Забойный шламодробитель

 

Изобретение относится к горной промети и предназначено для дробления шлама в скважине. Цель изобретения - снижение энергоемкости шламодробления. повышение скорости бурения и увеличение долговечности бурового оборудования. Устройство представляет собой корпус, имеющий винтовую несамотормозящуюся связь с конусной втулкой (KB), содержащий шламодробящие элементы (ШДЭ), выполненные в виде граней перевернутой усеченной пирамиды, имеющих вооружение. Относительно корпуса KB подпружинена эластичным элементом. В процессе бурения частицы шлама расклиниваются между стенками скважины и ШДЭ и раздавливаются набегающими на них ЩДЭ с вооружением. За счет поворота и подъема KB относительно корпуса на винтовом несамотормозящемся соединении и сжатия эластичного элемента происходит растягивание во времени сжимающейнагрузки на частицу шлама. Это дает возможность более полно образоваться микротрещинам и снизить энергоемкость разрушения шлама и динамические нагрузки на буровой став. Независимость KB относительно корпуса и породоразрушающего наконечника исключает задержку поступательного движения породоразрушающего наконечника в момент подклинки устройства шламовой частицей. 2 ил. Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

ЬЭ (61) 1384715 (21) 4789214/03 (22) 05.02.90 (46) 23,01.92. Бюл. М 3 (71) Научно-производственное объединение самоходной горной техники "Криворожрудмаш" (72) С,Н.Крикуненко, Ю.В.Моложон, Е.П.Солоха и О.В.Чирва (53) 622.243.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1384715, кл, Е 21 В 21/00, 1986. (54) ЗАБОЙНЫЙ ШЛАМОДРОБИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для дробления шлама в скважине. Цель изобретения — снижение энергоемкости шламодробления, повышение скорости бурения и увеличение долговечности бурового оборудования. Устройство представляет собой корпус, имеющий винтовую несамотормозящуюся связь с конусной втулкой (KB), содержащий шламодробящие элеИзобретение относится к горной промышленности. в частности к устройствам для дробления шлама в призабойной части скважин и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. М 1384715.

Известен забойный шламодробитель, включающий корпус и шламодробящие элементы с резцами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дробления, шламодробящие элементы выполнены в виде продольных граней, образующих усеченную перевернутую пирамиду, причем резцы размещены на одной из продольных половин каждой грани. Недостатком этого Ы 1707182 А2 менты (ШДЭ), выполненные в виде граней перевернутой усеченной пирамиды, имеющих вооружение. Относительно корпуса KB подпружинена эластичным элементом, В процессе бурения частицы шлама расклини- . ваются между стенками скважины и ШДЭ и раздавливаются набегающими на них ЩДЭ с вооружением. За счет поворота и подъема

КВ относительно корпуса на винтовом несамотормозящемся соединении и сжатия эластичного элемента происходит растягивание во времени сжимающейнагруэки на частицу шлама, Это дает возможность более полно образоваться микротрещинам и снизить энергоемкость разрушения шлама и динамические нагрузки на буровой став. Независимость KB относительно корпуса и породоразрушающего наконечника исключает задержку поступательногодвижения породоразрушающего наконечника в момент подклинки устройства шламовой частицей.

2 ил. забойного шламодробителя является то, что взаимодействие шламодробящих элементов с частицей шлама происходит за сравнительно короткое время и носит характер удара. Это мгновенное взаимодействие ограничивает время образования микротрещин в шламовой частице, что увеличивает энергоемкость процесса разрушения. Кроме этого, ударные нагрузки приводят к крутильным колебаниям бурового става и снижению долговечности бурового оборудования, а взаимодействие шламодробящих элементов со шламом вызывает торможение осевого перемещения бурового става при углубке скважины. Суммарное время взаимодействий устройства с частицами

1707182 шлама существенно снижает скорость бурения, Целью предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости шламодробления, повышение скорости бурения и увеличение долговечности бурового оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в забойном шлаыодробителе, включающем корпус и шламодробящие элементы с резцами, шламодробящие элементы выполнены на «онусной втулке, подпружиненной относительно корпуса и имеющей с ним винтовую несамотормозящую связь.

