Автоматическое устройство для регулирования давления бурового инструмента на забой при вращательном бурении скважин Советский патент 1934 года по МПК E21B19/08 E21B44/00 

При вращательном бурении скважин главной причиной искривления их и частых случаев аварий является чрезмерная нагрузка инструмента на забой скважины. Эта нагрузка, производимая вручную, зависит всецело от бурильщика и зачастую может быть то слишком большой, ломающей инструмент, то недостаточно замедляющей скорость.

Для регулирования давления бурового инструмента на забой при вращательном бурении скважин предлагается автоматическое устройство, в котором, с целью изменения нагрузки на тормоз подъемного барабана, применен центробежный регулятор, приводимый во вращение от трансмиссионного вала лебедки и служащий для поднятия или опускания муфты, соединенной с грузом, подвешенным к тормозному рычагу подъемного барабана.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез устройства; фиг. 2-общий вид устройства сбоку; фиг. 3-вид устройства со стороны двигателя; фиг. 4-вид сбоку видоизмененного устройства; фиг. 5-то же, вид со стороны центра скважины; фиг. б-положение деталей устройства при крайних пределах нагрузки; фиг.7-видоизменение устройства для случая установки его на конце вала двигателя; фиг. 8-то же, общий вид устройства сбоку.

(19)

Предлагаемое автоматическое устройство (фиг. 1-3) состоит из вертикального стержня /, приводимого во вращение от вала трансмиссии станка двумя коническими зубчатками 2 и 5, с подшипником 4 и подпятником 5. На нижний конец стержня / насажен центробежный регулятор S, //, приводимый во вращательное движение от вала лебедки помощью той же зубчатой передачи 3, 2. Центробежный регулятор 6, 7/ служит для поднятия и опускания муфты /3, соединенной при посредстве рычага 77 и перекинутого через ролики 20 и 2/ каната J9 с грузом 30. Последний подвешен на стержне 22 и пружине 23 к тормозному рычагу подъемного барабана. С цельюизмерения давления инструмента на забой применен указатель 27, скрепленный со стержнем 22 и двигающийся по шкале 28 (фиг. 1). К тормозному рычагу подвешивается второй груз 45, состоящий из нескольких разных малых грузов, вес которых определяется опытным путем.

Груз 30, поднимаясь или опускаясь, действует на стержень 22 с прикрепленной к нему пружиной 23, принуждая последнюю попеременно сжиматься и растягиваться и действовать на тормозную ручку барабана, увеличивая или уменьшая силу нагрузки на тормоз.

Согласно видоизменению ;устройства (фиг. 4 и 5) пружина 23 присоединена

одним концом к рычагу 29, а другим- к канату 19, переброшенному через ролики 20 и 21, причем указатель 27 связан со свободным концом каната 19.

На фиг. б показано положение центробежного регулятора 8, 11, муфты 13, рычага 17, груза 5(3и указателя 27 при максимальной нагрузке на забой (бООО кг)- спгюшными линиями и при нагрузке, равной О,-пунктирными линиями.

В первом случае шары 11 наиболее удалены друг от друга, муфта 13 и рычаг 17 опущены, груз 30 приподнят и указ.этель 27 показывает нагрузку 6000 кг. Во втором случае шары // сближены, муфта 13 и рычаг 17 приподняты, пружина 23 растянута, груз 30 опуш;ен и указатель 27 показывает нагрузку, рав.ую 0.

Второе видоизменение изобретения может быть осуществлено при установке его на конце вала двигателя (фиг. 7 и 8). С 1:елью регулирования нагрузки натор;мозньш рычаг подъемного барабана применены центробежные грузы J/, свободно надетые на стержни 1, скреплен«ые с горизонтальным валом машины :И соединенные с действуюш.им на рычаг тормоза подъемного барабана грузом 30 при помощи огибающих ролики 32 шнуров 33, рычага 34 и перекинутого через направляющие ролики 35, 36 и 37 каната 38.

К стержню /, скрепленному болтами 42 с маховиком двигателя, приваривается фланец 43 с выступающим шипом. ВДОЛЬ оси которого может скользить муфта 39, вращаюш.аяся вместе с ним :при посредстве шпонки 44.

Грузы 5/ соединены шнурами 33 с муфтой 39, а нижний конец рычага 40 соединен шнуром 38 с грузом 30, подвешиваемым к тормозной ручке или рычагу 29 (фиг. 4).

Для безопасности регулятор огра.ждается кожухом 41.

Автоматическая регулировка давления на забой скважины происходит следующим образом (фиг. ): положим, что нагрузка недостаточна, тогда двигатель, а, следовательно, и стержень начнут увеличивать обороты, шары // от возрастания их центробежной силы будут

удаляться друг от друга, муфта 13 и рычаг /7опустятся,а соединенный с концом последнего шнур 19 получит натяжение. Груз 30, а вместе с ним стержень 22, начнут подниматься, пружина 23 укоротится, указатель 27 тоже поднимется вверх и на шкале 28 покажет увеличение нагрузки на забой.

Предмет изобретения.

1.Автоматическое устройство для регулирования давления бурового инструмента на забой при вращательном бурении скважин, отличающееся тем, что с целью изменения нагрузки на тормоз подъемного барабана применен центробежный регулятор 8, 11, насаженный на вертикальном стержне /, приводимый во врашательное движение от трансмиссионного вала лебедки помощью конической передачи 3-2 и служащий для поднятия или опускания муфты 13, соединенной при посредстве рычага 17 и каната 19 с грузом 30, подвешенным на стержне 22 и пружине 23 к тормозному рычагу подъемного барабана (фиг. 1, 2 и 3).

2.При устройстве по п. 1 применение, с целью измерения давления инструмента на забой, указателя 27, скрепленного со стержнем 22 и движущегося по шкале 28 (фиг. 1).

3.Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что пружина 23 присоединена одним концом к рычагу 29, а другим концом-к канату 19, переброшенному через ролики 20 и 21, причем указатель нагрузки 27 присоединен к стержню 22, а этот последний-к свободному концу каната 19 (фиг. 4 и 5).

4.Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования нагрузки на тормозный рычаг подъемного барабана, служат центробежные грузы J/, свободно надетые на скрепленные с горизонтальным валом машины выступающие стержни-пластины 7, и соединенные с действующим на рычаг тормоза подъемного барабана грузом 30 при помощи огибающих ролики 32 шнуров 33, муфты 39, рычага 34 и перекинутого через направляющие ролики 35, 36 и 37 каната 38 (фиг. 7 и 8).