Расширитель для бурения горизонтальных скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B7/28 

О5 О5

Изобретение относится к горному делу, а именно к оборудованию для бестраншейной прокладки трубопроводов. Цель - расширение эксплуатационных возможностей при одновременном повышении надежности. Расширитель включает шнековый буровой став 10, размещенный внутри цилиндрического лотка 1 с окном 2 и грунтоотбойной лопастью (Л). Внутри подшипникового узла размещен приводной вал 5, к которому посредством крестовины 6 крепится режуще- погрузочный барабан (РПБ) с передней 8 и задней 9 стенками. В грунтоотбойной Л выполнена полость, которая трубопроводом 19 соединена с коллектором (К) 20. жестко прикрепленным к наружной поверхности цилиндрического лотка соосно с шарнирным соединением. К К 20 присоединены нагнетательные трубопроводы 21 для подачи жидкости или сжатого газа, а полость К 20 имеет сопла, выполненные в виде щели Перед бурением производится монтаж расширителя, одной из операций которого является перевод грунтоотбойной Л из сложенного в раскрытое состояние. Расширитеть имеет механизм фиксации грунтоотбойной Л в сложенном и раскрытом состоянии, состоящий из рычага, прикрепленного к оси шарнирного соединения. В раскрытом состоянии периферийная очищаемая кромка Л не пает за диаметр внутренней поверхности РПБ 7. В сложенном состоянии Л размещена в окне 2 и не выступает за наружною цилиндрическую поверхность лотка I, а выступающая часть шарнирного соединения вписана в плоскости вращения в габариты окна РПБ 7 3 з п ф-лы 7 ил tЈ (Л

Изобретение относится к горному делу, а именно к оборудованию для бестраншейной прокладки трубопроводов.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей при Одновременном повышении надежности.

На фиг. 1 показан расширитель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1; на фиг. 5 и 6 - узел II на фиг. 3; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 3.

Расширитель горизонтальных скважин имеет цилиндрический приемный лоток 1 с окном 2 и грунтоотбойной лопастью 3, а также подшипниковый узел 4. Внутри подтипникового зла размещен приводной вал 5, к которому посредством крестовины 6 крепится режуще-погрузочный барабан 7 с передней 8 и задней 9 стенками Со стороны лотка к приводному валу крепится секция шнекового бурового става 10 Передняя стенка барабана имеет окна 11, к граням которых прикреплены режущие ножи 12 Барабан имеет грунтонесушл ю полость 13 Грунтоотбойная лопасть прикреплена к грани окна лотка посредством шарнирного соединения 14 и имеет периферийную 15 и боковые ID и 17 очищающие кромки В грунтоотбойной лопасти выполнена полость 18, которая трубопроводом 19 соединена с колСЛU

лектором 20, жестко прикрепленным к наружной поверхности цилиндрического лотка соосно с шарнирным соединением 14. К коллектору присоединены нагнетательные трубопроводы 21 для подачи жидкости или сжатого газа. Полость 18 снабжена соплами 22, которые могут быть расположены на периферийной очищающей кромке, выполнены в виде щели, перекрывающей рабочую ширину грунтоотбойной лопасти, и направлены либо от периферии барабана к центру вдоль 10 рабочей поверхности грунтоотбойной лопасти (фиг. 5), либо встречно направлению вращения барабана (фиг. 6).

Сопла могут быть также расположены на боковых считающих кромках, выполнены в -5 виде щели и направлены к передней и задней стенкам барабана встречно направлению его вращения (фиг. 7). Расширитель имеет механизм фиксации грунтоотбойной лопасти в сложенном и раскрытом состояузел 4 приводному валу 5, к которому от механизма вращателя буровой машины через cekunio шнекового бурового става 10 передается вращательное движение. Далее вращательное и поступательное движение передается от приводного вала 5 через крестовину б режуще-погрузочному барабану 7. Жидкость или сжатый газ поступает от специальных устройств через нагнетательные трубопроводы 2, коллектор 20, трубопровод 19, полость 18, сопла 22 в режуще-погрузочный барабан 7, смывая при этом рабочую поверхность грунтоотбойной лопасти 3 (фиг. 5), внутреннюю поверхность режуще- погрузочного барабана 7 (фиг. 6) или переднюю 8 и заднюю 9 стенки барабана (фиг. 7).

