Расширитель скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Е 21 В 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3709315/22-03 (22) 11.03.84 (46) 30.01.86. Бюл. У 4 (71) Куэбасский политехнический институт (72) М. С. Сафохин, А. 11. Цехин, И, Д. Богомолов и К. В. Начев (53) 622.24.051(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(628306, кл. E 21 В 7/28, 1977, Авторское свидетельство СССР

1(960416, кл. Е 21 В 7/28, 1981, (54)(57) 1, РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН, включающий корпус с породоразрушающими инструментами, буровой вал, задний фонарь и передний фонарь со ступицами, соединенными при помощи шарнирных рычагов с лыжами и с. возможностью вращения с буровым станом, .отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы эа счет уменьшения искривленности оси скважины, передний фонарь выполнен из средней и двух крайних ступиц, при этом каждая крайняя ступица снабжена храповым колесом, скрепленным с буровым валом, и храповой втулкой, соединенной со ступицей посредством резьбы, направление витков которой на обеих втулках про тивоположное, причем одна иэ лыж переднего фонаря соединена с каждой крайней ступицей, а каждая иэ двух остальных лыж этого рычага соединена со средней ступицей при помощи шарнирного параллелограмма, причем эта же лыжа соединена с одной из крайних ступиц.

2. Расширитель по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что передний фонарь снабжен зубчатыми рейками, прикрепленными к наружной поверхности его лыжи, соединенной с каждой из крайних ступиц, при этом зубчатые рейки установлены параллельно одна другой и смещены по высоте, причем передняя зубчатая рейка смещена относительно задней в сторону вращения бурового вала при расширении скважины.

3. Расширитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что породораэрушающий инструмент установлен на корпусе с возможностью поворота в вертикальной плоскости и его фиксации, 1208169

Э при этом (.= — Ъ внешняя поверх1 ( е Р ность лыж 9 и 10 выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу пилотскважины, На лыже 9 со смещением относительно ее продольной оси закреплены две зубчатые рейки 22 и 23, при этом они установлены параллельно одна другой и смещены по высоте, причем рейка 23 расположена впереди рейки

22 и смещена к продольной оси лыжи 9.

55

Изобретение относится к буровой технике, конкретно к конструкциям устройств для разбуривания пилот-. скважин.

Цель изобретения — повьпнение эффективности работы за счет уменьшения искривленности оси скважины.

На фиг. 1 изображен расширитель скважин, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг, 5 разрез Г-Г на фиг. 4, Расширитель скважин включает корпус 1 с породоразрушающими инструмен)5 тами 2, буровой вал 3, передний 4 и задний 5 фонари.

Передний фонарь 4 состоит из средней 6 и крайних 7 и 8 ступиц, одной лыжи 9 и двух лыж 10. Лыжа 9 соединена с крайними ступицами 7 и 8 посредством шарнирных рычагов 11, а лыжи

10 — с крайней ступицей 7 посредством шарнирного рычага 12, а со средней ступицей 6 - посредством шарнирного параллелограмма, состоящего из шарнирных рычагов 13.

Крайние ступицы 7 и 8 посредством резьбы 14 соединены с храповыми втулками 15, имеющими собачки 14, пружины 17 и подшипники 18, а буровой вал 3 скреплен с храповыми колесами

19, размещенными внутри храповых втулок 15. Резьбы 14 крайних ступиц 7 и

8 выполнены с разным направлением 35 витков. Средняя ступица б не имеет хралового механизма. На средней сту пице жестко установлены под углом с к продольной оси кронштейны 20, к которым крепятся шарнирные рычаги 4О

13. На лыжах 10 под углом ж к поперечным и продольным осям симметрии лыжи закреплены кронштейны 21, соединенные с шарнирными рычагами 13.

1Кронштейны 21 установлены под углом 45

Задний фонарь 5 состоит иэ опорного кольца 24, установленного на подшипниковой ступице 25 и закреплен фиксатором 26. На внешней поверхности кольца 24 жестко установлены лыжи 27 с криволинейной с радиусом R поверхностью. Этот радиус может быть равен расстоянию L между лыжами 9 и 10 переднего и заднего фонарей. Породоразрушающие инструменты 2 установлены на ковпч) посредством шарнира 28 с возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол f, равный возможному углу перекоса бурового вала

3, Для фиксации породоразрушающих инструментов применен фиксатор, выполненный в виде пальпа 29, Расширитель скважин работает следу ющим образом, Посредством вращателя и бурового става (не обозначены), размещенного в предварительно пробуренной пилотскважине, вращают расширитель, Породоразрушающие инструменты 2 перекатываются по забою и разрушают породу.

