Снаряд со съемной коронкой Советский патент 1990 года по МПК E21B10/64 

Изобретение относится к буровому инструменту вращательного действия и может быть использовано при бурении скважин без подъема бурильной колонны при смене бурового инструмента.

Цель изобретения - повышение надежности работы снаряда путем устранения заклинивания разъединяемых элементов.

На фиг. 1 представлен снаряд со съемной коронкой; на фиг. 2 - то же, вид снизу; на фиг. 3 - то же, элеченты фиксации перемещаемых элементов; на фиг. 4 - то же, вид снизу на наружные элементы

Снаряд со съемной коронкой содержит корпус 1, который с башмаком 2 соединяется по резьбе 3, которая позволяет присоединять к корпусу 1 коронки, не имеющие возможности заменяться без подъема буровых штанг, и шарошечные долота (не показаны). Корпус 1 жестко закреплен на бурильной колонне, которая обеспечивает передачу на него осевых и вращательных усилий. В снаряд со съемными коронками входит керноприемник 4, в который входит разрезная пружинящая гильза 5, режущие элементы 6, разжимной конус 7, замок 8, шарики 9, шпонки 10 и 11 и срезной штифт 12. Шарики 9 взаимодействуют с корпусом 1 через пазы 13 и с разжимным конусом 7 через канавки 14, а с замком 8 через пазы 15, имеющие уширения 16. Разрезная пружинящая гильза 5 взаимодействует с разжимным конусом 7, выполненная с конической поверхностью на конце при помощи шпонки 10 по пазу 17 ,и опорному конусу 18, выполненному на внутренней поверхности гильзы 5, а разжимной конус 7 взаимодействует с замком 8 при помощи шпонки 11 по пазу 19 и срезного штифта 12. Для обеспечения возможности установки режущих элементов 6 на забое по наибольшему диаметру скважины пружинящая гильза 5 имеет прорези 20. В разжимном конусе 7 имеется полость 21 с кернователем (не показан). Замок 8 имеет полость 22 и направляющую воронку 23 к ней для захватного устройства 24, прикрепленного к канату 25. Для обеспечения промывки скважины разжимной конус 7 имеет отверстие 26 для промывочной жидкости. Количество шариков 9, пазов 13, 15, 17, 19, шпонок 10 и 11 может быть любым и определяется величинами передаваемых усилий. Вместо шариков 9 с замком

8 может быть использован рычажный механизм. Для обеспечения быстрой смены разрезных пружинящих гильз 5 с режущими

элементами 6 шпонка 10 имеет резьбу 27 и шлиц 28. Для обеспечения большой площади контакта разрезной пружинящей гильзы 5 с корпусом 1 корпус с башмаком 2 имеет пазы 29, копирующие поверхности отжатых лепестков 30 разрезной пружинящей гиль0 зы 5. Коническая поверхность пазов и опорного конуса имеет противоположное направление. Режущие элементы 6 показаны условно. Они могут содержать либо резцы из твердых сплавов, либо матрицы с закрёплен5 ными в них алмазами зернистостью от 20 до 150 штук на карат и более, а кроме этого торцовые поверхности разрезных пружинящих гильз 5 могут повторять по форме либо ступенчатые, либо комбинированные алмазные коронки, что позволяет использовать в

0 качестве режущих элементов 6 комбинированные и ступенчатые алмазные коронки. Использование алмазов с зернистостью от 20 до 150 штук на карат позволяет создать комплект алмазных коронок, способных работать в породах любой категории по бу5 римости.

Буровая коронка работает следующим образом.

В скважину опускают корпус 1 с башмаком 2 на буровых штангах. Спуск корпуса I прекращают при подходе торца башмака 2 к забою на расстояние меньшее, чем длина пазов 13. После этого производят спуск в скважину по буровым штангам до соприкосновения с забоем режущих элементов 6. При этом шарики 9 остаются на

5 уровне пазов 13. Спуск деталей керноприемника 4 производят под действием собственного веса или принудительно. Затем проворачивают бурильные трубы и корпус 1. При вращении корпуса 1 пазы 13 и 15 периодически совмещаются, в результате шарики 9

0 выкатываются из верхних уширений 16 пазов 15 и по пазам 15 вкатываются в пазы 13, что обеспечивает соединение корпуса 1 с разжимным конусом 7, так как шарики 9 частично заходят как в пазы 15, так и в пазы 13. После соединения корпуса 1 с разжимным кону5 сом 7 при помощи шариков 9 через буровые штанги на корпус 1 передают осевое усилие и прижимают корпус 1 к забою скважины. При этом шарики 9 упираются в раз0

