Аппарат для сверления дыр в обсадных трубах Советский патент 1935 года по МПК E21B29/06 

Предлагается аппарат, производящий сверление дыр в обсадных трубах путем передачи через канат движения барабану, сообщающему сверлу одновременно вращательное и возвратно-поступательное движение при помощи вращающегося в одну сторону винта с прямой и обратной резьбой. Аппарат опускается в скважину на особом фонаре, который на требуемой глубине закрепляется, причем сверлильный аппарат висит на нем; спускающийся же ниже канат при возвратно - поступательном движении приводит сверло в рабочее состояние, по окончании которого помощью собачек сжимается пружина фонаря, и аппарат свободно вынимается из буровой скважины.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вид аппарата спереди; фиг. 2 - вид его сбоку; фиг. 3-видоизмененную конструкцию аппарата, вид спереди; фиг. 4 то же в продольном разрезе; фиг. 5-разрез по АВ фиг. 4; фиг. б- вид сбоку; фиг. 7 - разрез по CD фиг. 4 и фиг. 8 и 9-продольные разрезы аппарата в различных вариантах.

Предлагаемый аппарат состоит из фонаря А, собственно сверлильного автоматического аппарата Б и планок В, соединяющих его с фонарем А (фиг. 1 и 2).

Аппарат спускается и висит на канате 7, конец которого расплетен в коническом отверстии грущи 3 и залит баббитом. Груша 3 имеет ввинчивающийся в нее нижний конец, в коническом отверстии которого закреплен продетый в него тонкий сверлильный канат 2, являющийся как бы продолжением каната 7.

Фонарь А состоит из трубы 4, на концах которой надеты две муфты 5-5 с щарнирными ущками; к последним, при помощи шарнирных тяг 7, прикреплены фонарные планки 8 с подвещенными к ним на шарнирах планками В, а следовательно и сверлильным аппаратом Б. Между втулками б на трубу 4 надета сильная стальная пружина 9, сжатая во время спуска в скважину между втулками 6-6, удерживающими ее в сжатом положении при помощи верхних W- JO и нижних 11-П собачек. Верхние собачки 10-10 входят в отверстие втулки б и трубы 4, а нижние 77-П упираются своими зубцами в муфту 5.

Верхние собачки 70-70соединены с рычажками 12, 12, которые своими зазубренными плашками прижимаются к стенкам скважины при помощи груза 13, сидящего на трубе и своими отростками опирающегося на рычажки 12. Нижние собачки 77-77 снабжены также рычажками п, входящими в отверстия ползунов т и могущих скользить в корытообразных нижних концах фонарных планок S. Концы рычажков п входят также в отверстия фонарных планок и удерживают ползуны т в верхнем положении.

Когда аппарат спущен на требуемую глубину, его несколько приподнимают, и рычажки /2-72 въедаются в обсадные трубы, надавливая на концы собачек Ю-Ю, и, поворачиваясь вниз, заставляют последние выскочить из отверстий трубы 4, вследствие чего пружина 9 поднимает втулку 6 вверх и разжимает фонарь А, плотно прижимая его к обсадным трубам. Если после этого спускать канат /, то вниз будет внутри трубки-Сдвигаться только канат 7, фонарь же Л, а вместе с ним и сверлильный аппарат Б останутся неподвижными.

Канат 7, а следовательно и грушу 3 и канатик 2 спускают на 2 метра ниже того места, где был закреплен фонарь; при этом груша 3 своим нижним концом не дойдет до верхнего распорного болта 14 на Н метра.

Затем производят движение канатом вверх и вниз на расстоянии 1-1 И метров, сообщая рабочее вращательное движение барабану /6 в одну сторону и холостое - в другую, благодаря храповому колесу 75 и собачке, укрепленной на реборде барабана 16, а от барабана при помощи цепи Галля 77 вращение передается сверлу J9 и при помощи кулачка 7( или посредством червячной передачи винту 20 с прямой и обратной резьбой, автоматически подвигающему сверло вперед и назад, при постоянном вращении винта 20 в одну сторону с помощью вилки 27.

Груз 22, служащий для оттягивания каната при движении его вниз, перекинут через блок 23 и роликом 24 направляется посредине планки В. Конец каната 2 укреплен в грузе 22 так же, как в груше 3. Такое расположение груза дает возможность достигнуть в аппарате самого нижнего положения сверла J9, что позволяет сверлить дыры для фонарной заливки на небольшом расстоянии от насыпанкой предварительно в скважину и осевшей пробки.