При искривленности пилот-скважины и отклонении ее оси от проектной предварительно производят настройку расширителя скважии. Передний фонарь 4 устанавливают эксцентрично оси пилотскважины так, чтобы ось бурового вала 3 и бурового става .заняла положение, наиболее близкое к проектной оси скважины, Для того, чтобы породоразрушающие инструменты вписывались в габариты скважины и не контактировали с ее стенками (стенками раэбуриваемого уступа), их поворачивают на угол посредством шарнира 28 и фиксируют посредством пальца 29, При вращении бурового вала 3 по часовой стрелке эксцентриситет переднего фонаря не меняется, так как буровой вал совместно с храповыми ко» лесами 19 свободно проворачивается в храповых втулках 15, не зацепляясь . с ними. Лыжи 9 и 10 этого фонаря примыкают к стенке пилот-скважины, заставляя расширитель вращаться вокруг заданной оси. Передний фонарь не вращается благодаря подшипниковой ступице 25. При . осевой подаче бурового става зубчатые рейки 22 и 23 прорезают продольную канавку .в стенке пилот-скважины, что предотвращает ,1(". аорачивание переднего фонаря..По мере. расширения скважины для умень169

3 1208 шения искривленности ее оси периодически производят уменьшение предварительно установленного эксцентриси» тета переднего фонаря, Для этого прекращают вращение расширителя и производят его поворот против часовой стрелки (один или несколько оборотов)

При этом храповые колеса 19 крайних ступиц 7 и 8 посредством. собачек 16 сцепляются с храповыми втулками 15 10

Ф в результате чего храповые втулки

I имеющие резьбы 14, заставляют перемещаться в осевом направлении ступицы 7 и 8, а так как направление реэьбовых витков на этих ступицах . f5 различное, то ступица 7 перемещается вдоль бурового. вала 3 вве рх, а ступица 8 - вниз. При таком перемещении ступиц навстречу друг другу лыжа 9 перемещается в поперечной плос- 20 кости в сторону стенки пилот-скважины sa счет изменения угла наклона шарнирных рычагов 11, и одновременно лыжи 10 перемещают в сторону ступицы за счет изменения угла наклона 25 .шарнирных рычагов 12 и 13, т, е, происходит изменение (уменьшение) эксцентриситета переднего фонаря. При изменении эксцентриситета зубчатые рейки 22 и 23 предотвращают проворот 30 переднего фонаря в скважине.

Одна из реек 23 расположена на лыже впереди рейки 22 и образует канавку с развалом породы в обе стороны

;от линии резания. Рейка 22 при этом выравнивает развал породы с одной стороны и образует канавку с равной стенкой, что способствует более надежной фиксации лыжи от проворота.

Этому способствует и смещение реек к периферии лыжи, а рейка 23 относительно рейки 22 - в сторону вращения бурового става при расширении (фиг. 4)

При уменьшении эксцентриситета переднего фонаря расширитель поворачивается в вертикальной плоскости я опираясь лыжами 27 заднего фонаря 5 на стенку скважины. Криволинейная поверхность лыжи и условие К 1 предотвращает эаклинивание фонаря в скважине.

При возобновлении расширения скважины при измененном эксцентриситете происходит постепенное выпрямление оси скважины.

Изменение эксцентриситета переднего фонаря возможно производить на любом участке разбуриваемой скважины и зависит оно от характера искривления пилот-скважины.. После выпрямления искривленного участка скважины и уменьшения эксцентриситета до нуля дальнейшее расширение производят при соосном положении переднего фонаря и пилот-.скважины.

1208169

1208169

Фив.Ю г-гщ »

Г 1

l

В

М g е

Фиэ.Х

Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 210/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Черепенкина

Редактор М, Петрова . Техред О.Ващишина Корректор А. Тяско