ПОРШНЕВОЙ ВРАЩАТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРИВОДА СВЕРЛА, БУРА И Т. П. Советский патент 1941 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к устройствам для приведения во вращение сверла, бура, долота и т.п., в которых двигатель для вращения инструмента перенесен на забой скважины.

Для этой цели уже предлагалось в качестве перенесенного на забой двигателя применять, в частности, как и в описываемом изобретении, поршневые вращательные механизмы с несколькими цилиндрами, расположенными параллельно оси вращения полого шпинделя и взаимодействующими с за. крепленной на шпинделе косой шайбой. От известных механизмов последнего рода предлагаемый механизм отличается тем, что, с целью промыва пространства вокруг рабочего инструмента (сверла, бура и т.п.), шпиндель снабжен окнами для поочередного сообщения его полости с выпускным окном распределительного золотника. При этом в механизме, может быть применено несколько последовательно расположенных рядов рабочих цилиндров, действующих на общий шпиндель.

На чертеже фиг. 1 показывает продольный разрез нижней части бура с поршневым двигателем, согласно изобретению; фиг. 2 и 3 - поперечные разрезы по линиям I и II фиг. 1; фиг. 4 - продольный разрез другой формы выполнения поршневого механизма с расположением рабочих цилиндров в несколько последовательных рядов; фиг. 5 и 6 - разрезы по линиям III и IV фиг. 4.

В форме выполнения, показанной на фиг. 1, 2 и 3, глинистый раствор подается грязевым насосом по трубам на забой.

Прежде чем попасть на долото, глинистый раствор проходит через каналы 1 ввинченной в корпус 24 насоса муфты 2 и затем из кольцевого пространства между корпусом 24 насоса и центральной частью 26, 3 через отверстия (в) проходит в вертикальные каналы (б) и (г). Из канала (б) дальнейший путь раствору преграждает поверхность распределительного золотника 32-51, из канала же (г) раствор проходит через окно 31 золотника 32-51, находящееся в этот момент перед ним, в камеру (ч), не сообщающуюся с камерой М, и из камеры (ч) по каналу 5 золотника попадает в полость цилиндра 6, заставляя поршень 9 двигаться вниз.

В поршнях 9 заделаны пальцы 11, на которых свободно вращаются ролики 10, опирающиеся на верхнюю и нижнюю поверхности кулачной шайбы 13, имеющей форму изогнутого (косого) волнообразного диска.

При ходе поршня 9 вниз под давлением глинистого раствора верхний ролик 10 поршня, нажимая на наклонную плоскость шайбы 13, заставляет шайбу поворачиваться и вращать образующий с нею одно целое шпиндель 50, соединенный с долотом или удлинителем при помощи муфты 38.

Вокруг шпинделя расположено несколько, например, шесть таких цилиндров.

В то время, когда поршень 9 опускается, поршень 17 противоположно лежащего цилиндра 18 восходящей наклонной частью кулачной шайбы 13 подымается, выталкивая глинистый раствор через отверстие 19 и канал 5а в камеру М, а оттуда по центральному каналу (д) под долото или бур. Отсюда глинистый раствор, забирая выбуренную породу, выносит ее через кольцевое пространство между корпусом 24 и обсадной трубой на дневную поверхность.

При вращении шпинделя 50, а вместе с ним и золотника 32-51 попеременно поршни половины всего числа цилиндров опускаются, производя работу вращения инструмента, а поршни другой половины всего числа цилиндров выталкивают глинистый раствор из цилиндров на забой. Шпиндель 50 на своем верхнем продолжении 30 несет обойму шарикоподшипника 4, нижняя обойма которого покоится на неподвижной втулке 22 части 25 насоса, снабженной каналами (б), (г), нижняя поверхность которой притерта к зеркалу вращающегося вместе со шпинделем золотника 32-51. Для уплотнения; верхнего конца части 30 вращающегося шпинделя он снабжен цилиндрической насадкой 21, погруженной в кольцевой стакан 20 со ртутью, в которой он вращается.

Уплотнение между нижней частью 51 золотника 32 и верхней частью 30 шпинделя 50 с одной стороны и блоком цилиндров 6-18 с другой стороны обеспечивается сальниковой набивкой 23.

Для уплотнения выхода нижнего конца шпинделя из корпуса бура в корпус насоса 24 ввинчен наконечник 14, в котором вставная часть 37 образует кольцевой стакан 36, наполненный ртутью. В этот стакан погружена цилиндрическая насадка 35, навинченная на шпиндель 50. Прокладки 33 и 34 предохраняют ртуть от выливания при перевозке бура.

Ртуть в кольцевом стакане 36 образует гидравлический затвор, предупреждающий попадание глинистого раствора и песка в полость цилиндров 6 и 18. В свою очередь гидравлический затвор 20, 21 предохраняет от попадания глинистого раствора и песка полость K, где помещается шарик подшипник.

В форме выполнения, представленной на фиг. 4-6, вместо одного ряда из шеста поршневых цилиндров расположено несколько, например, два ряда, благодаря чему мощность бура получается вдвое больше, чем при однорядной конструкции.

Здесь также глинистый раствор, подаваемый грязевым насосом, прежде всего проходит через каналы 1, кольцевое пространство между корпусом насоса 24 и центральной частью 26, по отверстию (в) и каналу (г) доходит до камеры (ч) золотника 32, дальше которой итти не может. В то же время по отверстию (в) раствор на противоположной стороне механизма проходит в канал (б), оттуда через камеру М по каналу 5 проходит в цилиндр 18, где давит на поршень 17, заставляя его роликом 10 воздействовать на кулачную шайбу 13.

Одновременно раствор из камеры М через центральный канал Д в продолжении 30 шпинделя 50 проходит по каналу 40 в цилиндр 6а нижнего ряда, где давит на поршень 9а, который воздействует своим роликом 10а на вторую кулачную шайбу 13а, повернутую та 180° относительно шайбы 13. Кулачная шайба 13а воздействует с своей стороны на ролик 10а поршня 17а цилиндра 18а, а шайба 13 - на ролик 10 поршня 9 цилиндра 6, и оба поршня поднимаются кверху, вытесняя глинистый раствор через соответственно устанавливаемые окна 42 и 43 в кольцевое пространство 44, по которому глинистый раствор поступает под долото.

Все остальное устройство в форме выполнения по фиг. 4 аналогично таковому по фиг. 1, 2 и 3.

1. Поршневой вращательный механизм для привода сверла, бура и т.п. с цилиндрами, расположенными параллельно оси вращения полого шпинделя и взаимодействующими с закрепленной на шпинделе косой шайбой, отличающийся тем, что, с целью промыва пространства вокруг рабочего инструмента (сверла, бура и т.п.), шпиндель снабжен окнами для поочередного сообщения его полости с выпускным окном распределительного золотника.

2. В механизме по п. 1 применение нескольких последовательно расположенных рядов рабочих цилиндров, действующих на общий шпиндель.