жимной конус 7 и передают на него от корпуса 1 осевое усилие, что приводит к перемещению разжимного конуса 7 в направлении забоя относительно разрезной пружинящей гильзы 5 за счет шпонки 10 и паза 17, а в результате этого разжимной конус 7 взаимодействует с разрезной пружинящей гильзой 5 по опорному конусу 18 и разжимает пружинящую гильзу 5 за счет прорезей 20 до соприкосновения ее с корпусом 1, что обеспечивает установку режущих элементов б по наибольшему диаметру скважины. Затем к бурильным трубам прикладывают вращательный момент и начинают бурение скважины. Бурение скважины прекращают либо в случае износа режущих элементов 6, либо в случае необходимости замены разрезной пружинящей гильзы 5 с режущими элементами 6 на другую в связи с изменением условий бурения. Для смены режущих элементов 6 в скважину по бурильным трубам под действием собственного веса спускают на канате 25 захватное устройство 24 до захода и закрепления его в полости 22. После этого к канату 25 прикладывают тянущее усилие, что приводит к срезанию срезного штифта 12, подъему замка 8 вверх до подъема шпонки 11 по пазу 19 в верхнее крайнее положение, к полному выкатыванию шариков 9 из пазов 13 в канавки 14 в результате взаимодействия шариков 9 с наклонными торцовыми поверхностями пазов 13. Из-за взаимодействия замка 8 с разжимным конусом 7 через шпонку 11 и выхода шариков 9 из пазов 13 разжимной конус 7 поднимается вверх и освобождает опорный конус 18, что приводит к сжатию лепестков 30, а это обеспечивает возможность перемещения керноприемника 4 внутри бурильных труб. После замены на поверхности разрезной пружинящей гильзы 5 с режущими элементами б и срезного штифта 12 опять производят спуск в скважину керноприемника 4 и переводят снаряд в рабочее положение описанным способом.

Формула изобретения

0

0

Снаряд со съемной коронкой, содержащий корпус с бурильной колонной, присоединенный к корпусу башмак, пазы, выполненные на торце башмака с конической поверхностью, расположенной под острым углом к

5 наружной поверхности башмака, расположенный внутри корпуса съемный керноприем- ник с разжимным элементом и охватывающей его подвижной разрезной пружинящей гильзой в виде лепестков с закрепленными на конце режущими элементами, расположенными в пазах башмака, и элементы фиксации керноприемника в снаряде, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы снаряда путем устранения заклинивания разъединяемых элементов, па5 зы в башмаке выполнены криволинейными и конгруэнтными внешней поверхности лепестков гильзы при их рабочем положении, гильза на внутренней поверхности выполнена с опорным конусом, а разжимной элемент выполнен на конце с конической по0 верхностью, конгруэнтной поверхности опорного конуса, причем конические поверхности пазов и опорного конуса направлены в противоположные стороны, а пазы в башмаке выполнены с возможностью расположения в них лепестков при их рабочем положении.

Изобретение относится к буровому инструменту вращательного действия и может быть использовано при бурении скважин без подъема бурильной колонны при смене бурового инструмента. Цель - повышение надежности работы снаряда путем устранения заклинивания разъединяемых элементов. Для этого пазы 13, 15, 17, 19 в башмаке 2 выполнены криволинейными и конгруэнтными внешней поверхности лепестков 30 гильзы 5 при их рабочем положении. Гильза 5 на внутренней поверхности выполнена с опорным конусом 18. Снаряд имеет разжимной элемент, выполненный на конце с конической поверхностью, конгруэнтной поверхности опорного конуса 18. Конические поверхности пазов 13, 15, 17, 19 и конуса 18 направлены в противоположные стороны. Пазы 13, 15, 17, 19 в башмаке 2 выполнены с возможностью расположения в них лепестков 30 при их рабочем положении. Снаряд содержит керноприемник 4, в который входит гильза 5, режущие элементы 6, разжимной конус 7, замок 8, шарики 9, шпонки 10 и 11 и срезной штифт 12. Последний срезается

это приводит к поднятию замка 8 до подъема шпонки 11 по пазу 19 в верхнее крайнее положение и к полному выкатыванию шариков 9 из пазов 13 в канавки в результате взаимодействия шариков с наклонными торцовыми поверхностями пазов 13. Из-за взаимодействия замка 8 с конусом 7 через шпонку 11 и выхода шариков из пазов 13 конус 7 поднимается и освобождает опорный конус 18, что приводит к сжатию лепестков 30. Это обеспечивает возможность перемещения керноприемника 4 внутри бурильных труб. 4 ил.

Фиг. 2

Фиг.З