Устройство для электротермомеханического бурения
И fofineieiiite in чосипя к юрмомх цм и v о испо.М) (он,Но ДЛУ б рения в;рыв ны сквпжин на (пкрыты юрны р.н юыч Це.-ь и (обретенияповышение на арности и ()1МО1 иемосги работы и сче увеличения лектрическо) прочности кон е роимво содержит щрильнчю IOIOHKN 1, связанные с ней последов.пе п но приемно М . пре им тельный блок 2 и о ровои сгав (Ь() 3 На последнем уганов
СОЮЗ COBEТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г л
> г.
{))ггг {
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ П.{НТ СССР
1 ! 2() 4604(6{),> 03 (22) 09.11.88
{46) 15.02 9). 1>ю,1 ¹ 6 (71) Криворожскии I(.рнор) иный ин. иг < (72) В Ф. Вы )ов, (О. (. Ви Ih<,.1, В. 1. Иихакин, А. И. Вг(т1ш(нко, А. B. Кривошеев, (:. Д. Орышич и ll. И. Розмари<<а (53) 622.243.94 (088.8) (56) Авторское свилете1ьство {.{.{:Р
¹ 675 1 84, кгь Е 21 (. 37/18, (97{>.
Авторское свидете,)ь TI)() {.{:{:Р № 1555460, к>ь F 21 (37/ I 8, 989
»80,. 1627694 А 1 (>l ) 5 1 21 {; 37 18. 21 В 7, 15
< 1> «; I I>{)11< . 1 (3{),l,(>1;--), li К Р(О(f l> Ф)М(.ХА(1! (1 .{.Е{ )1(! 1>,> 1 f . !1!1Ч
{ 5 г ) 11 «><><>с I (ни(о г <осll t (. )I h î(>ll(»I>, I(, li и v. (). испо.;1) (он;<но 11() {д ренин и;р) <)<
IIt>l > (К Н,) жив Н i <) Гh (I t)ITI>ih I (>(>Н)г<>, l>li<>() I il
Це, t II <о{>ретен ив ll(>t(t>l ги<. till с I>t> i(.4(НОСтн И ОЕ:<ОНИСНОСтн РГ)6ОтЫ гнl СЧЕГ
XI)(,и) <гния >.I(.ктрич(скои нр<>чности h(>II Tð,киии > игрой ) н< с<).l\ ржиl оури.)ьнl I<>
I о,1он>(> 1, (. ни a I IIII I>l((не. и II()< .!(,1(> н() I (. I I> н,) приемно р,«. Ир(.l(. ., 1и1е,1ьный F),l()h 2 и о роги>и (ган (f>{,) 3. 11;i г)ос.1е III(it I;i(t<>ii< ;,<, 1(, (>««<< ><, <
I it
< (3< (, !!,! > 1 /К . 1! 1 3< > !
I« . . р| h < <) (I, )(<) >!<
<, <, >I h < (,
< И < Н < . i! :.> ! (1, « jr < S I ° I < > t (>l 3 t it « ;. . .< lI i!I Ir . I>!(Ь(I>I -> I< . <1< /! >РЬ!3 II (,;> 3(<>!< > ),! «< 1 < < « >! !« . (< ) ,>1. /1, (313 <1)1.<;!, 1; 8
>!!; . (< . ri < >
«,, /1 ° 1 >. . <><)!3<
3! >I I! .;< > l!rH< tt °,< Ь<: !Ь > . !(;Н!. I<11,< 1,>:.и, ><,!! 1, > H к(33 кеиз (ьн ы у ! < I ;! . I1! и .-. 1 (3(ут(ок. 11ер ходник 4 выно;(ил ) tilj н)!Иич нроч«жгтком 52. котоll(<)TL j 16() -181)) 6 .. <:r>< iIr!,r), l(>! iI;) Г И <) нс>,(овинв ,и,,;;1,; i )<>H 1>(., с и л(зг(()г,! 5 11«нь ,, r I!i!!! <,i!!I »," !<. lfrk Н ИИ,((II()<. .1«,(Оl3 ;,iri< Ьl,,!(,), (<)il<),lilt! .It j.), < I <)ко,< Xl ttkthii !1 lilt 3,(и(И(и! ,1;> .. rill >li, I<, Hlf<)I (> НО:(Ннi+ >IL !! и: !>! i! I > li)< и ч (!) 1 о (< 8 н н « е н и к н « vl I! ð è,>! Н I! : r,ll< .1 < 1(V, I! I L И « «(1() + < li Н >I О 1) . -! k<, ;, (<) jr < ll(),1<> + < Н((! 1 < I: r (! !«/ (< !l1r kl < !(< Г! > < НИ h(t Ill! I il it!i /« -.> !! . «,; ll<)<>() 1 Г(. рм И !< ", >! <>L rt!),! Я, р, I l > « (« /! . < ) . < > < .; ) 1 j ) >8, > (,:> > «, > I (<,> !,I ! ! < )! Р(>, i,<)>I > >«> « ., <,!><>« 1!! < !,,>! ,! < > < « < . !)<:! r >tIlii ) « . 1 ! ! < < . : < . 1 : >; I I . » < . 1 I r> 1 ! < .,> И;, It!it ;>(r < Ih;I >,!«> r, r« ">r!(! !! IIj) . (r Ir !«.! (!.«
>, « . ..,: ) r h I ) > « ! ) I > t < . r < 1 f :. « . < « . I i t ., > r, < > r < < I I < > < > <, r ) < 3; i I > I I > <1< . > » < ! : < >(h! . ! < < «< > «<>! 3 ) : .< ) It<,I « < !> > < > !t>j >>>! »: ., » <, I > < 1 < !> Ь «,,<,,> I: < < ,! ! > :! ! « .> . К< !
