Устройство для образования сферических расширений в скважинах

 

Изобретение позволяет образовывать расширение в фор.ме шара. Устройство включает корпус (К) 1, имеющий узел связи с приводом вращения его вокруг продольной оси. В К 1 установлены жестко связанные между собой рабочие органы (РО) 3 в виде пластин с абразивным материалом на наружных режущих кромках и имеющие механизм поворота в виде поршней (П) 11. Расположены РО 3 противонаправлено на общей оси 2 с возможностью поворота в продольной осевой плоскости К 1 и выдвижения за его пределы. Ось 2 проходит через продольную ось К I и перпендикулярна плоскости выдвижения РО 3. Тяги 13 связывают РО 3 с П II, под которыми установлены пружины 10 привода продольного перемещения ПИ. Стопорная пластина 4 механизма фиксадии исходного положения РО 3 размещена в продольных соосных выточках К 1 и РО 3. Гайка 5 с тормозящими выступами и эксцентриковая торцовая пята системы фиксации и вывода пластин 4 из выточки РО 3 установлены на К I. При вращении пяты относительно К I она радиально раздвигается при вдвижении в нее К 1. Пята выполнена в виде полого стакана с тремя симметрично расположенными цанговыми зажимами 9 на торце, открытом в сторону К 1. Торец пластины 4 и торцовая поверхность выточки РО 3 имеют параллельные наклонные скосы. При расфиксировании пластина 4 освобождает РО 3. Пружины 10 поворачивают РО 3 вокруг оси 2. В результате вращения К 1 режущие кромки РО 3 образуют сферическую полость. 6 3. п. ф-лы, 2 ил. i (Л 00 о о сд со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Е 21 В 7/28

rl, t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СР 3

CO

С О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3926668/22-03 (22) 12.07.85 (46) 30.04.87. Бюл. № 16 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) О. И. Чернов, M. В. Курленя, Н. Г. Кю, С. Н. Попов, Г. В. Черемных, E. И. Шемякин, Л. Н. Шепелев и Руслан Юн (53) 622.24.051.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1217521, кл. Е 21 С 37/00, 28.06.84.

Авторское свидетельство СССР № 953176, кл. E 21 В 7/28, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

СФЕРИЧЕСКИХ РАСШИРЕНИЙ В СКВАЖИНАХ (57) Изобретение позволяет образовывать расширение в форме шара. Устройство включает корпус (К) 1, имеющий узел связи с приводом вращения его вокруг продольной оси. В К 1 установлены жестко связанные между собой рабочие органы (PO) 3 в виде пластин с абразивным материалом на наружных режущих кромках и имеющие механизм поворота в виде поршней (П) 11.

Расположены PO 3 противонаправлено на общей оси 2 с возможностью поворота в

„„SU„„1307053 продольной осевой плоскости К 1 и выдвижения за его пределы. Ось 2 проходит через продольную ось К 1 и перпендикулярна плоскости выдвижения PO 3. Тяги 13 связывают PO 3 с П 11, под которыми установлены пружины 10 привода продольного перемещения П 11. Стопорная пластина 4 механизма фиксации исходного положения PO 3 размещена в продольных соосных выточках К 1 и PO 3. Гайка 5 с тормозящими выступами и эксцентриковая торцовая пята системы фиксации и вывода пластин 4 из выточки PO 3 установлены на К 1. При вращении пяты относительно К она радиально раздвигается при вдвижении в нее К 1. Пята выполнена в виде полого стакана с тремя симметрично расположенными цанговы- 3 ми зажимами 9 на торце, открытом в сторону К 1. Торец пластины 4 н торцоаая по- Щ верхность выточки PO 3 имеют параллель- рю ные наклонные скосы. При расфиксировании пластина 4 освобождает PO 3. Пружины 10 поворачивают PO 3 вокруг оси 2.

В результате вращения К 1 режущие кромки PO 3 образуют сферическую полость.

