. Полость 23, в которой размещен поршень 8, соединена отверстием 24 с каналом 15, а полость 25 - отверстием 26 с атмосферой Полость 27 сообщается отверстием 28 с проточной частью устройства. Устройство работает следую1дим образом. В подающем ставе буровыемочной установки устанавливают штанги с устройством для ликвидации прихватов и забучиваний става. Количество- таких штанг и расстояния между ними в ставе выбирают из условий эффективности действия струи воды из насадок 20 по размыву угольно-породных пробок. При углях средней крепости штанги с устройством для ликвидации пробок устанавливают только в зоне наибольшей вероятности образования пробок, например вблизи исполнительного органа. Пружины 14 для каждой штанги оттарированы на различные усилия и устанавливаются в подающем ставе таким образом, чтобы при росте усилий срабатывали последовательно, начиная от исполнительного органа и продвигаясь к станку, т.е. от забоя к усты,) скважины. В случае прихвата става подачи в .скважине при ее забучиваний 1орной 3 массой и недостаточности отрегулиро ванного усилия для его -освобождения увеличивая давление в системе гидро привода подачи, настраивают усилие подачи на максимально допустимое. При подаче назад это усилие, пре одолевая давление напорной жидкости в устройстве, перемещает корпус 1 относительно плунжера 7 с поршнем 8 которые остаются неподвижными вмест с прихваченным участком става подачи При этом торец втулки 5 упирается в бурт запорного седла 13. При дости жении максимального рабочего усилия подачи, превышающего усилие прижатия седла 13 к плунжеру 7, происходит .размыкание контактирующих поверхностей 16 на величину Б (фиг. 3). Напорная жидкость, продолжая поступать по каналу 15 к исполнительному органу, одновременно по каналам 17 и 18 подается в полость 19 и к насадкам 20. Штифты 10 выходят из пазов 21 в расширяющиеся пазы 22. При этом, передавая крутящий момент от става до.дачи, свободный участок става вместе корпусом 1 и насадками 20 могут проворачиваться относительно плунжера 7 и прихваченного участка става на определенный угол, обрабатывая истекаюпщми струями высоконапорной воды периметр забученного участка скважины, размывая пробку и освобождая прихваченный участок става. 64 Величина проворота корпуса 1 относительно плунжера определяется углом расширения паза 22. После размыва пробки и освобождения прихваченного участка става последний под действием силы тяжести, а также пружины 14 и усилия, развиваемого давлением жидкости, переводит плунжер 7 в крайнее исходное положение и автоматически обеспечивает соединение контактируюш х поверхностей 16. При подаче высоконапорной жидкости она по каналу 15 поступает в став подачи и далее к исполнительному органу. Одновременно жидкость по отверстиям 24 и 28 поступает под давлением в полости 23 и 27, обеспечивая при этом принудительное удержание плунжера 7 с поршнем 8 и запорного седла 1.3 в крайнем состыкованном положении и герметичность стыка контактирующих поверхностей 16. Штифты 10 удерживаются при этом в пазах 21, передавая крутящий момент на став подачи и к исполнительному органу. Осевая нагрузка, передаваемая устройством, определяется давлением жидкости, диаметром запорного седла 13 и площадью сечения кольцевой полости 23.. Применение предлагаемой конструкции устройства для освобождения бурового става позволяет более эффективно и за меньший срок ликвидировать прихваты, увеличить темпы отработки пластов.

//

фаг Л

ВидА

Фиг.г

И

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДА.ЦИИ ПРИХВАТА БУРОВОГО СТАВА В СКВАЖИНЕ, включающее корпус с центрирующей втулкой с насадками, соединенными с полостью корпуса, полый плунжер с седлом, зафиксированным в исходном положении в полости корпуса с возможностью перекрытия насадок, о тличающееся тем, что, с целью повьппения эффективности его работы за счет сокращения спускоподъемных операций после освобождения бурового става, плунжер и седло выполнены в виде отдельнытс элементов, контактирующие поверхности которых прижаты одна к другой пружинами и расположены в зоне насадок. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус с центрирующей втулкой соединен с плунжером с возможностью относительного .ограниченного поворота. 3,Устройство по п. 1, отли(Л чающееся тем, что, оно снабжено несколькими центрирующими втулками, в которых жесткость пружин плунжеров и седел увеличивается от забоя к устью скважины.