Механический расширитель Советский патент 1991 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения скважин с промывкой и расширения скважины ниже башмака обсадной колонны.

Цель изобретения - повышение производительности и надежности в работе.

На фиг.1 показан механический расширитель, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З и 4 - разрез Б-Б на фиг. 1 (при различных фазах работы расширителя); на фиг.5 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.4; на фиг.8 - разрез Е-Е на фиг,4; на фиг,9 - разрез Ж-Ж на фиг.8; на фиг. 10 - механизм выдвижения режущего органа, аксонометрия.

Механический расширитель включает полый корпус 1, режущие органы 2, расположенные в пазах 3 корпуса по хорде с возможностью выдвижения в горизонтальной плоскости, направляющую 4, прикрепленную к верхнему концу корпуса 1, фланец 5 с уплотнительной манжетой 6, присоединенный к верхнему концу направляющей 4, патрубок 7„с уплотнительной манжетой 8, прикрепленный к верхнему торцу корпуса, и механизм выдвижения режущих органов.

В корпусе 1 выполнены каналы 9 и 10 для промывочной жидкости, а к нижнему концу присоединено долото 11, например пикообразное.

Механизм выдвижения рабочих органов включает управляющую втулку 12, верхний конец которой соединен с буровым ставом 13 посредством переводника 14 и клиньев 15. Нижний конец втулки 12 имеет шпонки 16 и размещен с возможностью ограниченного осевого перемещения в кольцевом зазоре между патрубком 7 и направляющей 4, имеющей.шпоночные канавки 17. Фланец 5 охватывает наружную поверхность втулки 12 выше шпонок 16. Клинья 15 соединены с нижним концом втулки 12 и размещены в пазах 18 корпуса 1. Клинья имеют выступы.19 и 20, расположенные вдоль их сторон. В корпусе 1 выпол- кены вертикальные направляющие пазы 21, а в режущих рабочих органах - направляю- ш.ие пазы 22 для размещения соответствующих выступов 19 и 20.

Полости, в которых размещен режущие органы 2 и клинья 15, могут быть заполнены консистентной смазкой, а механический расширитель при работе может быть размещен в обсадной колонне 23. Механический расширитель работает следующим образом.

Собранный расширитель опускают на буровом ставе 13 (бурильных трубах) в скважину, например, через колонну 23 обсадных труб При достижении забоя включают прямую промывку, т.е. циркуляцию промывочной жидкости, и начинают вращение

бурильных труб, вместе с которыми начинает вращение и управляющая втулка 12, при- водящая во вращательное движение направляющую 4 и корпус 1.

При дальнейшем перемещении (опуска0 нии) бурильных труб втулка 12 перемещается в направляющей 4 и опускает клинья 15, которые выступами 20 взаимодействуют с направляющими пазами 22 и перемещают режущие органы 2 в пазах 3 корпуса 1. При

5 этом выступы 19 взаимодействуют с направляющими пазами 21 на корпусе 1, обеспечивая устойчивое осевое перемещени-е клиньев 15. Перемещаемые режущие органы 2, расположенные по хорде, равномерно

0 начинают внедряться в стенки ствола скважины ниже спущенной колонны обсадных труб.

При дальнейшем вращении расширителя и по мере углубления при помощи пико5 образного долота 11 режущие органы 2, одновременно разрушая породу, расширяют ствол скважины. При этом промывочная жидкость проходит по центральному каналу корпуса 1 и патрубка 7, по каналам 9 и 10,

0 захватывает шлам разрушенной породы, затем поднимается по затрубному пространству на поверхность.

После выполнения рейса расширитель извлекают из скважины на поверхность.

5 При этом отключают подачу промывочной жидкости, прекращают вращать бурильные трубы и последние начинают перемещать вверх втулку 12. Эта втулка в свою очередь перемещает клинья 15 вверх, которые свои0 ми выступами 20, взаимодействующими с пазами 22 режущих органов 2, перемещают последние в пазах 3 в тело корпуса 1. Выступы 19 взаимодействуют с пазами 21 на корпусе 1, обеспечивая устойчивое осевое

5 перемещение клиньев 15.

