Устройство для образования зародышевых трещин в скважинах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАРОДЫШЕВЫХ ТРЕЩИН В СКВАЖИНАХ , включающее корпус, поворотную ось с рабочим органом, установленную на торце корпуса эксцентрично и параллельно его оси , и механизм п(Творота рабочего органа , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при образовании трещин, удаленных от устья скважин, корпус выполнен в виде несущей щтанги со стаканом, обращенным открытым торцом к штанге, а механизм поворота - в виде тормозящей втулки с приспособлением для распора о стенки скважины , свободно насаженной на не :ущую штангу со стороны открытого торца стакана , подпружиненной фрикционной муфты с двухсекционным зубчатым колесом, свободно насаженной на несущую щтангу в полости стакана и упирающейся в торец тормозящей втулки, и находящихся в зацеплении двух шестерен, одна из которых насажена на поворотную ось рабочего органа с возможностью зацепления с одной i секцией зубчатого колеса, а вторая - на СЛ промежуточную ось с возможностью зацепления с другой секцией.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1055874 з 51> Е 21 С 37/00

f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ц АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

It 108

Я 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3445314/22-03 (22) 26.05.82 (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) М. В. Курленя, H. Г. Кю, О. И. Чернов, Е. И. Шемякин и Л. H. Шепелев (71) Институт горного дела Сибирского отделения AH CCP (53) 622.235 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 651674, кл. В 28 Р 1/14, 1977.

2. А втор с кое с в идет ел ьство СССР № 907247, кл. Е 21 С 37/00, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАРОДЫШЕВЫХ ТРЕЩИН В СКВАЖИНАХ, включающее корпус, поворотную ось с рабочим органом, установленную на торце корпуса эксцентрично и параллельно

его оси, и механизм поворота рабочего органа, отличающееся тем, что, с целью поr вышения падеж ности работы устройства при образовании трещин, удаленных от устья скважин, корпус выполнен в виде несущей штанги со стаканом, обращенным открытым торцом к штанге, а механизм поворота — в виде тормозящей втулки с приспособлением для распора о стенки скважины, свободно насаженной на несущую штангу со стороны открытого торца стакана, подпружиненной фрикционной муфты с двухсекционным зубчатым колесом, свободно насаженной на несущую штангу в полости стакана и упирающейся в торец тормозящей втулки, и находящихся в зацеплении двух шестерен, одна из которых насажена на поворотную ось рабочего органа с возможностью зацепления с одной с е секцией зубчатого колеса, а вторая — на промежуточную ось с возможностью зацепления с другой секцией.

1055874

Изобретение относится к разрушению горных пород в скважинах и может быть использовано при добыче полезных ископаемых на основе взрывного способа разрушения или гидроразрыва горных пород.

Известно устройство для образования полостей в строительных элементах и изделиях, включающее навитый из проволоки гибкий эластичный пружинный вал, один конец которого соединен с патроном перфоратора, а другой снабжен режущим инп рументом (1) .

Однако полость можно создавать только в непосредственной близости от устья отверстия, диаметр полости сравнительно мал, форма полости не позволяет рассматривать ее как зародышевую трешину.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования зародышевых трещин в скважинах, вк;иочающее корпус, поворотную ось с рабочим органом, установленную на торце корпуса эксцентрично и параллельно его оси, и механизм поворота рабочего органа, выполненный в виде винтовой пружины, навитой на ось, параллельную оси корпуса и выходящую за пределы скважины (2).

Устройство предназначено для образования зародышевых трешин в шпурах и скважинах протяженностью до 2,5 м и в образцах горных пород. Однако оно не может быть использовано для создания зародышевых трещин в глубоких скважинах, так как не имеет фиксатора положения инструмента в скважине и механизма выдвижения рабочего органа без применения дополнительной оси, выходящей за пределы устья скважины. Кроме того, в процессе образования зародышевой трещины корпус устройства истирается о стенки скважины.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства при образовании трешин, удаленных от устья скважин.

