Устройство для образования щелей в скважинах Советский патент 1991 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразру- шающему инструменту, и может быть использовано для образования в скважинах щелей - концентраторов напряжений с за- данной пространственной ориентацией для последующего разупрочнения горных пород нагнетанием жидкости в режиме гидроразрыва.

Цель изобретения -- расширение функ- циональных возможностей устройства за счет регулирования пространственной ориентации щелей.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - корпус с рез- цами в исходном положении; на фиг.З - то же, в начальном рабочем положении резцов; на фиг.4 - конечная фаза прорезания щели резцами; на фиг. 5 - транспортное положение резцов.

Устройство содержит корпус 1, установленный на поворотном вале 2 и соединенный с ним посредством шарнирной муфры с возможностью совместного вращения. Вал через буровые штанги 3 соединен с внешним источником вращения, например с буровым станком. Корпус содержит выдвижные резцы 4 на поворотных осях, эксцентричных и параллельных оси корпуса с приводом поворота осей, который состоит из храпового колеса 5, пружины 6, приводной шестерни 7 на валу 8 привода, и ведомые шестерни 9, жестко связанные через поворотные оси 10 с резцами 4. Шарнирная муфта 11 соединяет вал 2 с валом при- вода 8.

Храповое колесо 5 механизма взвода пружинного привода фиксируется на валу привода пружинной пластиной 12, являющейся стопором пружинного привода в по- ложении взвода. Устройство содержит также опорный элемент 13, свободно насаженный на валу 2 и удерживаемый от перемещения вдоль вала прижимной втулкой 14 В опорном элементе помещен по меньшей мере один подпружиненный фиксатор 15, удерживаемый в исходном положении штифтом 16, В опорном элементе имеются полости 17, в которых помещены штоки Ш винтовых регуляторов. Концы штоков шар- нирно соединены с пластинчатым копиром 19, установленным между корпусом и элементом 13. Выдвижение штоков определяет угол наклона копира и параллельного ему корпуса (ось корпуса перпендикулярна ко- пиру) и осуществляется регулировочными гайками 20. Корпус 1 размещен на поверхности копира. В копире на оси установлен стопор 21 исходного подожь чя резцов, который проходит через окно 22 з корпусе

рабочего органа и удерживает резцы в исходном положении.

Устройство работает следующим образом.

Вращением гаек 20 выдвигают на нужную длину Luroiu-t 18 ri задают тем самым угол наклона Kj../ipa 19 и корпуса 1 относительно оси скважины. Рациональный диапазон регулирования угла наклона копира составпяет 0-45°. Резцы 4 устанавливают в исходное положение, поворотом корпуса уетанавлиаакл окно 22 против стопора 21 и разворачивают последний в положение сто- порения резцов. Удаляют пружинную пластину 12, вращением храпового колеса 5 взводят пружину 6 и штифтом 16 переводят фиксатор 15 внутрь опорного элемента 13. В этом положении устройство устанавливают на буровой штанге 3 и вводят в скважину на необходимую глубину. С помощью гибкой тяги 23 убирают штифт 16, после чего фиксатор 15 под действием пружины 24 выдвигается в стенки скважины, фиксируя устройство. При вращении буровой штанги 3 вращающий момент через шарнирную муфту 11 передается на вал привода 8 корпуса 1. При повороте корпуса рабочего органа относительно неподвижного копира 19 стопор 21 выходит из о на 22 и освобождает резцы 4. Под действием пружин: и 6 происходит поворот приводной шестерни 7 и ведомых шестерен 9. на осях которых закреплены резцы. Резцы выдвигаются -лз корпуса рабочего органа и входят в контакт со стенками скважины с усилием поджатия пружины 6 В результате вращения вала 2 резцы прорезают щель 25 в плоскости, заданной копиром 19. При достижении максимального выхода резцов за габариты корпуса рабочий цикл щелеобрззования заканчивается и приаодная шестерня 7. продолжая поворот в том же направлении, переводит резм.ы з трзнспортное положение. Для извлечения устройства из скважины его с помощью буровых штанг смещают к устью скважин, при этом давление через копир и штоки передается на опорный элемент 43, который передвигается относительно неподвижного фиксатора 15 и через упор 26 посредством пружины 24 разворачивает его, выводя из контакта со стенками скважины

Формула изобретения

Устройстзо д/ Я образования щелей в скважинах включающее поворотный вал, связанный с ним с возможностью совместного ьрзщения корпус с поворотными осями с реч «Эми, установленными эксцентрично и пзралла а,но оси корпуса, пружинный привод поворс -i осей с резцами, механизм ввода пружинного привода, стопоры исходного положения резцов и пружинного привода в положении взвода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет регулирования пространственной ориентации щелей, устройство снабжено свободно насаженным на поворотный вал опорным элементом с фиксатором его положения относительно стенок скважины, пластинчатым копиром, перпендикулярным оси корпуса и установленным между корпусом и опорным элементом, винтовыми регуляторами угла наклона копира относительно оси поворотного вала, установленными на опорном элементе, и шарнирной муфтой, связывающей корпус с поворотным валом.

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при образовании в скважинах щелей - концентраторов напряжений с заданной пространственной ориентацией. Цель - расширение функциональных возможностей устройства за счет регулирования пространственной ориентации щелей. Устройство содержит корпус (К) 1, связанный шарнирной муфтой 11 с возможностью совместного вращения с пово15 Ц LO L1 //XS//S//./}y S X-S -S-S: ХТ/УХХхА ////////// l SSS/l S-A/-yrf7 ll /-/ h 14 11 п 18 го ротным валом 2. На К 1 имеются резцы (Р)4, закрепленные на поворотных осях 10, эксцентричных и параллельных оси К1 с пружинным приводом (ПП) поворота осей с Р 4. На валу 8 ПП фиксируется механизм его взвода с пластиной 12, являющейся стопором ПП в положение взвода. На вал 2 свободно насажен опорный элемент (ОЭ) 13с фиксатором 15 его положения относительно стенок скважины, Перпендикулярно оси К 1 между .ним, и ОЭ 13 установлен пластинчатый копир 19. На ОЭ 13 установлены винтовые регуляторы угла наклона копира 19 относительно оси вала 2. На копире 19 установлен стопор 21 исходного положения Р 4. Устройство с взведенным ПП и отрегулированным положением копира 19 подается в скважину. Фиксируется ОЭ 13 относительно стенок скважины, освобождаются от стопоров Р 4 и ПП. Пружина 6 ПП разворачивает оси 10, прижимая Р 4 к стенкам скважины в плоскости параллельной копиру 19. Вращая вал 2 совместно с К 1, осуществляется нарезка щели 25 в заданной плоскости. 5 ил. хА 5 9 ё I чэ ю ел