Расширитель для восстающих скважин Советский патент 1981 года по МПК E21D3/00 E21B10/26 

(54) РАСШИРИТЕЛЬ ДЛЯ ВОССТАЮЩИХ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к горной промйшленности, в частности к бурению восстающих скважин большого диаметра.

Известен расширитель скважин, включающий приводную штангу, корпус, на котором в прямоугольных направляющих установлены шарошки с возможностью перемещения и взаимодействия с пружи нами ij .

Недостатком этого расширителя при бурении трепшнованых пород является износ направляющих из-за высокой частоты перемещения шарошек и значительных усилий на направляющие перпендикулярно перемещению шарошек.

.Кроме того, конструктивно расширитель выполнен с витыми пружинами, соосными хвостовикам лап шарошек.

При этом для обеспечения достаточной податливости и высокого значения усилия требуются пружины значительных габаритов, что усложняет конструкции многошарошечного расширителя для бурения скважин большого диаметра.

Наиболее блшзким к предлагаемому является растлитель для восстающих скважин, включающий корпус, связанный с приводной штангой, закрепленные на корпусе поворотные кронштейны с шарошками и амортизатор 2.

При бурении скважин большого диаметра в трещиноватых породах сжатие упругого элемента (амортизаторы) под действием усилия от одного из рыtoчагов приводит к снижению нагрузок на другие рычаги, что снижает производительность бурения, а следовательно, является недостатком устройства.

Характерной особенностью разбури15вания трещиноватых пород является, то, что забой приобретает форму в виде выступов. Позтому большая часть нагрузки, передаваемой расширителю приходится в каждый момент времени на ту

20 шарошку, которая преодолевает выступ. Из-за зтого общую нагрузку на расширитель приходится снижать, уменьшая соответственно скорость разбуривания.

Нередко при интенсивной трещинсватости массива от забоя отделяются крупные куски породы и заклиниваются между шарошкой и забоем, что сопровождается также отрывом других шарошек от забо Цель изобретения - повышение проиводительности бурения.

Указанная цель достигается тем, что в расширителе для восстающих скважин, включающей корпус, связанный с приводной штангой, закрепленные на корпусе поворотные кронштейны с шарошками и амортизатор, амортизатор выполнен в виде радиальных рессор, установленных под каждым поворотным кронштейном и закрепленных на корпусе, при этом каждый поворотный кронштейн снабжен упором и натяжным механизмом, установленными с возможностью взаимодействия соответственно с корпусом и радиальной рессорой.

На фиг. изображен расширитель с частичным вырезом вдоль оси, об1ЦИЙ вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Расширитель для бурения восстающих скважин большого диаметра содержит корпус 1, жестко связанный с приводной штангой 2, на корпусе 1 закреплены кронштейны 3 с шарошками 4. Кронштейны 3 закреплены на корпусе 2 с помошью пальцев 5 с возможностью поворота относительно последних в плоскости, проходящей через ось расширителя. Под кронштейнами 3 на -корпусе 2 установлены радиальные рессоры 6 и зафиксированы на приводной штанге 1 посредством гайки 7. Кронштейны 3 снабжены натяжными узлами, например винтами 8, взаимодействующими с рессорами 6, и упорами 9, взаимодействующими с лысками 10, выполненными на приводной штанге 1.

Расширитель работает следующим об разом.

После сборки расширителя и присоединения его к буровому ставу (не показан) создается предваритель ное натяжение рессор 6 винтами 8, при этом уноры 9 взаимодействуют с лысками 10 приводной штанги 1. Разбуривание осуществляют с ограничением осевого усилия на расширитель, рассчитанного по номинальному усилию на шарошку с учетом числа шарошек и углов их установки на расширителе. В отдельные моменты при накатывании какой-либо шарошки на выетуп забоя соответствующая рессора 6 прогибается, увеличивая нагрузку на шарошку, распределяя остаток осевой нагрузки на другие шарошки расширителя . Необходимая величина смещения и жесткость каждой ресс.оры выбирается в зависимости от диаметра расишрителя и положения шарошки, соответствующей этой рессоре. Шарошки, более удаленные от оси расширителя, должны снабжаться рессорами с большим запасом смещения и меньшей жесткостью. .Максимальная величина прогиба рессоры определяется размером куска породы, который может заклиниваться между забоем и шарошкой.

Таким образом, предлагаемый расширитель позволяет повысить производительность разбуривания трещиноватых пород, обеспечивая слежение шарошек за неровностями забоя и более, равномерно распределяя осевое усилие между шарошками.

Ориентировочно экономический эффект от применения изобретения оценивается в 20 тыс.руб. в год на один расширитель 1,25 м.

Расширитель обеспечивает повышение производительности при проходке скважин большого диаметра в трещиноватых породах.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 609881, кл. Е 21 С 17/00, 1976.