Устройство для расширения скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к буровому инструменту для расширения донной или другой части скважин при образо- вании в них полостей,и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.

Цель изобретения - повышение на- дежности работы устройства путем использования одного уровня давления промывочной жидкости.

На фиг.1 изображено устройство, обший вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Е на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг,2 (лопасти в закрытом положении); на фиг,5 - то же, в открытом положении; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1 с пазами 2, в которых размещены две выдвижные лопасти 3 с твердосплавными резцами 4. В нижнем конце корпуса 1 закреплено опережающее шарошечное долото 5, а в верхнем конце корпуса 1 выполнена резьбовая муфта 6 для соединения с буровым ставом 7. В корпусе 1 выполнены также каналы 8 и 9, сверления 10 - 13, радиальные отверстия 14 под шаровые фиксаторы 15, гнездо 16, в котором расположен поршень 17 с пружиной 18 и штоком 19, имеющим утолщенную головку 20 и хвостовик 21. В днище поршня 17 выполнены каналы 22. В лопастях 3 выполнены конические гнезда 23, пазы 24 и наклонные прорези 25, через которые проходят винты 26, служащие направляющими для лопастей 3. Позицией 27 обо- значен уступ, разбуриваемый лопастями 3 в сложенном положении, а позицией 3 - лопасть 3 в выдвинутом положении.

Устройство для расширения скважин работает следующим образом.

Перед началом бурения лопасти 3 под воздействием собственного веса опускаются вниз и, соскальзывая своими прорезями 25 по винтам 26, перемещаются к продольной оси расширителя. В сложенном нижнем положении конические гнезда 23 на внутренней поверхно- сти лопастей 3 совпадают с радиальными отверстиями 14 корпуса, в которых

размещены шаровые фиксаторы 15. Пор шень 17 под воздействием пружины 18 находится в крайнем верхнем положении, и с фиксаторами 15 контактирует

с ю

}5 . 20

2530 ы с 40

.с

- .

50

55

хвостовик 21 штока 19, что удерживает фиксаторы 15 в гнездах 16 и не дает им выпасть в канал 8. После достижения опережающим шарошечным долотом 5 забоя к расширителю включают подачу промывочной жидкости. Под воздействием давления промывочной жидкости поршень 17 со штоком 19, сжимая пружину 18, перемещаются вниз, и утолщенная головка 20 вытесняет фиксаторы 15 в конические гнезда 23. Лопасти 3 оказываются запертыми в сложенном положении и не могут раздвинуться даже под воздействием на них какой-либо нагрузки. При бурении долото 5 образует опережающую скважину, которая сражу же разбуривается выступающими на уступ 27 за габарит долота краями лопастей 3. Они обеспечивают номинальный диаметр скважины. Промывка опережающей скважины осуществляется промывочной жидкостью, поступающей к долоту через каналы 22 в поршне 17 и далее через канал 8. Кроме того, выносу шлама из скважины способствует жидкость, вытекающая в затрубное пространство через каналы 9 со сверлениями 12 и сверления 13, Длл раздвижки лопастей 3 и бурения расширенной скважины отключают подачу напорной жидкости. В результате падения давления поршень 17 со штоком 19 под воздействием пружины 18 перемещаются вверх от долота в исходное положение, при этом фиксаторы 15 начинают контактировать с хвостовиком 21, утапливаются в радиальные отверстия 14 в корпусе 1 и освобождают лопасти 3, которые под воздействием реакции со стороны породного уступа 27 на забое отжимаются вверх и, скользя прорезями 25 по направляющим винтам 26, одновременно раздвигаются от продольной оси устройства, увеличивая тем самым диаметр буримой скважины. После того, как лопасти переместятся по линии движения на величину (h) порядка 1-2 диаметра фиксатора 15, вновь осуществляется подача промывочной жидкости. При этом поршень 17 вновь переходит в нижнее положение, фиксаторы 15, взаимодействуя с утолщенной головкой 20 штока 19, выступают за прива- лочную плоскость корпуса 1 и заходят в пазы 24, выполненные на внутренней поверхности лопастей по направлению их перемещения. Поэтому в процессе бурения лопасти 3 продолжают раздви

гаться до обеспечения максимального диаметра скважины. Раздвижка лопасти определяется длиной прорези 25. В процессе бурения промывочная жидкост через сверления 10 и 11 поступает в пазы 2, в которых размещены лопасти 3. Благодаря тому, что лопасти омываются по обеим опорным плоскостям, исключается их заштыбовывание шламом и обеспечивается легкость перемещения. По завершении процесса бурения подача промывочной жидкости прекращается. Поршень 17 под воздействием пружины 18 возвращается в исходное положение и освобождает фиксаторы 15 и лопасти 3. При подъеме бурового става лопасти 3 под действием своего веса возвращаются в исходное сложенное положение и расширител легко извлекается из скважины.

Формула изобретения

1, Устройство для расширения скважин, включающее корпус с пазами,

0

Q

5

размещенные -в пазах раздвижные лопасти, направляющие для их перемещения, подпружиненный поршень со -штоком, размещенные в корпусе, и опережающее долото, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем использования одного уровня давления промывочной жидкости, лопасти имеют конические гнезда на боковой внутренней поверхности и выполнены выступающими за габаоит опережающего долота до их раздвижения, при этом корпус снабжен шаровыми фиксаторами и имеет радиальные отверстия, размещенные между лопастями и штоком, причем шаровые фиксаторы установлены в радиальных отверстиях с возможностью одновременного взаимодействия с коническими гнездами лопастей и штоком.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе выполнены дополнительные каналы для промывочной жидкости с выходом на боковые поверхности лопастей.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - повышение надежности работы устройства путем использования одного уровня давления промывочной жидкости. Корпус 1 устройства выполнен с пазами 2 и каналами 8 и 9 для промывочной жидкости. В корпусе 1 размещен подпружиненный поршень 17 со штоком 19, а в нижнем конце корпуса 1 закреплено опережающее долото. В пазах 2 размещены раздвижные лопасти /Л/ 3, выступающие за габарит опережающего долота до их раздвижения. В Л 3 выполнены конические гнезда 23, пазы и наклонные прорези, через которые проходят направляющие Л 3. В корпусе 1 выполнены радиальные отверстия 14, размещенные между Л 3 и штоком 19, в которых установлены шаровые фиксаторы 15 с возможностью одновременного взаимодействия с коническими гнездами 23 и штоком 19. Под действием промывочной жидкости поршень 17 со штоком 19 перемещается вниз, вытесняя фиксаторы 15 в гнезда 23, и Л 3 оказываются запертыми в сложенном положении. При бурении долото разбуривает скважину, которая тут же разбуривается краями Л 3. Для бурения расширенной скважины отключают подачу напорной жидкости. Поршень 17 со штоком 19 перемещается вверх. Фиксаторы 15 утапливаются в отверстия 14 и освобождают Л 3. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

/ sb I E w f-Щ у У/////Г////////////h

27 V

Фиь.1

фиЭ.З

S-в

23

в-в

фи&5

/fpu&rsrav- #ая sr/reoMecfrru