Для достижения указанной цели в устройстве для образования зародышевых трещин в скважинах, включающем корпус, поворотную ось с рабочим органом, установленную на торце корпуса эксцентрично и параллельно его оси, и механизм поворота рабочего органа, корпус выполнен в виде несущей штанги со стаканом, обращенным открытым торцом к штанге, а механизм поворота — в виде тормозящей втулки с приспособлением для распора о стенки скважины, свободно насаженной на несушую штангу со стороны открытого торца стакана, подпружиненной фрикционной муфты с двухсекционным зубчатым колесом„свободно насаженной на несущую штангу в полости стакана и упирающейся в торец тормозящей втулки, и находящихся в

Зо

55 зацеплении двух шестерен, одна из которых насажена на поворотную ось рабочего органа с возможностью зацепления с одной секцией зубчатого колеса, а вторая — на промежуточную ось с возможностью зацепления с другой секцией.

На чертеже изображено устройство для образования зародышевых трешин, общий вид в разрезе.

Устройство для образования зародышевых трешин состоит из корпуса 1, на оси которого на подшипниках 2 установлен цилиндр 3 с приспособлением для распора стенки скважины в виде поршня 4 с возвратной пружиной 5 и кулачками 6, стянутыми пружинным кольцом 7. В торцевой части корпуса 1 параллельно и эксцентрично его оси установлены ось-шестерня 8, на которой закреплен рабочий орган 9, и находящаяся в зацеплении с шестерней 8 двойная шестерня 10. Обе эти шестерни являются сателлитами планетарной зубчатой передачи, центральным зубчатым колесом которой является двухсекторное зубчатое колесо 11, поджатое торцом к тормозной втулке 12 гайкой 13 через пружину 14, при этом образуется фрикционное зацепление.

Устройство работает следующим образом.

Устройство на бурильной колонке опускают в скважину на требуемую глубину и подают в бурильную колонку жидкость под давлением. При этом жидкость через отверстия в корпусе 1 и цилиндре 3 поступает в надпоршневую полость и перемещает поршень 4, который, сжимая возвратную пружину 5, выдвигает кулачки 6 до контакта со стенкой скважины. Кроме того, часть жидкости через отверстие в торце корпуса

1 попадает в скважину, а затем по кольцевому зазору между корпусом 1 устройства и стенкой скважины выходит на поверхность. Проходя мимо рабочего органа 9, она охлаждает его и удаляет из зоны его работы шлам, образованный при создании зародышевой трешины.

От привода буровой установки через колонку бурительных труб корпусу 1 устройства сообщается вращательное движение. При этом ось-шестерня 8, обкатываясь по первому сектору двухсекторного зубчатого колеса 11, поворачивает рабочий орган 9, который, входя в контакт со стенкой скважины, прижимается к ней с силой, задаваемой фрикционной муфтой и, так как рабочий орган 9 совершает совместно с корпусом 1 устройства вращательное движение в плоскости, перпендикулярной к оси устройства, создается зародышевая трещина. Таким образом, регулируя величину момента, воспринимаемого фрикционной муфтой, поджатием пружины 14 гайкой 13 можно менять режим работы рабочего ор1055874

Составитель В. Корчаков

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 9260/27 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гана. Кроме того, в аварийных ситуациях типа зажатия рабочего органа 9 породой, когда возрастает сила сопротивления породы обработке, рабочий орган 9 имеет возможность, преодолев момент на фрикционной муфте, повернуться в направлении, противоположном рабочему, и выйти из опасной зоны.

После создания зародышевой трещины ось-шестерня 8 выходит из зацепления с двухсекторным зубчатым колесом 11, а промежуточная двойная шестерня 10 входит в зацепление с вторым сектором двухсекторного зубчатого колеса 11 и, обкатываясь по нему, передает на ось-шестерню 8 вращение, противоположное рабочему, и таким образом рабочий орган 9 возвращается в исходное положение.

Вращение бурильной колонки прекращают и отключают давление. Прн этом поршень 4 и кулачки 6 под действием возвратной пружины 5 и пружинного кольца 7 возвращаются в исходные состояния.

Устройство и колонка бурительных труб поди им а ются.

Использование изобретения позволяет обеспечивать высокую надежность образования зародышевых щелей, значительно удаленных от устья скважин.