Колонковый набор Советский патент 1993 года по МПК E21B25/04 

Колонковый набор относится к области горного дела и предназначен для бурения скважин со съемным породоразрушающим наконечником спускаемым и извлекаемым через колонну бурильных труб.

Известен набор, содержащий колонну бурильных труб, съемный наконечник в виде подпружиненных рабочих секторов, устанавливаемых в пазах на торце колонны бурильных труб.

Недостатками его является следующее.

Наличие и сложность механизма ориентации раздвижных секторов (21) относительно пазов на торце колонны бурильных труб.

Корпус кернорвательного устройства (15), являющийся распором секторов (21) в их рабочем положении может вызвать расклинивание их в колонне при спуске, так как секторонесущая труба (17) трется о стенки последней и может зависнуть на резьбовых соединениях.

Кернорвательное кольцо (15) конструктивно значительно удалено от торца корпуса кернорвателя (15). Приближение его вызовет уменьшение диаметра, получаемого керна, так как увеличивается площадь торца образуемой коронки. Однако в скважине будет оставаться достаточно высокий столбик керна, что вызовет осложнения при спуске новой коронки, заключающиеся в необходимости его разбурйвания.

Кроме того, расклинивании керна в коронке при бурении, что случается довольно часто, рабочие секторы не сведутся при извлечении съемной части, извлечение котоXI

о ел о

XI XI

рой из колонны бурильных труб без.их подъема становится невозможным.

Наличие ориентирующего механизма и очевидная сложность конструкции являются существенными недостатками рассматри- ваемого бурового снаряда, что усугубляется повышенной его стоимостью и ненадежностью действия, так как срабатывание системы зависит от последовательности срабатывания

составляющих ее узлов.

Известен колонковый набор, конструкция KOTOpqro сравнительно проста и не предусматривает использование ориентирующего механизма, а передача крутящего момента наконечнику (внутренней трубе) осуществля- ется за счет двух узлов,

При этом первый узел состоит из конической втулки, сочлененной с верхним концом внутренней трубы и снабженный продольными лысками под соответствую- щие поверхности распорных плашек, которые жестко связаны с пластинчатыми пружинами и за счет этих пружин со скользящей втулкой, имеющей посадочный бурт и головку. Второй узел представлен пилот- ной коронкой, также имеющей продольные лыски под соответствующие поверхности раздвижных секторов. Такая конструкция для передачи крутящего момента требует утолщенной внутренней трубы, ведет к уменьшению внутреннего диаметра коронки и, соответственно, диаметра керна.

Таким образом, недостатком колонкового набора является необходимость изготовления специальных пилотных коронок, снабженных лысками и наружными канавками, а также наличием двух узлов передачи крутящего момента.

Целью изобретения является повышение надежности работы колонкового набо- ра и упрощения его изготовленния за счет исключения из конструкции сложных деталей и совмещения функциональных свойств составляющих его узлов.

Поставленная цель достигается тем, что в колонковом наборе, включающем наружную трубу с приводным нижним торцом, выполненным с внутренней торцевой конусной расточкой, захватную головку с подвижной муфтой и захватным грибком, съемную внутреннюю трубу с коронкой в нижней части, съемный породоразрушаю- щий инструмент в виде взаимодействующей с приводным нижним торцом группы раздвижных секторов наружной коронки, связанных с пластинчатыми пружинами, узел фиксации внутренней трубы и распорный узел, жестко соединенный с внутренней трубой, отличительной частью является то, что узел фиксации выполнен в виде бурта

0

5

0 5 0

5

0

5 0 5

на наружной поверхности подвижной муфты и проточки на внутренней поверхности наружной трубы под бурт, распорный узел выполнен в виде усеченного конуса, а раздвижные сектора выполнены с внутренней конической поверхностью ответной конической поверхности усеченного конуса, при этом раздвижные сектора связаны пластинчатыми пружинами с подвижной муфтой. Также внутренняя поверхность нижнего конца наружной трубы выполнена с зубчатой насечкой, а между внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью муфты под буртом размеще-. на эластичная манжета, и вторая эластичная манжета размещена между наружной поверхностью верхней части распорного узла и внутренней поверхности муфты.

Наличие указанных отличительных признаков дает возможность соединить два узла передачи крутящего момента в один. Крутящий момент в предлагаемом устройстве передается за счет расклинивания секторов наружной коронки между нижней частью распорного узла и приводным нижним торцом наружной трубы.

Указанные отличительные признаки придают набору новое качество, заключающееся в повышении надежности его работы с одновременным снижением его стоимости, а следовательно, и повышении его экономической эффективности.