В ленточном винте 20 с прямой и обратной резьбой одна резьба переходит в другую в конце х, так что челнок, пройдя путь по резьбе в одну сторону, автоматически переходит в обратную резьбу, движется следовательно обратно и в своем поступательном движении передвигает вперед и назад муфту 25, а вместе с нею вилку 2/ и сверло J9. На другом конце винта 20 имеется кольцевая выточка Z. Когда челнок при крайнем положении муфты 25 попадает в выточку Z, он удерживается в ней при помощи пружинки, которая вставляется в отверстие рычажка, мертво ввинченного в челнок. Таким образом вращение винта 20, при попадании челнока в выточку, будет происходить вхолостую, и вилке 27, а следовательно и сверлу 7Р движение не передается. Челнок вставляется внутрь муфты 25 в соответствующее отверстие, а после ввинчивается рычажок и вставляется пружикка. Собранная таким образом муфта 25 надевается на зинт 20 в выточку Z, после чего надевается стопорное кольцо. До спуска аппарата в скважину нажимают на рычажок и поворачивают винт 20 вручную на /.1 оборота. При этом челнок входит в первую нитку резьбы, механизм заряжается и в заряженном виде спускается в скважину. Таким образом, благодаря выточке Z обеспечивается невозможность вторичного продвижения сверла 79, в случае передачи барабану б большего числа движений, чем это нужно для совершения полного возвратно - поступательного хода сверла 79.

При одном обороте барабана 15 сверло 79 сделает два оборота, а винт 20 повернется на один зубец шестерни 27. Этого же можно достигнуть, применяя червячную передачу от вала барабана 76 к винту 20.

После окончания сверления канат / поднимают; при этом нижние собачки 77- 71 больше не попадут в соответствующие углубления груши 3, в которых они помещались при спуске аппарата. Груша 5 раздвинет собачки 77-77 и зубцы собачек соскочат с муфты 5, концы же рычажков п выскочат из отверстий фонарных планоч и ползунов П. Ползуны т соскользнут вниз по фонарным планкам В корытообразных направляющих / нижней части фонарных планок, фонарь совершенно освободится, и аппарат можно свободно извлечь из скважины.

Видоизмененная конструкция аппарата фиг. 3) отличается расположением груза 22, ролика 24 и конструкцией фонаря А, причем коническая муфта М, соединенная с трубой F, надетой на трубу 4, распирает после проворачивания собачек 70-70 клинообразные на кладки Р на фонарных планках «S и укрепляет фонарь А в скважине. После окончания сверления, когда при подъеме каната / груша 5 раздвигает нижние собачки 7/-7/, последние упираются в трубку, а трубка, в свою очередь, своим верхним концом-в хомутик N, который помощи тяг L тянет аппарат за фонарные планки 8, отделяя их от клина М, и аппарат свободно извлекается из скважины.

Следующее видоизменение прибора состоит из собственно сверлильного аппарата и фонаря, на котором он висит после закрепления фонаря на определенной глубине в скважине. Механизм сверлильного аппарата (фиг. 4) монтирован между двумя планками 7/2 и 2/2, скрепленными двумя стяжными болтами 36 и 48. На валу 4 насажен барабан 3, который при подъеме и опускании намотанного на него тонкого канатика передает вращение с помощью храповика 10 и собачек 6 (фиг. 6) через шестерню 3/2 двумя шестерням 5/2, из которых одна, находясь : зацеплении с шестерней 812, вращает сверло 77/2, а другая, имеющая на один зуб меньше первой через шестерню 912 вращает втулку 7(9/2, внутри которой врезана переходящая одна в другую прямая и обратная резьба и по этой резьбе ходит головка штифта 75/2, проходящего через конец 72/2 сверла 7//2- Эта головка 75/2 в крайнем положении, указанном на чертеже, ходит по кольцевой выточке при вращении обеих щестерен 5/2 и в этом положении не подвигает сверла вперед. Но перед спуском в скважину аппарат заряжается, головка штифта 75/2 заводится вручную через отверстие, из которого предварительно вывинчивается пробка 77/2 в первую нитку прямой резьбы. Вследствие отставания при вращении втулки 102 на один зуб от вращения сверла /7/2 оно будет медленно выдвигаться (на 0,2 мм при каждом обороте сверла). Когда сверло выйдет до конца, головка штифта 13j2 попадает в обратную резьбу, шаг которой в 8 раз