1 >,(i. <, 1>.>;><(< > (« о « >: .! > >, Ii »; > <,1, «,< .! «>I< ll (> ! <1> « :;, « > >« <1). „ > I t 1 (l H I I ) > 1 s « и« /<> « )< ><)lt I)(),! ri rt k< ) . lt «).I lt I)() 1:;!и<,! "1;! "2 11,> Ht рг лhL i )>xt! (и г()го ! < >i< > i! I tI! h<: li 1>li(I II И h и НИ,(( l<>. ill (>, < И 1< 1 Н I(Iн I(I t (I u кl! Iи >(ы I 11(L к<) ;> I. r . < >r<, (> 111! 1 <> IHIH ) I!11<)11<«H 1;> . : !,. I I llj)kl< >,gktlf !ИЯ hr>(>(L(kl <> Г <ь>(II< Г()<,!Нк;<,1:1(;>!(ия "8. !),о,!Н((<> 2;1 1!1),< I< kI I н; ми н!)11!г)(!ми 2!) и )(.k Б рн. 1,!.(ь>;, <>! !1 Ilt(8! H <>(р«(к<. Грд)
t,1>< :Ii!< и И rl 1< > h <)(<(, 1 1 1((. I (> <)Г!(.> 1 « IIT (! В Н И ЛЕ ) () "i>t .<ьii )! 1<>h(!H<),1(1,53 к Itf< T!3< иней f(0I I)K 1 " . 1 3 I r< I >t >.I!()i i I(>III< и 3! У Ф > 1 1 8 it 3H1(1r I!>I. (()L 1- >1(>,"i! 1!, h 1<.lit о< )! ) ко,lьп 4 >, ЯН)), .1«, !!<,>>3.!!iti!), < !I!(i!>«(! .)<>, I)i> (i!it.lt>H(> 13Н(>< l r i! > ((Р>к(!TEI< >i 1 l! р;,ки 1<(IIH>>l 11! II((к;(,Iи, 58 1<3 >. I )k 1 r II 1< ) !>:! /Iã. tt <(tI(! I!)(>H(>.if!I! hi! r1>1 1 1 / (),();<,< ., i < > < < !> I (>< 1 < r,l litt t . > 3 . " < r h < >i >>i I)> ! ..: «Ii) .Iк I!>i !i<> I «р() I о r!!/tr .>;!.>1!Ir) tr, I h: :I < I I I, r> ; . j « .(« Ir ), (t\ l! <>i li I(L 1 (I-. < t h O I rx 1, И 1 < < К r r i! > Н « 1 > Г И И I 1 I < 1: ((h. I (3! I<>i! 1 !L 1 12 -)4 н!3о(«> (НИЛ:(,t 11 < (k< .(Ht<»j) (,1 11I (/18 и «ко).>нъ «ом ! ((l h I 1 ). h() (ор I.l И I<. 1)< kl РЗ 47, выходные контакты которого управляют выключениеч cHлового источника IIHтания 28. Наддолотный изолирующий fi(p»K<>»IIIK 4 состоит из наружной (токоведуц)(й) 48 и Внутренней 49 частей, разделс нны K и )оли†P If fo ùB H н РО кл а д к О и ) (1, котоРВЯ H Kk («(i B I I «, Tренний 5! и наружный 52 изолирующий промежутки. Наружный изолирующий промежуток 52 должс и быть расположен расстоянии (160 !Ж1! Ih От раб» !»I o торца долота 5, где <з — !к i(>BH)IB p;).If«>» ri:. диаметров долота 5 и буро))о о става. Наружная 48 и Внутренняя 49 часги имеют взаимно чередую)циеся fkf>fc>ófffl 53. 1!ри помощи резьбовых присое;lинитсльных э.l( ментов 54 и 55 надд )лотный изолирук)и(ий переходник 4 соединяется с штан)ачи бурового става 3 и с долотом 5 11ижняя часть кабельного токонода крепится присоединительной арматурой 32 к токов»д) щей части 48 наддолотного изолирующего переходника 4. Центрирующий прс>ходной изолятор 6 состоит из внутренней 56 и наруж>гой 57 втулок, разделенных изолирующей пр»кли 1 КоН 58, заканчивающейся Внизу св»6»дн<>й частью в виде эластичной юбки 5!1 Внутренняя втулка 56 имеет конические вс.рхнюю и нижнюю части и ци.!индрическую среднюю часть, которая имеет ра,)и альп ы» сквозные отверстия 60, d наружная Втулка 57 фланец 61, покрытый изолируюп(вй прокладкой 58. Внутренняя поверх>нн .ь втулки 57 имеет коническую форму, и втулка 56 выполнена меньшей Высотьi, ч(ч втулка 57. На наружной поверхности наружной Втулки 57 выполнены ви)поные пазы 62, сообщающиеся через кольцеву к> проточку 63 на нижней стороне флаш!