УСТРОЙСТВО для НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯСКВАЖИН Советский патент 1972 года по МПК E21B7/04 

Изобретепие относится к устройствам для направленного бурения скважин, в частности по угольным пластам. Такие устройства предназначены для различных технологических целей, например, для предварительной дегазации, нагнетания воды и растворов в пласт и т. д.

Известно устройство для направленного бурения скважин, имеющее приводимый во вращение и соединенный с буровой коронкой вал с установленным на нем подпружиненным ползуном, связанным с рычажным отклонителем, с помощью которого осуществляется отклонение устройства в заданном направлении.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что коронка установлена подвижно относительно вала и удерживается в требуемом ноложении с помощью пружины, при этом коронка соединена с зубчатой втулкой, которая охватывает вал. На последнем между ползуном и зубчатой втулкой расположена муфта с торцовыми и внутренними зубьями, взаимодействующими при поступательном перемещении вала соответственно с зубьями втулки и зубьями, которые имеются па валу, для включения и выключения отклонителя.

нения и с отклонением, не извлекая устройства из скважины.

Для предотвращения самопроизвольного включения отклонителя удерживающая коронку пружина может быть предварительно сжата с усилием, превышающим усилие подачи при бурении.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в процессе взаимодействия отклонителя со стенкой скважпиы; на фиг. 2 и 3 - отклонитель в двух полол ениях; на фиг. 4 - положения а, б, в, г и д зубьев муфты, втулки и вала при работе устройства.

Вал I при помощи шлицев 2 соединен со втулкой 5, жестко связанной с буровой короикой 4 и со стаканом 5, в котором размещается охватывающая вал I пружпна 5, поджатая до определенного усилия между буртиком 7 вала и передней стенкой стакана 5. Последний удерживается от продольиого перемещения пружиной при помощи разрезной зубчатой втулки 8, охватывающей вал и прикрепленной к этому стакану.

На валу / расположен 9 с бронзовыми втулками 10 иа концах, при этом 9 удерживается от продольиого перемещения назад буртиком //, имеющимся на переходнике 11, который соединен с валом /. Иа 9 смонтирован ползун 13 с отклоняюн1ей

пружиной 14, распираемая между ползуном и кольцом 15.

Ползун 13 имеет коленообразные пазы 16 (горизонтальный ж и вертикальный ы). В этих пазах перемещаются сухари 17, шарнирпо соединенные с вилкообразным рычагом 18, связанным с отклонителем 19 в виде упорной лыжи. зубчатой втулкой 8 и ползуном 13 на валу / размещена муфта 20, имеющая четыре торцовых зуба II (фиг. 4) и четыре внутренних зуба 1П. Втулка 8 имеет восемь торцовых зубьев I, а на валу / выполнено еще четыре зуба IV.

В нерабочем положении устройства внутренние зубья III входят в соответствующие им пазы в зубьях IV, (положение а).

Когда требуется включить устройство в работу, т. е. чтобы отклонитель 19 переместился из положения, показанного на фиг. 2, в положение, показанное на фиг. 3, увеличивают осевое усилие до величины, превыщающей усилие, при котором производится бурение. При этом пружина 6 сжимается, и вал / движется вперед относительно втулки 3. Вместе с валом / движется и кожух 9 с ползуном 13 и муфтой 20. Движение муфты 20 и ползуна 13 продолжается до тех пор, пока торцовые зубья II муфты 20 не встретятся с зубьями I втулки 8 (положение б). После того, как упомянутые зубья встретились, движение муфты 20 и ползуна 13 прекращается, а вал / с кожухом 9 продолжает двигаться вперед.

Вместе с кожухом 9 двигается в нерабочем положений вильчатый рычаг 18. При этом сухари 17 скользят в горизонтальных пазах ж, а зубья IV - вдоль зубьев III муфты 20. Движение осуществляется до тех пор, пока зубья III не выйдут из пазов зубьев IV. Во время этого движепие сжимает пружина 14.

Поскольку контакт торцовых зубьев II па муфте 20 и зубьев I на втулке 8 происходит по наклонной плоскости, тангенциальная составляющая усилия стремится повернуть муфту 20 вокруг продольной оси вала / против часовой стрелки. До тех пор, пока зубья III не вьинли из пазов зубьев IV, повороту препятствуют зубья IV. Как только зубья III выйдут из пазов зубьев IV, муфта 20 под действием пружины 14 повернется и зубья займут положение в. Зубья II расположатся во впадинах зубьев I втулки 8, а зубья III - на наружных скосах зубьев IV. После этого снимают осевое усилие и двигают вал / назад. При этом движении зубья III скользят по зубьям IV, и муфта 20 поворачивается до тех пор, пока зубья III не попадут в пазы между зубьями IV (положение г). После этого муфта не препятствует движению ползуна 13.

При движении ползуна 13 задняя стенка паза и нажимает на сухари 17 рычага 18 и поворачивает его до упора отклоннтеля 19 в стенку скважины. Этим заканчивается процесс включения отклонителя в работу.

Для выключения отклонителя 19 производят те же действия, что и при включении, т. е. увеличивают осевое усилие и двигают вал / назад.

В этом случае зубья I и II и зубья 1П и IV взаимодействуют между собой так же, как и нри включении (положение д и е). Разница лишь в TOiu, что в KoiKvJ поворота муфты 20 зубья III входят в пазы зубьев IV, в результате чего муфта 20 пружиной 14 удерживается в этом положепии.

При включении передняя стенка наза и нажимает на сухари 17 рычага 18, поворачивает его, выводя отклонитель 19 из контакта со

стенкой скважины. При движении ползуна 13 сухари 17 рычага 18 нереходят из паза и в ж и движутся в нем.

Когда зубья III муфты 20 войдут в назы зубьев IV и рычаг 18 повернется и передвинет

отклонитель 19 в нерабочее положение, устройство будет готово для следующего цикла работы.

В нерабочем положении отклонитель 19 и нолзун 13 с рычагом 18 вращается вместе с

устройством, не мешая процессу обычного бурения.

П р е Д га е т изобретен и я

1. стройство для наиравленного буреиия скважин, содержанке приводимый во вращение и соединенный с буровой коронкой вал, на которо.м смо 1тирован подпружиненный нолзун, связанный с рычажным отклонителем, отличающееся тем, что, с целью чередования периодов бурс1Н1я без отклонения и с отклонением при нахождении устройства в скважнне, коронка установлена подвижно относнтельно вала, удерживаясь в требуемом ноложен1-н-1 с помощью нружниы, и соединена с охватывающей вал зубчатой втулкой, а на валу между нолзуиом н зубчатоГ втулкой расноложена муфта с торнопымн и внутренннми зубьями, взаиг оде11ствующнми нри постунательном нс земеи1еннн вала соответственно с зубьями втулки и зхбьямн, которые выполнены на валу, для включе11;1Я н выключення отклонителя.

2. Устройство по н. 1, отличающееся тем, что удерлсивающая коронку иружниа нредварительио сжата с усилием, нревышающим усилие нодачи нри бурении. ш 6 5 f в 1 20 10 9 13 f у - i I у-,V7,// (1 I.. / ;r - (5 --T. ---sr ---;g ri-- JTix-wi уйадаа -дьд ,-C-TS-T - - .,., ,ЖЯН1ШГи--1 НЛ U lU 3 10/V/ №г f о 1В б

.

4

( i -

I 11 .m i // // 1

I///// f//

fi it

f7

.

L..

ШЯ

fpuz.