Расширитель горизонтальных скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B7/28 E21B7/20 

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к расширителям горизонтальных скважин.

Известен рабочий орган, состоящий из режущих ножей, диска, упорного подшипника и загрузочных лопастей l3

Недостаток этого расширителя сложность его разборки в случае возникновения аварийной ситуации.

Известен также расширитель горизонтальных скважин, включающий секцию шнекового бурового става, наружный цилиндр с режущими ножами, заднюю стенку и крестовину 2.

Недостатком известного расширителя является необходимость протаскивания трубного кожуха после , расширения скважины.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет совмещения операций по расширению скважины и протягиванию трубного кожуха.

Поставленная цель достигается тем, что наружный цилиндр в поперечном сечении имеет форму овала, большая ось которого не меньше внутреннего диаметра трубного кожуха, а меньшая ось и высота наружного цилиндра меньше внутреннего диаметра трубного кожуха, при этом крестови,на расширителя связана с трубным кожухом посредством якорного механизма.

Кроме того, большая полуось наружного цилиндра меньше радиуса вращения периферийных режущих ножей, а якорный механизм выполнен в виде

10 шлицевого вала, связанного посредством фиксируемой в осевом направлении шлицевой втулки, радиальных лучей и тангенциальных шпонок с трубным кожухом.

15

На фиг. 1 изображен предлагаемый расширитель, обвщй вид; на фиг.2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема вписывания наружного цилиндра при . демонтаже расширителя.

20

Расширитель для бурения горизонтальных скважин состоит из соединенных между собой приемного цилиндрического лотка 1 с окном 2 и подшил- . никовой опоры 3. Приемный цилиндрический лоток через соединительный элемент 4 соединен с инвентарной обсадной колонной 5, размеще:нной в пионерной скважине, прикрепленной с другой стороны к невращающемуся 30 корпусу подвижного ротора бурошнековой машины. Внутри опоры 3 установлен вал б, к которому со стороны приемного.цилиндрического лртка крепится секция шнекового бурового става 7, а с противоположной стороны - задняя стенка 8 расширителя. Задняя стенка имеет овальную форму, К задней,стенке 8 прикреплен цилиндр 9, имеющий в сечении овалы. При этом большая ось периферийного овала основания не меньше внутреннег диаметра кожуха (внутренний диаметр это внешний диаметр минус толщина стенок), а меньшая ось меньше внутреннего диаметра кожуха.

Боковая поверхность цилиндра может быть выполнена бочкообразной, цилиндрической,тороидальной. Поэтому максимальный поперечный контур цилиндра вьшОлнен вписанным в проходное сечение кожуха. К овальному цилиндру 9 прикреплена передняя стенка 10, которая выполнена с окнами. К передним граням окон (передние считаются по ходу вращения расширителя) прикреплены режущие ножи 11, периферийная кромка которых выстпает за овал цилиндра таким образом, что большая полуось основания цилиндра меньше радиуса вращения периферийной кромки режущего ножа. Овальный цилиндр 9 имеет грунтонесущую полость 12, образованную внутренними поверхностями передней и задней стенок. Высота наружного цилиндра 9 (на чертеже показан буквой L ) меньше чем диаметр прокладываемого кожуха.

Такое выполнение и форма наружного цилиндра позволяет беспрепятственно вытаскивать его через кожух.

На задней стенке цилиндра 9 .укреплена, например с помощью болтов крестовина 13. К крестовине с помощь фланцев крепится шлицевой вал 14 якорного устройства. На вал 14 посажена шлицевав втулка 15. Шлицевая втулка 15 является опорой для подшипников 16. Стаканом подшипникового узла является луч 17 якорного устройства. К лучам 17 с помощью болтов крепятся накладки 18. в рабочем состоянии лучи 17 и накладки 18 сопряжены с тангенциальными шпонками 19, закрепленными противоположно друг другу на внутренней поверхности кожуха 20. Причем их высота такая, что хорда, соединяющая противолежащие друг другу концы шпонок, больше высоты цилиндра 9. На шлицевом валу 14 имеется отверстие 21. в котором может быть размещен шкворень 22. Для пе.редачи осевого усилия на лучи 17 якорного устройства 1илицевая втулка уперта в шкворень 22.

Для исключения расклинивания цилиндра в торец кожуха (при его ориентации высотой перпендикулярно .прюдольной оси кожуха) расстояние

между основанием цилиндра и торцом кожуха составляет не менее половины высоты цилиндра (расстояние на чертеже указано буквой Р ).

Работа устройства осуществляется - Следующим образом.

В случае поломки расширителя ;или по другой причине, вызывающей необходимость демонтажа расширителя, например встреча с валунами, забытыми

„ строителями бетонными плитами и т.д. вытаскивается шкворень 22. Снимается накладка 16 и лучи 17 удаляются через кожух. После этого демонтируется шлицевой вал 14 и крестовина 13, которые также удаляются через кожух.

5 Для демонтажа наружного цилиндра 9 лоток 1 подают вперед (это можно осуществить машиной, так как лоток является секцией инвентарной обсадной колонны 5) .- Цилиндр 9 снимается

0 при подачи лотка 1 с него. После

снятия цилиндр 9 ориентируется, высотой L перпендикулярно продольной оси кожуха. Так как высота цилиндра и меньшая ось основания меньше, чем

5 внутренний диаметр кожуха, а большая .ось основания не меньше внутреннего диаметра и поперечный контур цилиндра вписан в сечение кожуха, то цилиндр свободно удаляется через кожух.

Монтаж расширителя осуществляется

в обратном порядке.

При бурении без протаскивания кожуха расширитель работает следующим образом.

Вращате.пьное и поступательное перемещение расширителю передается от буровой машины. Шкворень 22 извлекается из отверстия 21 шлицевого вала14. Ш.пицевой вал свободно скользит по шлицам шлицевой втулКи

0 15, не перемещая кожух.

При работе расширителя по совмещенной схеме в отверстия 21 вставляется шкворень 22, при этом он сопряжен с торцом шлицевой втулки 15, конец которой выступает из лучей 17.

Формула изобретения

1. Расширитель горизонтальных скв.чжин, включающий секцию шнекового бурового става, наружный цилиндр с режущими ножами, заднюю стенку и крестовину,о т личающийся тем, что,С целью расширения технологических возможностей за счет совмещения операций по расширению скважины и протягиванию трубного кожуха, наружный цилиндр в поперечном сечении имеет форму овала,

большая ось которого не меньше внутреннего диаметра трубного кожуха, а меньшая ось и высота наружного цилиндра меньше внутреннего диаметра

5 трубного кожуха, при этом крестови