В предлагаемом устройстве конусная втулка соединена с корпусом винговым, несамотормоэящнмся соединением, вследствие чего конусмая втулка имеет возможность не только возвратно-поступательного движения, ио и вращательного относитеяьно корпуса, В предлагаемом устройстве воздействие на эластичный элемент осуществляется конусной втулкой, а в известном устройстве воздействие на пружину осуществляется регулировочными гайками. Несамотормозящее соединение позвояяет устройству автоматически регулировать нагрузку на эластичный элемент, и соответственно. ив шламодробящие элементы, в зависимости от различной прочности шламовых частиц, а в известном устройстве нагрузка на фрикционное колесо (рабочий орган) постоянная.

Сущность изобретения заключается в том, что сжатие частицы шлама. расклиненноа между стенками скважины и шламодробящим органом, происходит растянуто во времени из-за проворота и приподъема конусиой втулки относительно корпусе, что позволяет увеличить время нв образование микротрещин в шлвмовой частица, снижает энергоемкость процесса дробления и уменьшает крутильные колебания бурового става. Кроме этого независимость конусном втуяки с юламодробящими 3tl9" ментамю относитеяьно корпуса не вызывает торможения поступательного движения вниз породоразрушающего инструмента и способствует увеличению скорости бурения.

На фиг. 1 представлен забойный шлвмодробитель, общий вид; нв фиг, 2 — разрез

А-А на фиг. 1.

Предлагаемый забойный шламодробитель включает корпус 1 с присоединительными резьбвми 2 и 3, Нв корпусе 1 посредством винтового несвмотормозяще гася соединения 4 закреплена конуснвя втулка 5, на которой выполнены шлвмодробящие органы 6 в виде граней перевернутой пирами10

®

55 ды, имеющих вооружение 7 нв одной из продольных половин. Конуснвя втулка подпружинена относительно корпуса эластичным элементом 8, расположенным между шайбами 9, Забойный шламодробитель работает следующим образом, В скважине устройство располагвется непосредственно над породорвзрушвющим инструментом. В процессе бурения крупные частицы шлама 10 под действием промывочного агента поднимаются вверх и раскяиниввются между стенкой скважины

11 и гранью 6, Набегая на частицу шлама

10, грань 6 с вооружением 7 воздействует нв нее некоторое время t. в результате чего образуется серия микротрещин, Если образованных микротрещин недостаточно для разрушения частицы шлама

10, то частица шлама 10 оказывает сопроTN9a6NNI вращению втуяке 5, которая приостанавливается, при этом корпус 1 проворачивается на косых шлицах в винтовом соединении 4 и приподнимает конусную втулку 5 на величину h.

Приподнимаясь и одновременно проеоранюаясь, втулка 5 сжимает эластичный элемент 8 и, соответственно, усиливает воздействие на шламовую частицу 10. Процесс перемещения втулки вверх при постепенном увеличении нагрузки на шламоеую частицу происходит эа дополнительное время Ь1, за которое в шяамовой частице развивается допоянитеяьная система микротрещин, способствуещая разруюенвею частицы шлама 10 на бояее мелкие 12, fkeee разруеения частицы шлама 10 етупса освобождается, и под действием за мсаниой в зяастичиом з веенте энергии двнжется вниз, при этом разбивает частицы шлама, следующие от породоразрушвющего инструмента ей навстречу. Избыток энергии, оставшейся после продвижения конусной втулки вниз, передвется в виде вертиквльног0 удара нижним торцом втулки о корпус породорвзрушвющего инструмента (не показан).

Процесс дробления шлама с использованием динамической нагрузки, растянутой во времени, позволяет осуществлять дробление экономично и без опасных динамических первгруэок бурового инструмента и оборудования. Предложенная конструкция забойного шлвмодробителя увеличивает скорость бурения за счет испол ьзоввния излишка энергии конусной втулки в виде удара о породоразрушвющий инструмент, 1707182

Формула изобретения

Забойный шламодробитель по авт.св. М 1384715, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости шламодробления, повышения скорости бурения и увеличения долговечности бурового оборудования, он снабжен втулкой, установленной на корпусе, причем последняя подпружинена относительно корпуса и имеет с ним несамотормоэящуюся винтовую связь, э шламодробящие эле5 менты в виде продольных граней перевернутой усеченной пирамиды выполнены на втулке, 1707182

Редактор И, Ванюшкина Техред М,Моргентал

Корректор Н, Ревская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 247 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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