а 61 с патрубком 64, соединены с Водяной чагистрал ью. На внутренней поверхности нару ж)>ои втулки 57 выполнена кольцевая пр<по lhil 65 с вставленными в нее вертикальными ребрами жесткости 66. Устройство работает следую!цич образом. От основного источника питания 28 црез кабель, соединенный с кземмой 27, напряжение подают на токоприечное кольцо 23, затем по щеткам 25, вставленным в отверстия 24 и подпружиненным t3 шсткодержателях 26 -- Hd отрезок трубчатого элемента 9. По кабельному тоководу 33, прикрепленному к внугренней стенке грубчатого элемента 9 присоединительной арматурой 32, рабочее напряжение подается на токоведущую часть 48 наддолотного и koлируюшего переходника 4, и через него и долото 5 на забой скважины. Второй полюс источника питания 28 заземляют. 1Ок протекает чсжду долотом . и з;)з»члит»леvl ист»чника питания 2>(ч»р(3 (ибой скважины, llpkk эт»ч на)p(.Bз(т и ра 3 пр(>чняс г горную пор»;>у . Нос лс чс I o поро l«l 5 pi) kpiша»т H дол»том 5 механич»»Kè. Отрезок тр бчатого элем»нта 9 соедиIkH»òcH при помон;и ст пицы 16 и 18. флан-! ц 1; !1) 13«6».)тов 2! с прис<)»динит»льными эл»ментами !9 и 20 »тупиц !«) и 17 11ри1р соедини Гельные эл(мен1ы !9 и 20 со»линяют токов(душий прие IH»-p;kc»pew(лите(И ный бл(>к 2 с 6<-р>!льнОи голОВкой 11 бх ровым став»м 3 Отрезок трубчато:О эл»ч»нт;! .) пах<>дится под рабочич напряжеfIH(м ч э.!»ктри Iccêè» и «>пирую!ци» муфты 7 15 и 8 НРелназíачены длЯ изолЯНИИ 6УРильн<>и о.!»вки и 6 рового cT )Bil 3 о) эт»!» раб»>чс г<> н))пряж(ни я. < 1 Ioзяция произно;)ится при поч»)ци 333»лирук>!цих чног,>с loHHI>IK Т(«К»1(«Л И ТО ВЫ Х ii P»h. l;),toh 1 И Т<. К(Т» 1 ИТ()ных и:ийб 22. 11<1,1до. !отный из». )и р н))пий ll»р(х()яник 4 служит для из»ляпин п(>срсдстн»м и.«) IHpvK>IIL»f 3 прокладки )1), имс к):цей пнутрс >l ний 5! и и;)ружный 5" из»лирукнцис промежутки, бурового става 3 <)T д»л»т;1 51, 25 и<1 х»дя!ц(Гося В проц(сс(6 p(ния Ilo, t I)d нряж(нием Внггр»нняя ча Tb 49 и(p(холника 4 свинчена <» cтан»м 3 и нс н3х» THT(H fl». 1 На и <) и жс )311(< N) . K i)6(. If))f f«I kk T»h<))3<>д,М, пс р«дающий напряжс ние от труб l<1) oI, I»чента !1 h н))р жн(>й (T»K(>lk(ду3Р ш»й и:) сти 48:1(р»х»дни ка 1. крс пи Г(я h п»с, 1» Iн(. и при п»ч())ци ирис»».1И н ит». l ьн»и 49 > <3< тя I и, р 13.1(.1(!! Иы х f.i<)лир< Y)ill(è пр»к,!Идк»й 50, HB >k;)p(KKi«)(! Н()В»рхно(т!3 нн т35 рс НН»й Части 4,! И и;3 ВнутрС НН»й П<)B(рхно«и наруж!юи ч:!сти 48 ныполнс ны ч»р».!ук>щисся н час гичн ll(р»крынзюп)и»ся ilo высоте !)ыступы 51. С,о III ингами 6lров<>го става наддол»>ныи из< лирукиции 4Р р и< рс хо.1 ни к 4 <. В,k и I 1 Ва(«Г(я Ilри п»v» н(II ре 3l.6»f3 l l K при<»с.)И Нит< . Н»)>«1). s. 1(1(IIT(>13 )4 и 5)..)с!я центровки б р(>В(>! о става 3 с одноврсменн»й из»ля Ней еlo О) K)pll cB 6)45 ровог» станка 44 il<. Ит ри р(ю!пи и и рок(>.l ной изоля гор 6 Выполи»EI в иид(p 50 ронания цснгрир, ю!ц< Г<) прок»,)н»г» и ko,lятора В г)ц.). 1< р«ду KT(>p, l чс ханизм;! (Вин ЧИВВИИЯ I)аP), ж I!<>и 13Т(, Ih<1 ) i (H<3»ж(. 