АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ПОВОРАЧИВАНИЯ ДОЛОТА ПРИ КАНАТНОМ БУРЕНИИ Советский патент 1934 года по МПК E21B10/00 

Предлагаемый прибор сконструирован с целью устранения существенного недостатка канатного бурения невозможности поворачивания бурового инструмента в скважине на определенный угол, что особенно важно при бурении в твердых породах долотом с расширителем.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вид прибора сбоку с частичным продольным разрезом; фиг. 2 - поворачивающий прибор стержень n.

Устройство предлагаемого прибора состоит в следующем. Прибор собран в железном цилиндре h. С обоих концов цилиндр закрыт ввинченными в него массивными, с прочной резьбой, крышками с. В одну из крышек, для соединения аппарата с ударной штангой, ввинчена соединительная часть i с резьбой и обваркой b. Через отверстие в другой крышке проходит, по возможности с небольшим зазором, шток d, закручивающий трос. Приблизительно в средней части цилиндра закреплен шпильками цилиндрический храповик k. В зацеплении с зубцами неподвижного храповика k находятся два подвижных цилиндрических храповика с ввинченными и закрепленными в них ведущими храповиками g. Резьба гаек соответствует очень крутой квадратной резьбе на поворачивающем стержне n. Подвижные храповики с ведущими храповиками g прижимаются спиральными пружинами е к неподвижному храповичку k. Обе ведущие резьбы стержня имеют противоположные направления. На поворачивающем стержне имеется навинченное опорное кольцо f и направляющий хвостовик о. Для удобства сборки поворачивающий стержень сделан составным. Соединение обеих частей стержня осуществлено при помощи резьбы, муфты и навинченного кольца для затяжки муфты. Аппарат при бурении помещается между ударной штангой и достаточно тяжелой рабочей штангой, причем последнюю полезно снабдить по концам направляющими фонарями. Каждое соединение (с ударной штангой внизу, с рабочей штангой наверху и соединение обеих частей поворачивающего стержня) снабжено зубом для устранения саморазвинчивания при вращении всей системы как влево, так и вправо.

Опорное кольцо f ограничивает продольное передвижение поворачивающего стержня между храповиком g и крышкой с. Величина этого продвижения (около 10 см) должна соответствовать - с некоторым избытком - поворачиванию храповика на один зубец, для чего необходимо соответствующим образом рассчитать наклон (шаг) резьбы поворачивающего стержня.

Соединение рабочей штанги, расположенной над аппаратом, с тросом осуществляется, разумеется, без вертлюга.

Действие прибора заключается в том, что во время удара инструмента о забой поворачивающий стержень закручивает трос на некоторый определенный угол, а во время подъема инструмента трос раскручивается на тот же угол и поворачивает вместе с тем всю систему (с буровым инструментом).

До момента удара, пока инструмент находится в подвешенном состоянии, поворачивающий стержень n находится в крайнем верхнем положении, причем опорное кольцо f, упираясь в верхнюю крышку с, воспринимает всю тяжесть подвешенной ударной штанги и бурового инструмента. Непосредственно после удара, т.е. когда буровой инструмент стал на забой, поворачивающий стержень n под действием силы тяжести рабочей штанги продвигается еще вниз на расстояние, равное расстоянию между опорным кольцом f и крышкой с. При этом верхний подвижный храповик g со своей гайкой, прижимаемый к неподвижному храповику k пружиной е и трением квадратной резьбы поворачивающего стержня n, является ведущим, т.е. заставляет повернуться на определенный угол стержень, так как направление наклона зубцов не позволяет повернуться самому верхнему храповику. В это же время нижний храповик m, преодолевая сопротивление пружины е, поворачивается вместе со стержнем на один зубец по направлению движения часовой стрелки, если смотреть по чертежу снизу, так как направление зубцов нижнего храповика этому повороту не препятствует.

При подъеме инструмента для нового удара сперва вверх подвигается стержень, причем в этом случае ведущей гайкой является нижняя, а верхний храповик поворачивается на один зубец в том же направлении (по направлению движения часовой стрелки).

Таким образом, при каждом ударе поворачивающий стержень n в два приема поворачивается в одном и том же направлении на угол, соответствующий длине двух зубцов храповиков.

Аппарат не требует никаких вспомогательных приспособлений (опорного фонаря и т.п.), может работать как с обсадными трубами, так и без них (в устойчивых породах). Аппарат, по мнению автора, работает на обыкновенном круглом тросе как с левой, так и с правой завивкой, следует только повернуть аппарат в вертикальной плоскости на 180°, т.е. хвостовиком вверх или хвостовиком вниз.

Автоматический прибор для поворачивания долота при канатном бурении, отличающийся применением штока d, снабженного на обоих концах правой и левой резьбой, проходящего свободно через жестко скрепленный с кожухом h двусторонний храповик k, а навинтованными частями - через подвижные подпружиненные гайки-храповики g и m, при сцеплении с упомянутыми храповиками k, принуждающие поворачиваться шток d.