Устройство для направленного бурения Советский патент 1980 года по МПК E21B10/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для направленного бурения скважин. Известно опорно-направляющее устройство, которое может быть использовано с расши)ителем для направленного бурения 1. Недостатком этого устройства является недостаточная опорная поверх ность и жесткость, что ведет к малой направленности бурения. Известно устройство для направленного бурения, включающее исполнительный орган, направляющую штангу с подвижными ступицами и опорные лыжи, шарнирно соединенные с механизмом принудительного распора 2 Цель изобретения - повышение точности проводки скважины по за- данному направлению. Поставленная цель достигается тем, что механизм принудительного распора выполнен в виде перекрещива ющихся рычагов, .ркрепленных в месте пересечения шарниром, при этом один из рычагов концами шарнирно прикреплен к опорной лыже и ступице, а второй шарнирно соедииен с другой ступицей и подвижно сопряжен посредством ползуна с опорной лыжей. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сопряжение луча фонаря с опорной лыжей. Устройство для бурения скважин состоит из муфты 1, один конец которой соединен с буровым ставом 2 (например, с помощью конической резьбы), а другой выполнен в виде шлицевой обойьш 3. Шлицевая обойма подвижно сопряжена с шлицевой головkofi 4 направляющей штанги 5, имеющей на другом конце так е шлицевую головку 6. Шлицевая обойма 3 закрыта крынкой 7, крепящейся к ее торц. На направляющей штанге 5 асполагаются кольцевые желоба 8, служгицие слупицей опорного фонаря. Кольцевые желоба 8 имеют возможность перемещаться вдоль штанги 5. На кольцевых желобах крепятся подшипники 9, закрытые обоймамн 10. На обоймах 10 имеются проуЬшны 11 (перечисленные детали входят в ступицу опорного фонаря), к которым одним концом посредством осей 12 крепятся рычаги 13. Рычаги имеют общую ось (шарнир) 14. Другие концы рычагов 13 присоединяются к опорным лыжам 15. Причем один конец присоединяется к лыже посредством оси 16, а другой посредством ползуна 17 и паза 18. Перекрещивакхциеся рычаги 13 образуют луч фонаря..Шлицевая головка 6 подвижно сопряжена посредством шлицевого соединения с муфтой 19. С другой стороны в муфту 19 входит шлицевой конец бурового вала 20, образуя шпицевое соединение 21. С обоих торцов к муфте 19 крепятся крышки 22. Конструкция опорного фонаря, размещенного на буровом валу 20, аналогична описанной. На буровом валу 20 крепится исполнительный орган 23 На буровом валу 20 и штанге 5 между буртом 24 и кольцевым желобом 8 ступицами опорного фонаря, кольцевым . желобом 8 и муфтами располагаются упругие элементы 25, 26, 27 соответственно. Упругий элемент 26 имеет меньшую жесткость. На чертеже не показаны защитные кожухи упругих элементов.

детали 7, 8, 9, 10, 22 выполнены разъемными, что необходимо для первначальной сборки направляющего устройства.

Устройство работает следующим образом.

Исходное положение. Упругие- элементы разжаты. Шлицевые головки 4, 6 штанги 5 и шлицевой конец бурового вала 20 упираются в крышки 7, 22 соответственно.

Опорное устройство сложено. Вращение исполнительному органу и поступательное перемещение устройству сообщается от буровой машины по буровому ставу 2, муфте 1, штанге 5, муфте 19, буровому валу 20.

При входе исполнительного органа в контакт с массивом происходит первоначальное сжатие упругих элементов 26, что приводит к сближению ступиц опорного фонаря, при этом лыжи 15 распираются о стенки скважины

Одновременно со сближением ступии, происходит и сближение концов рычагов 13, прикрепленных к опорным лыжам 15. Сближение происходит пото му, что они имеют общую ось 14 и . подвижное сопряжение с лыжей 15 за счет ползуна 17, расположенного в пазу 18, который имеется в лыже 15. Такое крепление лучей фонаря к лыже позволяет устройству в сложенном состоянии и во времй скольжения по стенкам сохранять паргшлелность оси вращения бурового става.

Кроме того, такое крепление рычага к лыжам и рычагов междУ собой позволяет существенно увеличить жес кость устройства, избежать влияния

шлицевых соединений в данном устройстве на прямолинейность бурового става вблизи инструмента.

Конечное ограничение сжатия обеспечивается упором головок 4, 6 штанJ ги 5 и шлицевогр конца бурового вала 20 в дницё муфты 1, 19. В случае внезапного изменения диаметра скважины (поломка резцов, сдавливание стенок скважины горным давлением и

Q т.д.) происходит сжатие упругих элементов 25, 27, поэтому опорные лыжи автоматически приспосабливаются к новым условиям. В случае расклинивания устройства в скважине необходимо демонтировать устройство. Для

5 этого прекращается вращение бурового става (вращатель машины выключен). Механизм подачи включается на обратный ход. Поступательное перемещение от бурового става передается муфте 1. При этом шлицевая головка 4 штанги 5 перемещается в шлицевой обойме муфты 1.

При выборе диапазона хода в шли5 цевой обойме головка упирается в крышку 7 и поступательное перемещение передается штанге 5. Головка 6 штанги 5 перемещается до упора в крышку 22. Как только произойдет упор, начнет перемещаться муфта 19. При упоре крышки 22 муфты 19 в головку бурового вала 20 начинает перемещаться буровой вал 20 с исполнительным органом.

Так как на упругий элемент 26 5 теперь не действует усилие подачи, он разжимается, складывая рычаги 13 опорного фонаря.

Формула изобретения

Устройство для направленного бурения, включающее исполнительный орган, направляющую штангу с подвижными ступицами и опорные лыжи, шарнирно соединенные с механизмом принудительного распора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности проводки скважины, механизм принудительного распора выполнен в виде перекрещивающихся рычагов, скрепленных в месте пересечения шарниром, при этом один из. рычагов концами шарнирно прикреплен к опорной лыже и ступице, а второй шарнирно соединен с другой ступицей и подвижно сопряжен посредством ползуна с опорной лыжей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Патент США 3977468, кл. 166-241, опублик. 1976.

фие