На фиг, 1 изображен колонковый набор в рабочем состоянии; на фиг. 2 - колонковый набор в транспортном положении.

Колонковый набор (фиг. 1) состоит из двух основных частей: внутренней и наружной. Внутренняя 43CTS включает захватную головку, состоящую из муфты 1, снабженную захватным грибком 2, внутренним буртом 3, наружными буртами 4 и 5, между которыми помещена эластичная уплотняющая манжета 6. Нижняя часть муфты 1 посредством пластинчатых пружин 7 сочленена с раздвижными секторами 8.

Внутри муфты 1 и раздвижных секторов 8 размещен распорный узел 9, верхняя 10 часть которого снабжена наружными буртами 11 и 12 с заключенной между ними эластичной уплотняющей манжетой 13.

На нижней части 14 распорного узла 9 имеются конические поверхности 15, на которых размещены раздвижные секторы 8. Распорный узел 9 имеет резьбовое соединение с внутренней колонковой трубой 16, снабженной породоразрушающим инструментом 17.

Наружная часть набора состоит из колонковой трубы 18 с внутренним упорным выступом 19, имеющем резьбовое соединение с приводным торцом 20, в теле которого выполнены внутренние продольные или продольно-поперечные зубчатые насечки 21.

Порядок работы набора следующий.

В положении, указанном на фиг. 2, внут- ренняя часть набора на овершоте или под собственным весом спускается в скважину. При этом раздвижные секторы 8 находятся в верхнем положении относительно распора 9, так как, едва коснувшись стенок буриль- ных труб, они смещаются по конической поверхности 15 распора 9 и не препятствуют спуску внутренней части до положения, когда наружный бурт 4 не сядет на внутренний бурт 19 колонковой трубы 18. Раздвижные секторы 8 под действием пластинчатых пружин 7 выйдут наружу в ствол скважины. При опускании колонны бурильных труб и при- лож;ении осевой нагрузки под действием ре- акц|1и забоя распор 9 радиально расширяет секторы 8, фиксируя их в приводном торце 20. и зубчатые насечки 21 внедряются в тело последних, чем обеспечивается передача крутящего момента от наружной части внут

ренней. Благодаря наличию манжет 6 и 13 промывочная жидкость подается на забой скважины под коронку 17. Т.е. манжета 6 входит в приводной торец 20 с некоторым натягом, .в результате чего образуется уплотнение. Манжета 13 постоянно уплотняет полость муфты 1 и перемещается в ней вместе с верхней частью распорного узла 9. Промывочная жидкость проходит по муфте 1, центральному каналу распорного узла 9, далее по колонковой трубе 16 подается под торец коронки 17. Наличие манжеты 6 способствует движению промывочной жидкости к дневной поверхности по зазору между стенками скважины и наружной трубы 18.

По окончании бурения и последующего затем срыва керна, а также под действием веса внутренней колонковой трубы с керном распорный узел 9 смещается вниз относительно раздвижных секторов 8 и при подъ- еме внутренней части овершота за захватный гпибок 2, последние смещаются по конической поверхности 15 и занимают транспортное положение (фиг. 2).

Использование: бурение скважин со съемным породоразрушающим наконечником, спускаемым и извлекаемым через колонну бурильных труб. Сущность изобретения: устройство содержит наружную трубу с приводным нижним торцом, выполненным с внутренней торцовой конусной расточкой, захватную головку с подвижной муфтой с захватным грибком, съемную внутреннюю трубу с коронкой в нижней части, съемный породоразрушающий инструмент в виде взаимодействующей с приводным нижним торцом группы раздвижных секторов наружной коронки, связанных с пластинчатыми пружинами. Узел фиксации внутренней трубы и распорный узел жестко соединены с внутренней трубой. Узел фиксации выполнен в виде бурта на наружной поверхности подвижной муфты и проточки на внутренней поверхности наружной трубы под бурт. Распорный узел выполнен в виде усеченного конуса, раздвижные сектора - с внутренней конической поверхностью, ответной конической поверхности усеченного конуса. Раздвижные сектора связаны пластинчатыми пружинами с подвижной муфтой. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. ел с

Формула изобр е т е н и я

на внутренней поверхности наружной трубы под бурт, распорный узел в виде усеченного конуса, а раздвижные сектора - с внутренней конической поверхностью ответной конической поверхности усеченного

конуса, при этом раздвижные сектора связаны пластинчатыми пружинами с подвижной муфтой.

3. Набор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что он снабжен эластичными манжетами, одна из которых размещена меж- ду наружной поверхностью верхней части распорного узла и внутренней поверхностью муфты, а другая - между наружной поверхностью муфты под буртом и внутренней поверхностью наружной трубы.