6 з. п. ф-лы, 2 ил.!

307053

Изобретение относится к разрушению горных пород в скважинах и может быть использовано при добыче полезных ископгемь:х на основе взрывного способа разрушения или гидроразрыва горных пород. а также для определения естественного напряженного состояния породного массива в условиях болыпих глубин, где невозможно применение традиционных методов.

Целью изобретения является обеспечение образования расширений в форме шара.

На фиг. 1 систематически представлено предлагаемое устройство; на фиr. 2 — разрез A A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. «1; на фиг. 4 — схема взаимодействия стопорной.пластины с рабочим органом.

Устройство состоит из KoplIvcd 1 с двуMR сквозными продольными прорезями !выточками), в одной из которых на оси 2 уcтановлены противонаправленно режущие органы 3, а в другой — стопорная пластина 4.

Снаружи на корпусе навинчена гайка 5 с тормозящими выступами»а наружной поверхности так, что в крайнем ввинченном положении она прижимается к выступающим концам стопорной пластины, входяшей в выточку на режущем органе, соосную и обращенную к выточке корпуса с пластиной 4 в исходном положении рабочего органа.

С обеих сторон к корпусу присоединены две трубы 6 и 7, одна из которых во время работы устройства присоединяется к приводу вращения, а на конце 8 второй трубы 7 установлена торцовая пята в виде полого разжимного стакана с тремя цанговыми зажимами 9 на открытом торце, симметричными продольной оси стакана и образующими подшипник скольжения с торцом корпуса; один из кулачков цангового зажима имеет большую высоту, чем другие.

Внутри обеих труб расположены пружины 10, связанные при помощи поршней 11, шпилек 12 и тяг !3 с режущим органом, причем гайка поршня и шпилька предназначены для первоначальной регулировки усилия пружины, упертой в корпусе со стороны, противонаправленной поршню, т. е. усилия вывода режущего органа (усилия резания).

Ось 2 проходит через продольную ось корпуса и перпендикулярна плоскости выдвижения рабочих органов.

Пружины, поршни с тягами образуют механизм поворота рабочих органов с приводом продольного перемегцения поршня.

Стопорная пластина, соосные выточки в корпусе и рабочем органе образуют еханизм фиксации исходного положения рабочих органов с системой фиксации и вывода стопорной пластины из выточки рабочего органа при продольном перемещении этой пластины. При этом рабочие органы жестко связаны между собой. Система фиксации и

55 вывода стопорной пластины образована гайкой, навинченной на корпус с упором в торец стопорной пластины со стороны, противолежащей продольной выточке рабочего органа, в винченном положении, и эксцентриковой торцовой пяты, при этом торец стопорной пластины и соответствуюшая ему торцовая поверхность продольной выточки рабочего органа выполнены с параллельными скосами, наклонными от режущей кромки этого рабочего органа.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении основная и дополнительные пружины 10 сжаты и передают усилия через основнбй и дополнительный поршни 11, шпильки 12 и тяги 13 на режугцие органы 3. Режу.цие органы 3 под действием этих усилий стремятся повернуться, но их удерживает стопорная пластина 4 и гайка 5.

Устройство присоединяют узлом связи с приводом вращения к бурильным трубам и опускают в скважину до упора в забой. При этом цанги пяты разжимаются но устройство смещается относительно оси скважины, так как один из кулачков зажимов 9 имеет большую высоту. Смещение устройства приводит к тому, что гайка 5 с тормозящими выступами лишается возможности вращаться совместно с устройством, так как ее выступы упираются в стенки скважины. При вращении устройства она начинает раскручиваться, смещаясь вдоль устройства в сторону забоя скважины.

Управление работой устройства осушествляют буровым станком через колонну бурильных труб. Вращением устройства вокруг его оси гайку 5 с выступами скручивают и освобождают пластину 4 и она перемешается в осевом направлении, освобождая режугций орган. Действие усилий пружин 10 через поршни ll, винты 12, тяги !3 передается на режугцие органы 3 и далее через коническое сопряжение на стопорную пластину, отжимая ее в выточку корпуса.

