Реверсивный гидробур Советский патент 1981 года по МПК E21B4/02 

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ГИДРОБУР

Изобретение относится к буровой технике и может использоваться при создании геологоразведочных скважин и ремонте нефтяных скважин. Известен гидробур, содержащий корпус, поршень, распределительную головку и два клапана I. Известен также реверсивный гидробур, включающий корпус, цилиндр с поршнем,в полости которого размещен подпружиненный толкатель, распределитель с впускным и выхлопным клапанами и буровой инструмент, связанный с цилиндром через шток и пару винт-гайка (2J. Однако в данном гидробуре поршень выполнен со штоком и установлен с возможностью перемещения относительно корпуса, Таким образом, площадь поршня со стороны штока имеет меньшую площадь. Поэтому создаются разные крутящие моменты и усилия при прямом и обратном ходе, что снижя: ет иадежность работы. Цель изобретения - повышеиие надежности работы за счет обеспечения постоянства крутящего момента и усилия при прямом и обратном ходе цилиндра. Эта цель достигается тем, что в реверсивном гидробуре, включающем корпус, цилиндр с поршнем, в полости которого разме щен подпружиненный толкатель, распреде литель с впускным и выпускным клапанами и буровой инструмент, связанный с цилиндром через шток и пару винт-гайка, цилиндр выполнен подвижным, а поршень жестко закреплен в корпусе, причем шток снабжен подпружиненным, относительно впускного лапана, ограничителем. На чертеже изображен реверсивный гидробур, продольный разрез. Реверсивиый гидробур состоит из корпуса 1, в котором расположен узел уплотнения 2 и подшипниковый узел 3 с размешенным в нем винтом-валом 4, который связан с гайкой 5, жестко закрепленной в нижней частя штока 6 гидродвигателя. С верхней частью корпуса жестко соединен поршень 7, имеющий каналы 8 для подачи рабочего агента. В полости поршня 7 размещены пружина 9 и толкатель 10. Поршень 7 помещен в инлиндр И, который жестко связан с клапанной группой. Клапанная группа состоит нв центратора 12, имеющего периферийные окна 13 и выхлопной клапан 14, распело женный по центру, клапанную коробку 5 с окнамн, выхлопным 16 и впускным 17, для прохода рабочего агента, толкателя 18, размещенного в окне 17, впускного клапана 19 с пружиной 20 и с ограничителем 21 хода штока. Шток гндродвнгателя 6 жестко соединен с клапанной коробкой, а в нижней части шлицевым соединением - с корпусом. Рабочий агент (вода, глинистый раствор) по каналу 8 заполняет внутреннюю полость гндродвигателя и вызывает подъем цилиндра 11 с клапанной группой и штока 6 с гайкой 5 вверх. Гайка 5, взаимодействуя с винтом-валом 4, Поворачивает его вправо. Реактивный крутящий момент через шлицевую часть штока 6. воспринимается корпусом I. В это время отработанный рабочий агент из нижней полости цилиндра 11 вытесняется через окна 13 и 16 на забой скважины. Когда цилиндр 11 доходит до верхнего положения, выхлопной клапан 14 упирается в толкатель 10 и пружина 9 начнет сжиматься, поскольку система клапанов гндродвигателя удерживается в верхнем положении давлением рабочего агента на впускной клапан 19. При сжатии пружины 9 на заданную велнчину выхлопной клапан 14 ударяется о выступы поршня 7. Через толкатель 18 совокупное действие удара и силы сжатой пружины передается впускному клапану 19 и он открывается, а выхлопной клапан 14 опускается и перекрывает выхлопное окно 16. При нижнем положении клапанов гндродвигателя рабочий агент устремляется в нижнюю полость цилиндра 11 через окна 17 и 13. Цилиндр, клапанная группа и шток 6 с гайкой 5 двигаются вниз, вызывая вращение винта-вала 4 влево. Движение системы вниз обеспечивается тем, что рабочая площадь поршня гидродвигателя со стороны нижней полости цилиндра больше его площади сверху на величину площадн сечения штока 6. На всем протяжении хода системы вниз клапаны гндродвигателя сохраняют нижнее положение благодаря давлению рабочего агента на выхлопной клапан 14. В нижней точке реверса ограничитель 21. упирается в корпус узла уплотнения 2 и при дальнейшем движении системы вниз начнет сжиматься пружина 20 до момента соприкосновения ограничнтеля с впускным клапаном 19. Сила соударения ограничителя 21 с Впускным клапаном 19 и сжатие нружины 20 вызывают перестановку клапанов гидродвнгателя в исходное положенне. Выхлопной клапан 14 открывается и соединяет нижнюю полость цилиндра I с выхлопным окном 16, а впускной клапан 19 поднимается и перекрывает впускное окно 17. В нов совершается ход вверх и поворот вннта-вала вправо. Таким образом цикл повторяется. Применение в конструкцни реверсивного гидробура поршневого гидродвигателя позволяет увеличить вращающий момент на единицу длины диаметра механизма, обеспечить возможность работы с абразивными жидкостями за счет применения мягких уплотнений, повысить моторесурс и упростить конструкцию. Формула изобретения Реверсивный гидробур, включающий корпус, цилиндр с поршнем, в полости которого установлен подпружиненный толкатель, распределитель с впускным и выпускным клапанами и буровой ииструмент, связанный с цилиндром через шток и пару винт-гайка, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы за счет обеспечения постоянства крутящего момента и усилия при прямом и обратном ходе цилиндра, последний выполнен подвижным, а поршень жестко закреплен в корпусе, причем шток снабжен подпружиненным относительно впускного клапана ограничителем. Источникн информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 544743, кл. Е 21 В 5/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 583273, кл. Е 21 В 3/12, 1972 (прототип).