Гидравлический расширитель Советский патент 1982 года по МПК E21B7/28 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСШИРИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к горному делу, в частности к бурению скважин и может быть использовано для увеличения диаметра скважин в необсаженном интерг вале или для отбора массовых проб, полезного ископаемого из буровых скважин.

По основному авт. св. № 324374 известен гвдравлический расширитель, включающий корпус, поршень, пружину, тягу и шарнирно закрепленный рабочий орган, при этом рабочий орган выполнен в виде асимметрической лопасти, закрепленной на горизонтальной оси, причем режущая кромка длинной ее частью расположена выше режущей кромки короткой части.

Разворот лопасти в рабочее положение осуществляется действием перепада давления промывочной жидкости на поршень, который, сжимая пружину посредством тяги, разворачивает лопасть. Пружина служит для возврата лопасти в транспорт-

ное положение. Режущая кромка длинной части расположена выше режущей кромки короткой части. Охлаждение рабочего органа - лопасти осуществляется потоком промывочной жидкости, подаваемой в рабочую зону через дроссельные отверстия, выполненные в поршне l 3.

Однако гидравлический расширитель работает ненадежно при диаметре рас10ширения, значительно (до 5-6 раз) превышающем номинальный диаметр скваж ны. Надежная работа расширителя отмечается при диаметре расширения не более I двух раз превышающем номинальный диа15метр бурения. Ненадежность работы гидравлического расширителя при диаметре расширения значительно (до 5-6 раз) превышающем номинальный диаметр бурения объясняется тем, что при неизменном

20 наружном диаметре корпуса увеличивается длина лопасти и соответственно тяги и угол между продольными осями лопасти и тяги приближается к 18О®. При этом в момент зарезки (начало разворота лопасти) резко падает усшгае на режущих кромках лопасти в разрушения горной породы не происходит. Увеличение величины перепада давления на йоршне не приводит к росту усилия на режущих кромках попасти до необходимой величины и .зачастую ведет к поломке устройства. Целью дополнительного изобретения является расширение области применения Указанная цель достигается тем что в гидравлическом расширителе отверстие шарнира рабочего органа выполнено в виде поля с возможностью перемещения внутри него тяги, которая выполнена с ВБ стулом, а внутри выполнен выступ, расположенный с возможностью взаимодействия с выступом паза. На фиг. 1 изображен гидравлический расширитель,осевое сечет-гае; на фиг. 2 разрез А-А ш фиг. Ij на фиг. 3 - раз. рез Б-В на фиг. 1; на фиг. 4 - гидравлический расширитель в рабочем положе . НШ1 при расширении (отборе пробы) вз пласта малой мощности. Гидравлический расширитель (фиг. 1) состоит из Kopiyca, 1 с установленной на оси 2 асимметричной лопастью 3, поршня 4 с тягой 5 и пружиной 6. Тяга 5 шарнирно связана осями 7 и 8 соответствен но с лопастью 3 и поршнем 4. В корпусе 1 выполнен выступ 9, а на ее боковой грани, тяге 5, выступ 1О. В короткой части лопасти 3 выполнен продольный паз 11с возможностью перемещения вдоль него оси шарнира 7 тяги 5. Режущие кромки лопасти 3 армировав штырями из твердого сплава 12. В поршне 4 выполнены дроссельные отверстия 13, а в корпусе 1 каналы 14 для подачи промывочной жидкости. Резьба 15 служи для соединения расширитетю с колонной бурильных труб 16, .а резьба 17 - для подсоединения шламоулавливаюшего устройства, например шламовой трубы откры того типа (не показано). Гидравлический расширитель работает следующим образом. При прокачке промывочной жидкости через расши1)итель над поршнем 4 создается перепад давления, который сжимает пружину 6. При этом тяга 5 движется вниз и выступом 1О, расположенным на боковой грани тяги, отклоняется, упираясь в выступ 9 корпуса 1. Далее ось 7 тятш 5, утфаясь в поверхность продоль ного паза 11 лопасти 3, начинает вывоить лопасть 3 в рабочее положение. После прохождения оси 7 вдоль паза 11 она пирается в его торец и окончательно разворачивает лопасть 3 в рабочее положение. Зарезку проводят при работераоширителя в течение нескольких минут на одном месте. Затем подачей бурильной колонны вниз создают нагрузку на расширитель и производят дальнейшее увеличение диаметра ствола скважины. При этом лопасть 3 упрется в корпус 1 и За счет большей длины нижней части лопасти 3 по сравнению с верхней обеспечивается устойчивая работа расширителя. Лопасть 3 имеет такую форму, что в рабочем положении короткое плечо расположено ниже удлиненного, чем создается ступенчатое разрушение породы. После разворота лопасти 3 в рабочее положе- ние откроются каналы 14 для подачи промывочной жидкости корпуса 1. Этот момент будет зафиксирован на поверхнооти по падению давления в напорной магистрали, и оператор определит момент окончательного разворота лопасти в рабочее положение. Приведенное расположение каналов 14 позволяет подавать промывочную жидкость для охлаждения рабочего органа непосредственно в зону разрушения горной породы. Кроме того, расположение каналов 14 способствует подаче продуктов разрушечтш горной породы в нижнюю конусную часть расширителя и далее в шламоулавливающее устройство (не показано), например в шламоаую тру-, бу открытого типа. При этом будет по- лучен необходимый объем пробы полезного ископаемого даже из пласта малой МОЩНОСТИ . Для подъема прекращают подачу жидкости и разгружают pacшиp ггeль, Под действием предварительно сжатой пру-жины 6 поршень 4 и связанная с ним посредством тяги 5 лопасть 3 возвращается в транспортное положение. Дроссельные отверстия 13 в поршне -1 препятствуют возникновению эффекта поршневания при спуско-подъемных onepanvrax. Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения состоят в расширении области применения, в повышении надежности работы, в частности при диаметре расширения, з шчительно превышающем номиналыатй диаметр бурения. Кроме того, момент полного перехода лопасти расщирителя из транопортного положения в рабочее передается ло гидравлическому каналу связи на поверхность. Формула изобретения Гидравлический расширитель по авт.св. № 324374, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, отверстие шарнира рабочего органа выполнено в виде паза с возможностью перемещения внутри него тяги, ко97656 торая выполнена с выступам, а внутри корпуса а 1полвев выступ, рассоложеввый с возможностью вэавмодействвя с высту пом тяга. ИСТОЧНИКЕ внформапнв, принятые во внимание при экспертюе 1. Авторское свидетельство СССР № 324374, кл. Е 21 В 7/28, 1968.