Расширитель скважин Советский патент 1986 года по МПК E21B7/28 

1

Изобретение относится к буровой технике, конкретно к конструкциям устройств для разбуривания пилот- - скважинв

Цель изобретения - повышение эф- фективности работы за счет уменьшения искривленности оси скважины.

На фиг. 1 изображен расширитель скважин, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - раз- рез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг, 5 - разрез Г-Г на фиг. 4.

Расширитель скважин включает корпус 1 с породоразрушающими инструментами 2р буровой вал 3, передний 4 и задний 5 фонари.

Передний фонарь 4 состоит из средней 6 и крайних 7 и 8 ступиц, одной лыжи 9 и двух лыж 10. Лыжа 9 соединена с крайними ступицами 7 и 8 посредством шарнирных рычагов 11, а лыжи 10 - с крайней ступицей 7 посредство шарнирного рычага 12, а со средней ступицей 6 - посредством шарнирного параллелограмма, состоящего из шарниных рычагов 13.

Крайние ступицы 7 и 8 посредством резьбы 14 соединены с храповыми втул 15, имеющими собачки 14, пружи- ны 17 и подшипники 18, а буровой вал 3 скреплен с храповыми колесами 19J размещенными внутри храповых втулок 15, Резьбы 14 крайних ступиц 7 и 8 выполнены с разным направлением витков. Средняя ступица 6 не имеет храпового механизма. На средней ступице жестко установлены под углом ей к продольной оси кронштейны 20, к которым крепятся шарнирные рычаги 13. На лыжах 10 под углом об к поперечным и продольным осям симметрии лыжи закреплены кронштейны 21, соединенные с шарнирными рычагами 13 1Кронштейны 21 установлены под углом

ft, при этом (x.-g-й,внешняя поверхность лыж 9 и 10 выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу пилот- скважины.

На лыже 9 со смещением относительно ее продольной оси закреплены две зубчатые рейки 22 и 23, при этом они установлены параллельно одна другой и смещены по высоте, причем рейка 23 расположена впереди рейки 22 и смещена к продольной оси лыжи 9.

0

5

81

5

5 40 45

50

55

692

Задний фонарь 5 состоит из опорного кольца 24, установленного на подшршниковой ступице 25 и закреплен фиксатором 26. На внешней поверхности кольца 24 жестко установлены лыжи 27 с криволинейной с радиусом R поверхностью. Этот радиус может быть равен расстоянию L между лыжами 9 и 10 переднего и заднего фонарей. Породоразрушающие инструменты 2 установлены на КООПУ- се 1 посредством шарнира 28 с возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол у , равньй возможному углу перекоса бурового вала 3. Для фиксации породоразрушающих инструментов применен фиксатор, выполненный в виде пальпа 29.

Расширитель скважин работает следую ющим образом.

Посредством вращателя и бурового става Гне обозначены), размещенного в предварительно пробуренной пилот- скважине, вращают расширитель. Породоразрушающие инструменты.2 перека- тываются по забою и разрушают породу. При искривленности пилот-скважины и отклонении ее оси от проектной предварительно производят настройку расширителя скважин. Передний фонарь 4 устанавливают эксцентрично оси пилот- скважины так, чтобы ось бурового вала 3 и бурового става заняла положение, наиболее близкое к проектной оси скважины. Для того, чтобы породо- разрушающие инструменты вписывались в габариты скважины и не контактировали с ее стенками (стенками разбуриваемого уступа|, их поворачивают на угол у посредством шарнира 28 и фиксируют посредством пальца 29.

При вращении бурового вала 3 по часовой стрелке эксцентриситет переднего фонаря не меняется, так как буровой вал совместно с храповыми колесами 19 свободно проворачивается в храповьк втулках 15, не зацепляясь с ними. Лыжи 9 и 10 этого фонаря примыкают к стенке пилот-скважины, заставляя расширитель вращаться вокруг заданной оси. Передний фонарь не вращается благодаря подшипниковой . ступице 25, При осевой подаче бурового става зубчатые рейки 22 и 23 прорезают продольную канавку .в стенке пилот-скважины, что предотвращает ,iip- зорачивание переднего фонаря, .По мере расширения скважины для умень-

шения искривленности ее оси периоди чески производят уменьшение предварительно установленного эксцентриситета переднего фонаря. Для этого прекращают вращение расширителя и производят его поворот против часовой стрелки (один или несколько оборотов При этом храповые колеса 19 крайних ступиц 7 и 8 по средством. собачек 16 сцепляются с храповыми втулками 15, в результате чего храповые втулки, . имеющие резьбы J4, заставляют перемещаться в осевом направлении ступицы 7 и 8, а так как направление резьбовых витков на этих ступицах различное, то ступица 7 перемещает- ся вдоль бурового.вала 3 вверх, а ступица 8 - вниз. При таком перемещении ступиц навстречу друг другу лыжа 9 перемещается в поперечной плоскости в сторону стенки пилот-скважины за счет изменения угла наклона щарнирных рычагов 11, и одновременно лыжи 10 перемещают в сторону ступицы за счет изменения угла наклона шарнирных рычагов 12 и 13, т, е, происходит изменение (уменьшение) эксцентриситета переднего .фонаря. При . изменении эксцентриситета зубчатые рейки 22 и 23 предотвращают проворот переднего фонаря в скважине.

Одна из реек 23 расположена на льг- же впереди рейки 22 и образует канав-

08169

ку с развалом породы в обе стороны ;от линии резания. Рейка 22 при этом выравнивает развал породы с одной стороны и образует канавку с равной

5 стенкой, что способствует более надежной фиксации лыжи от проворота. Этому способствует и смещение реек к периферии лыжи, а рейка 23 относительно рейки 22 - в сторону вращения

10 бурового става при расширении (фиг. 4J

При уменьшении эксцентриситета переднего фонаря расширитель поворачивается в вертикальной плоскости опираясь лыжами 27 заднего фонаря 5

15 на стенку скважины. Криволинейная поверхность лыжи и условие R « L предотвращает заклинивание фонаря в скважине.

При возобновлении расширения скважины при измененном эксцентриситете происходит постепенное выпрямление оси скважины.

Изменение эксцентриситета переднего фонаря возможно производить на любом участке разбуриваемой скважины и зависит оно от характера искривления пилот-скважины. После выпрямления искривленного участка

скважины и уменьшения эксцентриситета до нуля дальнейшее расширение производят при соосном положении переднего фонаря и пилот-гскзажины.

27

Фиг, г

го

Потреинв

ось

(OtnS