1!)) НI I).3 «), 1 (13)I II lit !3;i— 55 ния. 1.1H i B».fè÷»HHH длины и <). !ирх K)II((I.o иром»ж гh«i ч ГIО Г( 1627694 Формула изобретения 20 очистки от частиц бурового шлама, попадающих в процессе бурения на поверхность эластичной юбки 59, на наружной поверхности центрирующего проходного изолятора 6 выполнены винтовые каналы 62, начала которых входят в кольцевую проточку 63, на нижней поверхности фланца 61, а концы находятся у нижней кромки наружной втулки. Кольцевая проточка 63 сообщается через патруаок 64 с водяной магистралью. Вода через патрубок 64, кольцевую проточку 63 и винтовые каналы 62 стекает по наружной поверхности эластичной юбки, удаляя с нее пыль и частицы бурового шлама. Кроме того, в процессе бурения эластичная юбка 59 вибрирует, что также способствует процессу очищения ее поверхностей. Внутренняя поверх>кисть эластичной юбки 59 очищается в процессе подачи воды ио буровому ставу 3 при бурении и попадании части ее в воздушный зазор между буровым ставом 3 и внут(. HHL É l3TV lKOH 56. Внутренняя втулка 56 имеет на цилиндрической части отверстия 60, заполненные материалом изолируюгцей прокладки 58, что позволяет обеспечить сцепление между изолирующей прокладкой 58 и внутренней втулкой 56 не только за счет сил адгезии, ио и за счет сил механического сцепления. С той же целью на внутренней поверхности наружной втулки 57 выполнена кольцевая проточка 65; в которую вставлены вертикальные ребра жесткости 66, усиливающие конструкции и способствующие более надежной передаче крутящего момента. 14ель защиты работает следующим обра. зом. От дополнительного источника питания ИП 43 через токосъемник цепи защиты на буровой став 3 подается электрический ток (очень незначительный, по сравнению с током рабочего источника питания 28). Клеммы 38 и 40 соединенные с разными полюсами ИП 43, находятся на гекстолитовом кольце 35, зафиксированном шайбой 36. Шетки 38, подпружиненные в щеткодержателях 37, изолированы друг от друга посредством текстолитового кольца 35, причем каждая паря радиально расположенных щеток 38 соединена проводниками 41 с одной из клемм 39 и 40. Между клеммой 40 и первым полюсом источника дополнительного питания 43 установлено реле РК! (22), контролирующее целостность самой цепи защиты. При повреждении какого-либо участка или цепи защиты нормально замкнутые контакты реле РК1 (Ч21. находящиеся в цепи питания реле Р3 (47), управляющего выключением основного источника питания 28, разомкнутся и нормально открытые контакты реле Р3 (47) включают основной источник питания 28. Реле РК- 2 (44) установлено 55 в цепь между вторым полюсом дополнительного источника питания 43 и корпусом станка 45. При повреждении изоляции токоведуших элементов бурового става 3 нормально открытые контакты реле РК 2 (44) замыкаются, срабатывает реле РЗ (47) и его контакты выключают основной источник питания 28. При попадании потенциала на корпус станка 45 нормально открытые контакты реле Р31 (45), установленного в цепь заземления, включают питание реле Р3 (47), контакты которого разомкнут цепь основного источника питания 28. Кабельный токовод 33 монтируется в осевой полости бурового става 3 через монтажное отверстие 34. Присоединительная арматура 32 крепится в отверстии 31, выполненном соосно отверстию 34. 