больще щага прямой резьбы, и сверло быстро уходит обратно, пока головка штифта 75/2 не попадет в кольцевую выточку в конце втулки J6J2, и тогда сверло будет вращаться вхолостую и вперед вторично не пройдет. Так производится сверление дыр. Сверлильный аппарат при помощи тяг соединен с фонарем (фиг. 8 и 9), который состоит из трубы 54, на которую надета втулка с клином 59а и хомут 77. Между этим хомутом и клином ставится пружина 70. В сжатом состоянии она удерживается верхними собачками 63 и нижними 72. Через трубку 54 сквозь муфты 59 и 75 проходит 1 канат, заканчивающийся в груше 76 и в ней же переходящий в тонкий /i канат, наматывающийся на барабан 5 (фиг. 4) сверлильного аппарата. С трубой соединены планки с клиньями, могущими распираться клином 59й, а от хомута 75 идут тяги, соединяющие фонарь со сверлильным аппаратом.

Когда аппарат спущен на нужную глубину, его приподнимают. Тогда плашки 64 заедают, поворачиваются и сжимают собачки 65, которые выскакивают из углублений, и клин 55, не сдерживаемый более ими, приподнимается пружиной 70 вверх, расклинивая планки 55 фонаря и прижимая их плотно к стенкам скважины. После этого аппарат висит уже не на канате, а на фонаре и при дальнейщем спуске каната пойдет вниз только канат, аппарат же останется неподвижным. Опустив канат на 2 метра, его поднимают и опускают на протяжении до 1 метра. Эти опускания и поднимания („бас-боши) передаются барабану 5, и производится сверление. По окончании сверления, когда сделано нужное число „бас-бошей, канат поднимают. При этом груша 76 раздвигает нижние собачки 72, они своими зубьями соскакивают с кольца 74 и пружина 70, разжимаясь, освобождается, освобождая при этом фонарь, вследствие чего аппарат беспрепятственно извлекается из скважины.

Предмет изобретения.

1. Прибор для сверления дыр в обсадных трубах на одном канате, служащий также боковым грунтоносом, отличающийся тем, что для подачи csepj a 19

применен винт 20 с прямой и обратной резьбами, переходящими одна в другую, и на конце снабженный выточкой, причем вращение винту и сверлу передается при помощи шестереночных и цепных передач от вала барабана при посредстве укрепленных на его реборде храпового колеса и собачки, а для использования одного и того же каната /-2 как для спуска на нем прибора, так и для сообщения поступательного и вращательного движения сверлу, к прибору присоединен фонарь А (фиг. 1) для закрепления прибора на нужной глубине во время сверления, состоящий из трубки 4 с муфтами 5-5, на которую надета пружина 9, сжимаемая во время спуска прибора между втулками б-6с прикрепленными к ним посредством тяг 7 фонарными планками 8 и собачками W-JO и 7/-//, из которых собачки 10-JO служат для отделения при помощи рычажков /2-72 верхней втулки 6 от трубы 4, разжатия пружин и закрепления фонаря, а следовательно и прибора в трубах, а нижние собачки 77-77- для освобождения фонаря после сверления, достигаемого раздвижением их грушей 3 и действием их на рычажки п, пропущенные через отверстия в ползуне т и фонарной планке 8.

2. Видоизменение аппарата по п. 1,

отличающееся тем, что вместо рычажной передачи в нем применена втулка 7(9/2 с нарезанной внутри ее прямой и обратной резьбами, переходящими на одном конце в кольцевую выточку, причем обратная резьба имеет шаг, в несколько раз больший прямой, каковая втулка, получающая вращательное движение при помощи шестереночной или цепной передачи, служит для передвижения сверла 77/2, снабженного штифтом 75/2. 3. Форма выполнения аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что фонарь выполнен из трубки 54, несущей на концах муфты 59 и 75 и снабженной надетым на нее хомутом 77 и втулкой с клином 59а, распирающим плашки фонаря 55, соединенные с муфтой 59 и прижимаемые плотно к стенкам скважины, причем прижатие достигается действием пружины 70, надетой на трубку 54, сжатой между втулкой с клином 59а и хомутом 77, удерживаемым в этом положении верхними собачками 63и нижними 72, из которых верхние служат для отделения при помощи плашек 64 верхней втулки с клином 59а от трубки 54, разжатия пружины и закрепления фонаря в трубах, а нижние собачки 72-для освобождения фонаря после окончания сверления, достигаемого раздвижением их грушей.

фиг 8 Ер иг 9

сриг4/Т7ИГ/7