Когда режущие органы 2 входят внутрь корпуса 1 заподлицо с его наружной поверхностью, шпонки 16, закрепленные на втулке 12, начинают взаимодействие с фланцем

0 5 и втулка перемещается вверх вместе с корпусом 1. Таким образом расширитель через колонну обсадных труб без препятствий извлекают из скважины на поверхность. Втулка 12 наружной поверхностью вза5 имодействует с уплотнительной манжетой 6, установленной на фланце 5, а внутренней поверхностью - с уплотнительной манжетой 8, установленной на патрубке 7,

Уплотнительные манжеты в сочетании с консистентной смазкой;обеспечивают герметизацию полостей, в которых размещены движущиеся части расширителей, чем исключается попадание шлама, гальки в пазы и их полости.

Расположение режущих органов 2 в па- зах 3 корпуса 1 так, что их оси расположены по хорде, обеспечивает устойчивое крепление режущих органов 2 относительно корпуса 1 и значительно снижает изгибающие моменты при расширении ствола скважины. Клинья 15 с помощью выступов 19 и 20, взаимодействующих с пазами 21 и 22, обеспечивают безотказное возвратно-поступательное перемещение режущих органов 2. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1 .Механический расширитель, включающий корпус, режущие органы, размещенные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, направляющую, закрепленную на верхнем конце корпуса, и механизм выдвижения режущих органов с управляющей втулкой, соединенной с буровым ставом и размещенной в направляющей с возможностью ограниченного осевого перемещения и совместного вращения, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения

производительности и надежности в рабо-. те, режущие органы расположены в горизонтальной плоскости по хордам, механизм их выдвижения выполнен в виде клиньев, соединенных со свободным концом управляющей втулки и размещенных в пазах, выполненных в корпусе, причем клинья имеют выступы, расположенные вдоль их сторон, а в корпусе и в режущих органах выполнены направляющие пазы, в которых размещены выступы клиньев с возможностью выдвижения режущих органов при осевом перемещении управляющей втулки, причем расширитель снабжен патрубком суплотни- тельной манжетой, размещенным с возможностью осевого перемещения в управляющей втулке и прикрепленным к верхнему торцу корпуса, и фланцем с уплот- нительной манжетой, прикрепленным к верхнему концу направляющей, в котором с возможностью осевого перемещения размещена управляющая втулка.

2.Расширитель поп.1,отличающий- с я тем, что его полости, в которых размещены рабочие органы и клинья, заполнены консистентной смазкой. А А

Изобретение относится к буровой технике и м.б. использовано для бурения скважин с промывкой и расширения скважины ниже башмака обсадной колонны. Расширитель содержит полый корпус (К) 1, режущие рабочие органы (Р0)2, расположенные в пазах К 1 по хорде с возможностью выдвижения в горизонтальной плоскости, направляющую (Н) 4, прикрепленную к верхнему концу К 1, и механизм выдвижения РО 2. Последний включает управляющую втулку, к верхнему концу которой присоединены буровой став 13, а к нижнему - клинья 15. Втулка 12 размещена в Н 4 с возможностью ограниченного осевого перемещения и совместного вращения, а клинья 15 - в пазах 18 К 1. Клинья 15 имеют выступы 19 и 20, расположенные вдоль его сторон и размещенные в направляющих пазах К 1 и РО 2. Расширитель имеет фланец5 с уплотнитель- ной манжетой, присоединенной к верхнему концу Н 4, в котором с возможностью осевого перемещения размещена втулка 12, и патрубок с уплотнительной манжетой, прикрепленный к верхнему торцу К 1 и размещенный во втулке 12 с возможностью осевого перемещения. Полости, в которых размещены РО 2 и клинья 15, заполнены консистентной смазкой. При осевой подаче расширителя втулка 12 и клинья опускаются и выступы 19 и 20 скользят по направляющим пазам К 1 и РО 2, выдвигая последние из К 1. При вращении расширителя РО 2 расширяют скважину. 1 з п.ф-лы, 10 ил. 6-5 СО с Os О 00 ю го Os f# фигЗ

/

Фиг.1

15

18

Фиг. 2

6 В

фигЬ2

20

19

15

Фиг.5

17

20

12

15

Риг.6

15

Фиг.7

го

Ptn.8 .

Фиг.Э

Фиг. Ю