Шарошечный калибратор

 

Изобретение относится к нефтяному, геологоразведочному и нефтепромысловому машиностроению, а именно к конструкциям шарошечных калибраторов, применяемых при бурении скважин различного назначения. Цель - повышение эффективности калибратора путем возможности увеличения срока службы подшипников и расширение функциональных возможностей калибратора путем обеспечения возможности установки дополнительных калибрующих элементов. На корпусе калибратора установлены шарошки посредством подшипников. Между шарошками расположены подшипники длиной, равной длине шарошек и с криволинейным пазом переменной глубиной, уменьшающейся к концам паза. Пазы охватывают половину наружной поверхности подшипника до диаметральной плоскости. Максимальная глубина паза «Ј. где I х - величина смещения шарошек; а - угол расположения шарошек от оси калибратора. В пазах устанавливают вкладыши. Размеры вкладышей равны размерам пазов. Внутренняя поверхность вкладышей конгруэнтна донной части пазов. Радиус наружной поверхности равен радиусу подшипника. Калибратор имеет дополнительные шарошки, которые устанавливают на подшипники. При проработке изгибов на подшипники могут быть установлены дополнительные шарошки. 3 ил. ш С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 2-1 В 10/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 иль

° °

° и ъик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ9тУ (21) 4773300/03, (22) 25.12,89 (46) 07.03.92, Бюл, М 9 (75) И. В. Смирнов (53) 622.24.051.57(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1328470, кл. Е 21 В 10/30, 1985, (54) ШАРОШЕЧНЫЙ КАЛИБРАТОР (57) Изобретение относится к нефтяному, геологоразведочному и нефтепромысловому машиностроению, а именно к конструк-. циям шарошечных калибраторов, применяемых при бурении скважин различного назначения. Цель — повышение эффективности калибратора путем возможности увеличения срока службы подшипников и расширение функциональных возможностей калибратора путем обеспечения воэможности установки дополнительных калибрующих элементов, На корпусе калибpampa установлены шарашки посредством

Изобретение относится к нефтяному ге-. ологоразведочному и нефтепромысловому машиностроению, а именно к конструкциям шарошечных калибраторов. применяемых при бурении скважин различного назначения.

Известен шарошечный калибратор,. у которого последующий подшипник скольжения на корпусе выполнен ступенчато с радиусом, рассчитанным по формуле 82 = R> а

-2 Ып - —.

Недостатком этого калибратора являет-. ся то, что подшипники скольжения выполнены разных диаметров, с последующим их уменьшением от первого подшипника, приближенного к забою.

Такая последовательность значительно отраничивает компоновку и длину кзлибра„„SU 1717785 А1 подшипников, Между шарошками расположены подшипники длиной, равной длине шарошек и с криволинейным пазом переменной глубиной, уменьшающейся к концам паза. Пазы охватывают половину наружной поверхности подшипника до диаметральной плоскости; Максимальная глубина паза К=24 sin Я, где 1 x — величина смещения шзрошек; а — угол расположения шарошек от оси калибратора. В пазах:устанавливают вкладыши. Размеры вкладышей равны размерам пазов. Внутренняя поверхность вкладышей конгруэнтна донной части пазов, Радиус наружной поверхности равен радиусу подшипника. Калибратор имеет дополнительные шарошки, которые устзнав- 3 ливают на подшипники. При проработке изгибов на подшипники могут быть установ- (Л лены дополнительные шарошки. 3 ил. тора из-за прочностных характеристик кор-, 4 пуса, снижая при этом функциональные возможности калибратора, выраженные в непригодности его при использовании на с проработках изгибов скважин-. в процессе (g постановки отклоняющих устройств, изме- ц няющих направление оси скважины.

Кроме того, недостатком такого калибратора является ограниченность срока Ф службы, который лимитируется стойкостью первого наиболее на руженного подшипника. При его износе калибратор кдальнейшей работе не при оден. Кроме того прочностные характеристики. корйуса в значительной степени зависят от эксцентриситета К, поэтому в этом калибраторе заложена малая величина (К = (От06-0,08) Яв, а это препят-. ствует свободному прохождению

1717785 выбуренной породы в процессе реботы, так как значительно перекрыто кольцевое пространство скважины.

Наиболее близким к иэОбретению является калибратор, у которого второй подшип- 5 ник ймеет фигурную форму, образованную путем продолжения поверхностей последующего и предыдущего подшипников. На этом подшипнике имеется дополнительная опорная поверхность, которая размещена в 10 пазу, выполненная в корпусе калибратора под углом к его оси. Для размещения в нем . опорной поверхности идля обеСпечения перемещения этой опорной поверхности по мере ее износа требуется паз значительных 15 габаритов. Наличие угла у паза увеличивает

em глубину. Опорная поверхность не охва-тывает полностью кольцевого пространства . подшипника, а только его часть. Поэтому, несмотря на то. что наличие подшипников с 20 фигурной формой позволяет. выполнять калибратор с различной рабочей длиной, которая необходима для.проработки изгибов и калибровки стенок скважины, однако наличие паза на фигурном профиле подшипника 25 . и наличие пазов, служащих для крепления опорной поверхности резко снижают прочностные характеристики калибратора, ограничивая его функциональные возможности.

