Забойный механизм подачи Советский патент 1982 года по МПК E21B19/08 

(54) .ЗАБОЙНЫЙ МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ

1

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для создания осевой нагрузки на породоразрушаюший инструмент.

Известен забойный механизм подачи, содержащий цилиндры, поряини и подпружиненный клапан .i1 ,

Известен также забойный механизм подачи, содержащий верхние и нижние цилиндры, поршни со штоками, поршенг вал и узел управления, включающий пластину, жестко связанную с пилиндрами, и подпружиненный клапан с упором на штоке, взаимодействующим с пластиной 23 .

Известные забойные механизмы подачи создают постоянную статическую нагрузку на породоразрующающий инструмент.

Цель изобретения повышение эффективности работы механизма за счет генерирования динамической составляющей осевой нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что узел управления снабжен подпружиненным поршнем с отверстием и упорным кольцом, установленным на штоке клапана для взаимодействия с пружиной, причем клапан и поршень подпружннены на поршень-вал, а поршень установлен с возможностью перекрытия отверстия клдпаиом.

На фиг. 1 изображен забойный ме ханизм подачи, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - забойный механизм подачи в положении Конец рабочего хода.

Забойный механизм подачи состоит из переходника 1, цилиндров 2 и 3, шлицевой втулки 4 с поршенъг-валом 5.

Внутри цилиндров размещены поршни 6 в нижний поршень 7, жестко связанный с клапанной втулкой 8, имеющей продольные прорези 9.

Узел управления включает пластину 10, жестко связанную с шшшщрамв, центрирующую втулку 11, имекадую от/30верстия для прохода промывочной ж 1дкости, клапан 12 с упором 13 на штоке 14, взаимодействующим с пластиной 10, и поршень 15 с отверстием 16, подпружиненный пружиной 17 на поршне вал 5. Шток 14 клапана 12 имеет упор ное кольцо 18 для взаимодействия с пружиной 19, посредством которой клапан 12 подпружинен на поршень-вал 5. Клапан 12 периодически перекрывает отверстие 16 клапана 15, Поршни образуют с цилиндрами полости подпоршне вые 2О и надпоршневые 21. Подпоршне вые полости 20 сообщаются с затрубны пространством скважины посредством каналов 22. Надпоршневые полости 21 и внутренний осевой канал поршней сообщаются между собой посредством каналов .на нижних торцах штоков поршней Забойный механизм подачи работает следующим образом. Спуск механизма в скважину осуществляется на бурильных трубах, соеди ненных с переходником 1, а к поршнк валу 5 присоединяется колонковый набо Все поршни находятся в нижнем положении, между клапаном 12 и поршнем 15 имеется зазор за счет пружины 19 При постановке на забой колонкового снаряда под воздействием веса забойного механизма в части веса бурильных труб { 10О - 2ОО кг) все поршни перемещаются в верхнее положение, пока поршень 15, подпружиненный пружиной 17 большей жесткости, не упрется в клапан 12, Ход клапана 12 с хвостовиком 14 вверх ограничен упорным кольцом 18 и пластиной 1О. В момент соприкосновения клапана 1 и поршня 15 происходит гидроудар за счет перекрытия отверстия 16 в поршн 15 и механизм начинает работать, а именно:. под воздействием гидроудара клапан 12 и поршень 15 начнут перемещаться вниз, сжимая пружину 17, после полного сжатия пружины 19 (это расстояние составляет 15-2Омм) клапан 12 возвращается а исходное положение, так как поршень 15 по инерции некоторое время продолжает движение вниз и между клапаном 12 и поршнем 15 образуется зазор. Давление промывочной жидкости над и под поршнем 15 почти выравнивается Поршень 15, израсходовав кинетическую энергию на сжатие пружины 17, возвращается в верхнее пoлoжeннe,Jяo соприкосновения с клапаном 13. И так прои -;ходит до тех пор, пока все поршни 6 и 7 и поршень-вал 5 не переместят ся до соприкосновения упора 13 хвостовнка 14 клапана с пластиной 10 (фиг. 3), Пориши 6 и 7 и порше {ь-вал 5 перемещаются вниз, вытесняя жидкость из под поршневых полостей 20 через отверстия 22,.так как под воздействием среднего перепада на клапанной паре 12 и 15 механизм создает осевую нагрузку и динамическую составляющую на породоразрушающий инструмент, как сумма активных площадей всех поршней. Вращение от бурильных труб к породоразрушающему инструменту передается через переходник 1, цилиндры 2 и 3, шлицевую втулку 4 и поршень-вал 5. Реакция от устройства воспринимается бурильными трубами. В конце рабочего хода забойного механизма подачи хвостовик 14 клапана 12 зависает на пластине 10(фиг. 3) и между ним и поршнем 15 образуется зазор (клапанная пара выключается). Давление в надпоршневых и подпоршневых полостях выравнивается и под воздействием части веса бурильных труб (1ОО-ЗОО кг) цилиндры 2 и 3, шлицевая втулка 4, пластина 10, перемешаются вниз относительно поршней 6 и 7, клапанной пары 12 и 15, клапанной втулки 8 и поршень-вала 5 до тех пор. Пока ограничительное кольцо 18 хвостовика 14 не упрется в пластину 10. После незначительного сжатия пружины 19 клапанная пара включается и механизм начинает работать. Рабочие циклы автоматически повторяются. По сравнению с известным забойным механизмом подачи механическая скорость бурения с предлагаемым механизмом возрастает в 1,3-1,4 раза. Формула изобретения Забойный механизм подачи, содержащий цилиндры, поршни, поршень-вал и узел управления, включающий плас.тину, жестко связанную с цилиндром, и подпружиненный клапан с упором на штоке, взаимодействующим с пластиной, отличающийся тем, что, с целью повьпиения эффективности ршботы за счет генерирования динамической составляющей осевой нагрузки, узел управления снабжен подпружиненным поршнем с отверстием и упорным кольцом, установленным на штоке клапана для взаимодействия с пружиной, причем клапан и поршень подпружинены на пор шенъ-вал, а поршень установлен с во-зможностью перекрытия отверстия клапаном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 763574, кл. Е 21 В 19/О8, 1978.

кл. Е 21 В 19/О8, 17.О7.8О (прототип).

(Риг. /

tput. I