Разрушенный режущими ножами 12 грунт поступает через окна 11 в грунтонесущую полость 13, где под действием центробежных сил движется по направлению к груннии, состоящем из рычага 23, жестко при- 20 тоотбойной лопасти 3. При этом выходящие

крепленного к оси шарнирного соединения 14, пальца-фиксатора 24 с пружиной 25, установленного на рычаге с возможностью осевого перемещения, и двух отверстий 26 и 27 на торцовой части лотка для размещения в одном из них пальца-фиксатора. В сложенном состоянии грунтоотбойная лопасть 3 размещена в окне 2 лотка и не выступает за наружную цилиндрическую поверхность лотка, а выступающая часть шарнирного соединения 14 вписана в плоскости вращения в габариты окна И режуще-погрузочного барабана 7, а в раскрытом состоянии периферийная счищаемая кромка 15 грунтоотбойной лопасти 3 не выступает за диаметр внутренней поверхности режуще-погрузочного барабана 7.

Расширитель горизонтальных скважин работает следующим образом.

Перед бурением производят монтаж расширителя, одной из операций которого является перевод грунтоотбойной лопасти из сложенного в раскрытое состояние. Для этого палец-фиксатор 24 извлекается из отверстия 26, грунтоотбойную лопасть 3 поворачивают посредством рычага 23 и фиксируют в раскрытом состоянии пальцем-фиксатором

25

30

35

40

из сопел 22 периферийной 15 и боковых 16 и 17 счищающие кромок направленные потоки жидкости или сжатого газа препятствуют налипанию грунта на внутреннюю поверхность барабана 7 (фиг. 6), переднюю 8 и заднюю 9 стенки барабана (фиг. 7), а также на рабочую поверхность грунтоотбойной лопасти 3 (фиг. 5), чем улучшают качество погрузки разрушенного грунта в окно 2 лотка 1.

При бурении без налипания грунта в расширителе значительно снижаются нагрузки в приводе вращателя, кроме того, исключается возможность заштыбовки расширителя и необходимость демонтажа буровой колонны для его очистки.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа, в котором периферийная 15 и боковые и считающие кромки подвиж.но сопряжены соответственно с внутренней поверхностью барабана, передней и задней стенками. В этом случае любой незначительный перекос расширителя, что происходит при встрече с преградой, изгибе бурового ставя и опор подшипникового узла, может приведи к заклиниванию грунтоотбойной лопасти в расширителе и динамичес24, заводя его в отверстие 27 посредством Л(- кому удару в приводе вращателя. В предпружины 25. При таком способе установки грунтоотбойной лопасти не требуется применения какого-либо дополнительного оборудования, например специального цилиндрического лотка для бурения обратным хо45

ложен ном варианте грунтоотбойная лопасть может не касаться барабана и очистка внутренней поверхности барабана, передней и задней стенок происходит не за счет соскре- бания грунта с этих поверхностей грунтодом, -а также сварочного аппарата, уст- 50 отбойной лопастью, а посредством удаления

ройств, фиксирующих грунтоотбойную лопасть в момент варки, и т. д. Кроме того, повышается безопасность работ и снижается время, затрачиваемое на монтаж расширителя.

Во время бурения поступательное движе- 55 ние передается от механизма подачи буровой машины через обсадную колонну, цилиндрический приемный лоток 1, подшипниковый

гру п-а направленными потоками жидкости или сжатого газа. В этом случае наличие зазоров между гранями грунтоотбойной лопасти и внутренней поверхностью барабана, передней и задней стенками позволяет исключитьдинамические удары не только при отклонениях расширителя, но также и при попадании -в режущие окна барабана негабаритов.

узел 4 приводному валу 5, к которому от механизма вращателя буровой машины через cekunio шнекового бурового става 10 передается вращательное движение. Далее вращательное и поступательное движение передается от приводного вала 5 через крестовину б режуще-погрузочному барабану 7. Жидкость или сжатый газ поступает от специальных устройств через нагнетательные трубопроводы 2, коллектор 20, трубопровод 19, полость 18, сопла 22 в режуще-погрузочный барабан 7, смывая при этом рабочую поверхность грунтоотбойной лопасти 3 (фиг. 5), внутреннюю поверхность режуще- погрузочного барабана 7 (фиг. 6) или переднюю 8 и заднюю 9 стенки барабана (фиг. 7).