Кроме того, частичный охват кольцевого 30 пространства подшипника опорной поверхностью значительно снижает стойкость калибратора;

Целью изобретения является повйшение эффективности калибратора путем воэ- 35 можности увеличения срока службы подшипников и расширения функциональных возможностей калибратора путем воЪможности установки дополнительных калибрующих элементов. 40

Указанная цель достигается тем, что калибратор снабжен дополнительными шарошками и вкладышами. Подшипники выполнены длиной, равной длине шарошек и с криволинейным пазом переменной глу- 45 бины,.уменьшающейся к концам паза, охва-тывающйм половину наружной поверхности подшипника до диаметральной плоскости, причем максимальная глубина паза К определяется из выражения К-2lx" 50 а sin

Размеры вкладышей выполнены равными размерам пазов, внутренняя поверхность вкладышей конгрузнтна данной части 55 . пазов, а радиус наружной поверхности равен радиусу подшипника при этом вкладыши установлены в пазах, а дополнительные шарошки — на подшипниках с вкладышами, На фиг, 1 показан шарошечный калибратор, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема расчета максимальной глубины пазов,.

Шарошечный калибратор содержит корпус 1. На корпусе 1 установлены шарощки 2 посредством подшипников 3; Между шарошками 2 расположены подшипйики 4 в виде сопряженных между собой поверхностей соседних подшипников 3. Подшипники .

4 выполнены длиной, равной длине шарошек 2, и с криволинейным пазом 5 перемен-. ной глубины, уменьшающейся к концам паза 5. Пазы 5 охватывают половину наруж- ной поверхности подшипника 4 до диаметральной плоскости. Максимальная глубина паза 5 "K" определяется иэ следующего выа ражения К - 2I> sin —, где 4 — величина

2 смещения шарошек;., -угол расположения шарошек от оси калибратора. Калибратор имеет дополнительные шарошки, которые устанавливаются на подшипники 4, а также имеет вкладыши 6. Размеры вкладышей 6 выполнены равными размерами пазов 5.

Внутренняя поверхность 8 вкладышей 6 конгруэнтна донной части 8 пазов 5, а ради-. ус наружной поверхности 9 вкладыша 6 равен радиусу подшипника 4. Вкладыши 6 установлены в пазах 5.

Калибратор работает следующим образом.

При работе шарошки 2 разрушают стенки скважины, поддерживая диаметр ее в нужном размере.

При проработке изгибов на калибратор на подшипники 4 устанавливают дополнительные шарашки, тем самым увеличивается калибрующая часть и улучшается проработка скважин. При бурении вертикальных скважин на поверхность с вкладышем б монтируется втулка 10, внутренний диаметр и длина которой равна внутреннему диаметру и длине шарашки 2 предыдущего подшипника. Поверхность корпуса 1 калибратора совместно с вкладышем 6 позволяет использовать его как подшипник скольжения при износе основных подшипников скольжения, меняя местами втулки и шарошки, т.е. на место шарошек, где nðîизошел износ поверхностей подшипников, ставится втулка 10, а шарошки 2 устанавливают на подшипник 4 с вкладышем 6 и. продолжается бурение. Выполняя подшипник 4 путем продолжения поверхностей предыдущего и последующего подшипников, обеспечивается максимальная прочностная характеристика корпуса 1. Величина смещения шарошек в плане lx — является переменной и зависит от прочностных характеристик

"Й17785

5 6 подшипника 4 и толщины шарошек Я, Сф@:: ков и расширение функциональных возможличением I> улучшается процесс обработке:: ностей калибратора путем установки дополстенокскважины;таккакулучшается вынос:: .. нительных «алибрующих элементов, он шлама, увеличивается кольцевое простец - .::снабжен дополнительными шарошками и . ство, ноуменьшается прочностнаяx®pl +- 5 вкладышами, а подшипникй выполнены ристика.. и наоВьрот,.с уменьшением.f .. длиной, равйой длине шарошек. и с криво-. увеличиваетсяпрочностькарпусви аэр©М линейным пазом перемеймой глубины. ки, на-ухудшаются условия обрэбогж..;:-:.; уменьщак>щейся. к,концам паза.:окаатываюВкладыш:: 6 совместно..с «щлкей . щим половину на ной поверхности под- . также играет, роль фиксатора, Ырвюи- 10 аипнйка до. диаметральной плоскости, чивая перемещение . шэрошак ф обем©фи-: причем максимальная глубйна паза К опретельно друг друга вдоль.::Осй: и ЙСМЮчаа,: деляется 83, выражения K - Rix 3}n, где Ix таким образом, торможейФв Шарошвк 2.:::Ф о р мул а и во брет.ения -:: .—.велйчйнасмещенияаарошеквплане; а—

Шарошечный калибратор,:содерщащий . t5 угол расположения шароаек от оси калибкорпус, установленные на корйусе.йфц®д-., ратора, а размеры:вкладышей выполнены ством подшипников шарошМи ;и.рйспояо.- :: -: равными размерам. пазов, внутренняя йоженные между шарошками щщщипнййи;в: . -:, верхность вкладышей конгруэнтна донной виде сопряженных между собой поверху . части пазов..а радиус наружной поверхностей соседних подшипников, о т л и ч::i ю-.. Я}. сти. равен радиусу подшипника. при этом шийся тем, что, с целью повышения вкладыши установлейы в пазах. а дополниэффективности калибратора путем.возв рк-, .: тельные шарошки — на подшипйиках с вкла-. ности увеличения срока службы падаипйФ дышами.

Раг.2

Фиг.1 Фиг.d

Составитель А,Скулаков

Редактор В.Бугренкова Техред M.Moðlåíòàë Корректор Т,Малец

Г

Заказ 861 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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