Стабилизатор Советский патент 1991 года по МПК E21B10/30 E21B17/10 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к средствам для стабилизации бурового става.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы стабилизатора.

На фиг.1 изображен стабилизатор, общий вид с частичным разрезом; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - схема действия лопастей на пружины в увеличенном масштабе.

Стабилизатор содержит корпус 1 с резьбовой муфтой 2 для присоединения породо- разрушающего инструмента и резьбовым ниппелем 3 для соединения с буровым ставом.

В корпусе выполнены продольные пазы 4, имеющие в поперечном сечении форму трапеции, своим меньшим основанием обращенной внутрь корпуса. В пазах 4 установлены с возможностью радиального перемещения лопасти 5. армированные износостойким материалом 6. Поперечное сечение входящих в пазы частей лопастей 5 соответствует сечению этих пазов. Между пазами 4 и лопастями 5 по всему периметру их сопряженных поверхностей размещены упругие элементы, которые повторяют форму пазов и входящих в них частей лопастей. Крепление лопастей 5 в 4 осуществляется с помощью поперечных проточек, выполненных на концах лопастей, и двух неразъемных пружинных колец, охватывающих лопасти по указанным проточкам. При этом внутренняя поверхность колец, взаимодействующая с проточками, выполнена выпуклой,

Сборка стабилизатора производится в следующей последовательности.

В пазы 4 корпуса 1 помещаются упругие элементы и устанавливаются лопасти 5, а на корпус 1 надеваются пружинные кольца. Затем специальным зажимным устройством, включающим винтовую пару, лопасти 5 радиально сжимают, деформируя упругие элементы, до положения, когда диаметр лопастей по наружной поверхности их концов

станет равным внутреннему диаметру ко - лец, и кольца перемещают (показано стрелкой) до месторасположения поперечных проточек на концах лопастей 5. Зажимное устройство снимают и лопасти 5 под действием упругих сил элементов занимают положение, при котором кольца входят в поперечные проточки и тем самым фиксируют лопасти в пазах 4 корпуса 1 При этом лопасти 5 через свои проточки воздействуют на пружинные кольиа с силой Р. равной силе частичной деформации упругих элементов, в результате чего кольца упруго деформируются и приобретают форму/ выпуклого треугольника.

Стабилизатор работает следующим образом.

В процессе бурения включенный в состав бурового става стабилизатор, диаметр которого близок к диаметру скважины, обеспечивает центрирование бурового става в скважине. Одновременно его лопасти 5 своим износостойким материалом 6 калибруют стенки скважины. При взаимодействии со стенками скважины лопасти 5 воспринимают ударные нагрузки, обусловленные поперечными колебаниями бурового става. Под действием ударов лопасти 5 получают радиальное смещение к центру стабилизатора, вызывающее деформацию упругих элементов, за счет чего уменьшаются динамические нагрузки на износостойкий материал б лопастей 5. Помимо поперечных колебании в буровом ставе возникают также и крутильные колебания, одной из причин которых

являются неравномерное трение лопастей 5 о стенку скважины. В этом случае происходит проскальзывание лопастей 5 по внутренней выпуклой поверхности пружинных

колец в сторону задней по ходу оращения стабилизатора стенки трапециевидного паза 4 корпуса 1. Такое проскальзывание сопровождается деформацией упругих элементов 7 с эгой стороны, что снижает динамическую нагрузку на корпус 1 стабилизатора. При снятии динамической нагрузки лопасти 5 под действием упругих сил деформированных элементов возвращаются в исходное положение, а возникающие при этом вибрации и собственные колебания лопастей гасятся за смет крепления последних пружинными кольцами 9. При прохождении стабилизатором зауженных участков скважины нижние концы лопастей 5 утапливаются во внутрь корпуса, деформируя в этом месте упругие элементы. В этом случае сила воздействия на нижнее пружинное кольцо со стороны лопастей 5 уменьшается, и оно принимает свою перво- начальную(круглую)форму, поджимая лопасти и надежно фиксируя их. Утапливание нижних конусов лопастей 5 сопровождается перекатыванием (как на шарнире) поверхности их поперечных проточек по внутренней выпуклой поверхности пружинного кольца, что снижает износ на контакте. Кроме того, такая сочленяющаяся пара обеспечивает хорошее самоочищение от попадающего под кольцо шлама. В результате утапливания нижних концов лопасти 5 занимают по отношению к оси стабилизатора наклонное положение, и стабилизатор начинает разбуривать зауженный участок скважины меньшим диаметром, постепенно

увеличивая его. При этом в разбуривании зауженного участка последовательно участвует весь расположенный на рабочей поверхности лопастей 5 износостойкий материал 6, что обеспечивает равномерный износ лопастей.

Все это повышает надежность и эффективность работы стабилизатора.

Формула изобретения Стабилизатор, содержащий корпус с

продольными пазами и размещенными в них упругими элементами, установленные в пазах с возможностью радиального перемещения и взаимодействия с упругими элементами лопасти, армированные износостойким материалом, и узел крепления лопастей в пазах корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы стабилизатора, пазы корпуса и входящие в них

части лопастей выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, обращенной своим меньшим основанием внутрь корпуса, а упругие элементы размещены по всему периметру сопрягаемых поверхностей пазов и

лопастей и повторяют их форму, при этом на концах лопастей выполнены поперечные проточки, а узел крепления лопастей выполнен в виде двух неразъемных пружинных колец, охватывающих лопасти по указэнным проточкам, причем внутренняя поверхность колец, взаимодействующая с поперечными проточками лопастей, выполнена выпуклой.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить надежность и эффективность работы стабилизатора. Стабилизатор содержит корпус 1 с продольными пазами (П) 4 трапециевидной формы и установленные в П4 с возможностью радиального перемещения лопасти (Л) 5. Части Л 5, которые входят в П4. имеют аналогичную трапециевидную форму. Между П4 и Л5 по всему периметру их сопрягаемых поверхностей размещены упругие элементы (УЭ), своей формой повторя

Фиг.З