Разрушенный режущими ножами 12 грунт поступает через окна 11 в грунтонесущую полость 13, где под действием центробежных сил движется по направлению к грун тоотбойной лопасти 3. При этом выходящие

5

0

5

0

из сопел 22 периферийной 15 и боковых 16 и 17 счищающие кромок направленные потоки жидкости или сжатого газа препятствуют налипанию грунта на внутреннюю поверхность барабана 7 (фиг. 6), переднюю 8 и заднюю 9 стенки барабана (фиг. 7), а также на рабочую поверхность грунтоотбойной лопасти 3 (фиг. 5), чем улучшают качество погрузки разрушенного грунта в окно 2 лотка 1.

При бурении без налипания грунта в расширителе значительно снижаются нагрузки в приводе вращателя, кроме того, исключается возможность заштыбовки расширителя и необходимость демонтажа буровой колонны для его очистки.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа, в котором периферийная 15 и боковые и считающие кромки подвиж.но сопряжены соответственно с внутренней поверхностью барабана, передней и задней стенками. В этом случае любой незначительный перекос расширителя, что происходит при встрече с преградой, изгибе бурового ставя и опор подшипникового узла, может приведи к заклиниванию грунтоотбойной лопасти в расширителе и динамичес(- кому удару в приводе вращателя. В предкому удару в приводе вращателя. В пред

ложен ном варианте грунтоотбойная лопасть может не касаться барабана и очистка внутренней поверхности барабана, передней и задней стенок происходит не за счет соскре- бания грунта с этих поверхностей грунтогру п-а направленными потоками жидкости или сжатого газа. В этом случае наличие зазоров между гранями грунтоотбойной лопасти и внутренней поверхностью барабана, передней и задней стенками позволяет исключитьдинамические удары не только при отклонениях расширителя, но также и при попадании -в режущие окна барабана негабаритов.

При демонтаже расширителя грунтоот- бойную лопасть 3 переводят из раскрытого в сложенное состояние, для чего производят действия, обратные производимым при монтаже. В данном случае существенным преимуществом является то, что в предлагаемом устройстве нет необходимости применять дополнительные приспособления, такие как устройства для резки металла или специальный цилиндрический лоток для буреным валом, соединенным с буровым ставом, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей при одновременном повышении надежности, он с снабжен коллектором для подачи рабочего агента, а в грунтоотбойной лопасти выполнена полость и сопло, сообщенное с полостью и наружным пространством, при этом грунтоотбойная лопасть установлена шар- нирно с возможностью фиксации в раскрыния прямым ходом. Соосность расположения 10 том и сложенном состоянии и размещения коллектора 20 и шарнирного соединения 14 в сложенном состоянии в проеме окна без позволяет неоднократно использовать один и тот же коллектор для подачи жидкости или сжатого газа как при прямом, так и при обратном ходе бурового става. В первом случае грунтоотбойная лопасть 3 находится в сложенном состоянии и является крышкой окна 2 лотка 1, предотвращая осыпания

15

выступа за наружную цилиндрическую поверхность лотка, а коллектор соединен посредством трубопровода с полостью грунтоотбойной лопасти и расположен соосно с ее шарниром.

стенок скважины в зону шнекового бурового тем, что сопло выполнено в виде щели дли- става. Во втором случае грунтоотбойная ло-ной, равной ширине рабочей поверхности

пасть находится в раскрытом состоянии и 20 грунтоотбойной лопасти, и направлено от выполняет свою основную функцию, описан-периферии лопасти к центру вдоль рабочей

ную выше.поверхности грунтоотбойной лопасти.

тальных скважин, включающий шнековый буровой став, размещенный внутри цилиндрического лотка с окном, прикрепленный к нему барабан с режущими ножами на передотбойной лопасти, и направлено вдоль оболочки барабана.

стенкой, к которой прикреплен подшипниковый узел с размещенным в нем привод2} 20 19

../. /S/ /// / / //,

//. /// // гУ / /// /.

10 1

/// /7 /У/ /7

р

ным валом, соединенным с буровым ставом, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей при одновременном повышении надежности, он снабжен коллектором для подачи рабочего агента, а в грунтоотбойной лопасти выполнена полость и сопло, сообщенное с полостью и наружным пространством, при этом грунтоотбойная лопасть установлена шар- нирно с возможностью фиксации в раскрытом и сложенном состоянии и размещения в сложенном состоянии в проеме окна без

том и сложенном состоянии и размещения в сложенном состоянии в проеме окна без

выступа за наружную цилиндрическую поверхность лотка, а коллектор соединен посредством трубопровода с полостью грунтоотбойной лопасти и расположен соосно с ее шарниром.

В

11

Фиг.з

/

Фиг. 6

Фиг. 5

В-В