Опорно-центрирующее устройство для бурения и расширения передовой скважины Советский патент 1986 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к горному делу, конкретнее к конструкциям огюрно-центрирующих устройств, применяемых при бурении и расширении скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

На фиг. 1 изображено опорно-центрирующее устройство при бурении передовой скважины, общий вид; на фиг. 2 - то же, при расширении передовой скважины, на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - опорная лыжа в сложенном положении; на фиг. 5 - то же, в раскрытом положении.

Опорно-центрирующее устройство для бурения и расширения передовой скважины состоит из шлицевой муфты 1, соединенной, например, посредством резьбы с буровым ставом 2. На шлицевой муфте закреплена на подшипниках вращающаяся ступица 3. Муфта 1 соединена со щлицевым валом 4. Муфта 1 и шлицевой вал 4 являются секциями телескопического вала. На валу 4 закреплена на подшипниках вращающаяся ступица 5. На ступицах 3 и 5 жестко установлены кронштейны 6, устройство имеет основные 7 и дополнительные 8 опорные лыжи. На основных лыжах 7 по центру укреплены кронштейны 9, а на концах-кронщтейны 10. На дополнительных опорных лыжах укреплены кронщтейны 11 и 12.

В сложенном положении опорных лыж обе дополнительные лыжи 8 соединены между собой и с основными лыжами 7 посредством шарнира 13, расположенного в кронштейнах 9 и 11 на внутренней поверхности лыж 7. Этот же шарнир 13 соединяет концы тяг 14 и 15 между собой. Другие концы тяг шарнирно соединены с кронштейнами 6 ступиц 3 и 5. Основные и дополнительные 7 и 8 соединены между собой посредством шарниров 16, расположенных в кронштейнах 10 и 12.

В раскрытом положении опорных лыж концы тяг 14 и 15 соединены только с шарнирами, расположенными в кронштейнах 11, при этом рабочие поверхности лыж 7 и 8 расположены в одной цилиндрической поверхности.

На валу 4 при бурении передовой скважины укреплен буровой рабочий орган 17 с забурником 18, а при расширении передовой скважины - расширитель 19. Расстояние LI от оси телескопического вала до осей шарниров, расположенных в кронштейнах И, больше, чем расстояние L от этой оси до шарниров 16 в раскрытом положении опорных лыж (при расширении передовой скважины).

Опорно-центрирующее устройство для бурения расширения передовой скважины работает следующим образом.

При бурении передовой скважины рабочим органом 17 в контакте со стенкой скважины находятся только основные опорные лыжи 7, так как дополнительные опорные лыжи 8 сложены и расположены с внутренней стороны основных лыж 7 (фиг. 1, 3 и 4). Включают вращатель буровой машины (не показан). Крутящий момент на буровой рабочий орган передается посредством бурового става 2 и телескопического вала. Осевая нагрузка передается через муфту 1, ступицу 3, тяги 14 и 15, ступицу 5 и шлицевой вал 4. за счет сближения секции. За счет того, что при осевой нагрузке происходит сближение муфты 1 и вала 4, а следовательно, ступиц -3 и 5, тяги 14 и 15 поворачиваются, распирая основные, опорные лыжи 7 в стенку передовой скважины с расчетным усилием. Это позволяет центрировать рабочий орган 17. При этом дополнительные опорные лыжи 8 сложены и участия в центрировании не принимают.

После окончания бурения передовой скважины и выхода рабочего органа 17 на вентиляционный щтрек на телескопический вал устанавливают расщиритель 19 вместо рабочего органа и производят подготовку опорно-центрирующего устройства для расщирения передовой скважины. Для этого переводят дополнительные опорные лыжи 8 в раскрытое положение, а именно разъединяют шарнир 13, а концы тяги 14 и 15 соединяют с шарнирами кронштейнов 11. Рабочие поверхности дополнительных лыж 8 так же, как и основных лыж 7, при этом опираются в стенку передовой скважины. Общая опорная поверхность лыж значительно больще, чем поверхность в сложенном положении лыж.

Включают вращатель буровой машины и ее механизм подачи. Расширитель 19 вводится в контакт с забоем. Усиление подачи посредством бурового става 2 и муфты 1 передается ступице 3. Муфта 1 со ступицей 3 перемещается в осевом направлении относительно шлицевого вала 4, выбирая свободный ход. При перемещении ступица 3 воздействует на тяги 14, которые воздействуют на дополнительную лыжу 8 и через нее - на основную лыжу 7, и далее - через другую дополнительную лыжу 8. При этом тяги 14 и 15 поворачиваются, распирая и основные, и дополнительные опорные лыжи в стенку скважины с расчетным усилием. Из-за того, что щарниры кронштейнов 11 расположены от оси телескопического вала на большем расстоянии, чем шарниры 16, часть осевого усилия (его составляющая) дополнительно прижимает основные опорные лыжи 7 к стенке скважины, повыщая эффективность центрирования расширителя.

Осевое усилие на расщиритель передается через буровой став 2, муфту 1, ступицу 3, тяги 14, дополнительные 8 и основные 7 лыжи, тяги 15, ступицу 5 и буровой вал 4.

Формула изобретения Опорно-центрирующее устройство для бурения и расширения передовой скважины, включающее телескопический вал, на секциях которого установлены ступицы, опорные лыжи и тяги, одни концы которых шарнирно соединены ступицами, свободные концы которых шарнирно соединены с внутренней поверхностью опорных лыж, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы при расширении передовой скважины, она снабжено дополнительными опорными лыжами, одни концы которых шарнирно соединены с концами основных опорных лыж, а свободные концы установлены с возможностью шарнирного соединения со свободными концами тяг в раскрытом положении устройства при расширении передовой скважины и с возможностью соединения их с внутренней поверхностью основных опорных лыж в основном положении устройства при бурении передовой скважины, причем шарниры свободных концов дополнительных опорных лыж в раскрытом положении расположены на большем расстоянии от оси телескопического вала, чем шарниры, связывающие между собой основные и дополнительные опорные лыжи.

Л

77

(риг.1

/J

n

8

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность рабо ты при расширении передовой скважины. Для этого концы основных опорных лыж (ОЛ) 7 шарнирно соединены с концами дополнительных ОЛ 8. Другие концы ОЛ 8 шарнирно соединены со свободными концами тяг 14 и 15 и установлены с возможностью соединения с внутренней поверхностью ОЛ 7. Перед расширением передовой скважины ОЛ 8 переводят в раскрытое положение, для чего их концы отсоединяют от внутренней поверхности ОЛ 7. При расширении усилие подачи через буровой став и муфту 1 телескопического вала передается ступице 3. Тяги 14 и 15, шарнирно связанные со ступицами 3 и 5, поворачиваются, распирая ОЛ 7, 8 в стенку скважины с расчетным усилием. В результате размещения шарниров кронштейнов 11 на большем расстоянии от оси телескопического вала, чем шарниры 16, часть осевого усилия будет i дополнительно прижимать ОЛ 7 к стенке скважины. 5 ил. (Л to О5 ю о tc 1C

n в 8 n // /

/У///Х//УУ/// /y/x«///X/y X/X /

., ... ,,.. ...