1. Устройство для электротермомеханического бурения, включающее буровой став с наддолотным изолирующим переходником, имеюгцим изолирующий промежуток, бурильную головку, размещенные в полости бурового става токоведугцие элементы, связывающие долото и источник электрической энергии, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы за счет увеличения электрической прочности конструкции, оно снабжено центрирующим проходным изолятором, цепью защиты и приемно-распределительным блоком в виде отрезка трубчатого элемента с радиальным отверстием и с торцовыми верхней и нижней изолирующими муфтами и размещенного между муфтами с зазором относительно наружной поверхности трубчатого элемента токоприемника в виде подпружиненного кольца со щетками, причем приемно-распределительный блок связан с буровым ставом посредством оезьбовых присоединительных элементов, а проходной изолятор установлен на боковой поверхности бурового става коаксиально, подпружиненное кольцо сообщено с источником электрической энергии, а токоведушие элементы присоединены к внутренней поверхности приемно-распределительного блока. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что центрирующий проходной изолятор выполнен в виде разделенных изолирующей прокладкой коаксиальных металлических втулок, причем верхняя и нижняя части внутренней втулки и внутренняя по. верхность наружной втулки выполнены конической формы, а средняя часть внутренней втулки выполнена в форме цилиндра, ири этом внутренняя втулка выполнена меньшей высоты, чем наружная втулка, а изолирующая прокладка выполнена со свободной нижней частью в ниде эластичной г г. ) I (1 I г") гС 2/ "j 1н 5(55 Фиг. Z 1<)()К(1, i.г))1)1 !< ; : : !< I, ги г< ! 1 Р)< >T() С1 11;1,); ni)I<.)I ):1) 11:,, Bhlt T<< II!I 1 и, )с<),11,. !е(<г 11 11(,, 11() h 11: )i I<(,) :i3. IЬНЬ)MI! !)(()!) С!11 + С (ГЛ<<(II <;1;,!i,, 1« 1! 110!)С Г С)1<)с 111 )1 !1)11<1« 11)<)(сй(I )(Il ii() II>l ll I I ;1 !,С г); (,,, .„,; .,!< r.,,3 С 1:Г. )1 1() (1 ) ; . i „:«, г I t vl, < ) 1 < г ), ; I < р <, .i ) I I 1!I I 1,,, с с,, I< ) 1 II<)l С) 11 )г i, l()i <. 1<) 1(<(! г . « ", с . « - ° < i1(ll 1l!l )< i< ()iг ..1)!) ") I ) г i, (<) 1" г 1г 1 )< (1;г, );(,, ((г )1 !ii „ I (г 1(г < . 1 )с;(11 1<, 1 < г . 11< i 1((i I. < ЫЧ(; <)1,(<... ,1 r, г!< !i! 1,1.!I 11 I>I Нl 11(1 ) I 1 ; 1 ;),I i с)< . .! (IIII<), r ) 11() I 1111,)с I .(,! Ii (« i ) 1 L < L ф, < ) ) 1 I l 11 II < N < I ) . 1 ) < 1 1; « ;; (, i l l (. 1 I il:, I I (). l, ) i 1627694 Фиг. Ф Вид A Составитель С, Робатень P(дактор М Товтин Техред А Кравчук Корректор И Муска Заказ 323 Тираж 303 Подписное БНИ11П11 Гос1дарственного комитета но изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д 4, 5 1роизводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