Режугцие органы 3 поворачиваются вокруг оси 2 под действием пружин сжатия и врашаются одновременно с устройством от бурового станка. При этом они срезают стенки скважины по всей длине режущей кромки с абразивным материалом рабочего органа с глубиной внедрения, обусловленной действием пружин, создавая сферическую полость. Рабочие органы могут быть выполнены в виде пластин.

В прорезаемую полость подают рабочую жидкость через промывочные каналы и из скважины удаляют шлам (не показан).

После поворота режущих органов на

180 линия действия усилий пружин, передаваемая на режугцие органы посредством тяг, проходит через центр оси. При этом происходит фиксация режущих органов в

1307053

Формула изобретения

3 положении, удобном для извлечения устройства из скважины.

Врагцение устройства от бурового станка прекращают и беспрепятственно извлекают из скважины.

Для приведения устройства из транспортного в исходное рабочее положение необходимо режущие органы вернуть в рабочее положение, одновременно взводя пружины, и зафиксировать их стопорной пластиной и гайкой с выступами. 10

1. Устройство для образования сферических расширений в скважинах, включающее корпус с узлом связи с приводом вращения корпуса вокруг продольной оси, рабочие органы с наружными режущими кромками, установленные в корпусе с возможностью поворота в продольной осевой плоскости корпуса и выдвижения за его пределы, ме- 20 ханизм поворота рабочих органов в виде поршня, установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения, и привода продольного перемещения поршня, отличающееся тем, что, с целью образования расширений в форме шара, устройство снабжено тягой, связывающей поршень с рабочими органами, а последние расположены противонаправленно на общей оси, проходящей через продольную ось корпуса и перпендикулярной плоскости выдвижения рабочих органов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом фиксации исходного положения рабочих органов, а привод продольного перемещения поршня выполнен в виде пружины, установленной под 3S поршнем со стороны тяги и упертой в корпус со стороны, противоположной поршню.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в корпусе и в рабочем органе выполнены продольные выточки, соосные и обрашенные друг к другу в исходном положении рабочего органа, при этом механизм фиксации исходного положения рабочих органов выполнен в виде стопорной пластины, установленной в выточках с возможностью продольного перемещения и вывода из выточки рабочего органа, и системы фиксации и вывода стопорной пластины из выточки рабочего органа, а рабочие органы жестко связаны между собой.

4. Устройство по п. 3. отлuчaющeecя тем, что система фиксации и вывода стопорной пластины выполнена в виде гайки с тормозящими выступами на наружной поверхности, навинченной на наружную поверхность корпуса с упором в торец стопорной пластины со стороны, противолежащей продольной выточке рабочего органа, в винченном положении, и эксцентриковой торцовой пяты, насаженной на торец корпуса, противолежащий узлу связи с приводом вращения, с возможностью вращения относительно корпуса и радиального раздвижения при вдвижении в нее корпуса, при этом торец стопорной пластины и соответствуюгцая ему торцовая поверхность продольной выточки рабочего органа выполнены с параллельными скосами, наклонными от режущей кромки этого рабочего органа.

5. Устройство по и. 4, отличающееся тем, что эксцентриковая торцовая пята выполнена в виде полого стакана с тремя цанговыми зажимами на открытом торце, симметричными относительно продольной оси стакана, обращенного открытым торцом в сторону корпуса.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными поршнем с тягой для связи с рабочим органом и приводом его продольного переМещения в виде пружины под поршнем, установленными в корпусе симметрично основным с противоположной стороны рабочего органа.

7. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что рабочие органы выполнены в виде пластин с абразивным материалом на режущих кромках.

1307053

Ф4 Г Г

Составитель О. Попов

Редактор Н. Горват Техред И. Верее Корректор С. Черни

Заказ 1399/29 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4