Робот-крот
Использование: образование обсаженных скважин малого диаметра. Сущность изобретения: роботкрот содержит рабочий орган, буровую головку, скользящую опалубку и опорные элементы. Буровая головка состоит из связанных управляемым отклонителем передней и задней секций. Скользящая опалубка выполнена в виде концентричных цилиндров на передней секции. На задней секции установлены передний и задний опорные элементы. Опорный элемент выполнен в виде салазок с бочкообразной наружной и вогнутой сферической внутренней поверхностями. На наружной поверхности салазок выполнены шлицы. На внутренней поверхности салазок закреплен палец. На сегменте сферы выполнен паз для размещения пальца. На каждом пальце переднего опорного элемента размещен упругий элемент. Упругий элемент выполнен из материала с модулем упругости меньшим, чем модуль упругости материала пальца. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к строительству и горному делу и может быть использовано для образования обсаженных скважин малого диаметра. Известно устройство для образования скважин, включающее буровую головку с рабочим органом активного действия. Буровая головка состоит из передней и задней секций, связанных между собой посредством управляемого отклонителя в виде шарового шарнира с приводом. Недостатком его является пониженная точность проходки скважин из-за возможного поворота устройства вокруг продольной оси в связи с действием при бурении крутящего момента, так как для его восприятия в устройстве нет специальных механизмов. Известен также проходческий робот, содержащий рабочий орган и буровую головку, выполненную в виде передней и задней секций, связанных между собой посредством управляемого отклонителя. На передней секции установлена с зазором скользящая опалубка в виде концентрично установленных цилиндров, на внутреннем из которых выполнены шлицы для образования пазов в обсадной оболочке. Задняя секция снабжена передним и задним опорными элементами. Каждый опорный элемент выполнен в виде салазок с бочкообразной наружной и вогнутой сферической внутренней поверхностью. Внутренней поверхностью он контактирует с сегментами сфер, закрепленными на корпусе задней секции. Каждая салазка снабжена шлицами, установленными на наружной поверхности, и пальцем, а в сферическом сегменте выполнен паз для размещения пальца. Недостатком робота является пониженная надежность из-за того, что при появлении крутящего момента первым в задней секции его воспринимает палец на переднем опорном элементе, передавая его на шлиц и боковую стенку паза обсадной оболочки. Таким образом, она в районе переднего опорного элемента испытывает большее напряжение, чем в районе заднего опорного элемента. Это обстоятельство усугубляется еще и тем, что процесс набора прочности при твердости полимерной обсадной оболочки в зоне переднего опорного элемента менее завершен, чем в районе заднего. Большие местные напряжения на обсадную полимерную оболочку могут вызвать ее разрушение, и, соответственно, нарушение работы всего устройства. Цель изобретения повышение надежности работы устройства за счет повышения равномерности распределения крутящего момента на формируемую обсадную оболочку. Поставленная цель достигается тем, что роботкрот включает рабочий орган и буровую головку, состоящую из передней и задней секций, которые связаны между собой посредством управляемого отклонителя, а также скользящую опалубку в виде концентрично установленных цилиндров, размещенных на передней секции, и передний и задний опорные элементы, установленные на задней секции. Опорные элементы выполнены в виде салазок с бочкообразной наружной и вогнутой сферической внутренней поверхностями. Вогнутые внутренние поверхности взаимодействуют с сегментами сфер, закрепленных на секциях. Каждая из салазок выполнена со шлицами на наружной поверхности и пальцем, закрепленным на внутренней поверхности, и на сегменте сферы выполнены ответный паз для размещения пальца. Роботкрот дополнительно снабжен упругим элементом, выполненным в виде втулки, насаженной на палец переднего опорного элемента. Упругий элемент выполнен из материала с модулем упругости, меньшим, чем у материала своего пальца. На фиг. 1 изображен роботкрот, общий вид; на фиг. 2 продольный разрез задней секции буровой головки; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 узел I на фиг. 2. Роботкрот содержит рабочий орган 1 активного действия, буровую головку в виде передней 2 и задней 3 секций, связанных между собой посредством управляемого отклонителя 4. На передней секции 2 буровой головки установлена с зазором 5 скользящая опалубка 6, состоящая из внутреннего 7 и наружного 8 цилиндров, связанных между собой передней стенкой 9. На наружной поверхности внутреннего цилиндра 7 выполнены выступы 10. Внутри передней секции 2 размещен привод рабочего органа. Задняя секция 3 буровой головки снабжена передним 11 и задним 12 опорными элементами. Каждый опорный элемент выполнен в виде салазок 13 с наружной бочкообразной поверхностью, на которой закреплены шлицы 14, расположение которых соответствует расположению выступов 10 на скользящей опалубке 6. Торцевые поверхности криволинейно-выпуклые. Внутренние поверхности салазок выполнены сферическими вогнутыми. Эти поверхности взаимодействуют со сферическими сегментами 15, жестко закрепленными на корпусе 16 задней секции 3 буровой головки. В сферических сегментах выполнены пазы 17, а на внутренних поверхностях салазок 13 выполнены пальцы 18, размещенные в пазах 17. Причем в поперечном сечении диаметр пальца равен ширине паза, а в продольном сечении длина паза больше диаметра пальца. На пальце 18 переднего опорного элемента 11 жестко установлена втулка 19, выполненная, например, из алюминия, имеющая меньший модуль упругости, чем палец, выполненный из стали. Наружный диаметр втулки равен ширине паза. Корпус 16 задней секции выполнен в виде полой трехгранной призмы, внутри которой размещены шламопровод 20 и кабели 21. С корпусом 16 посредством шарнира 22 связано установленное позади буровой головки тяговое шасси 23 привода подачи. Управляемый отклонитель выполнен в виде трех размещенных равномерно по поперечному сечению шарнирных механизмов с приводом 24. Устройство работает следующим образом. При включении привода вращения рабочего органа 1 и осевой подаче в результате воздействия на буровую головку тягового шасси 23 происходит бурение скважины вчерне. При подаче жидкого полимерного материала в формовочную камеру скользящей опалубки, образованную между цилиндрами 7, 8 и стенкой 9 происходит загустевание материала в камере и затем его затвердевание с образованием обсадной оболочки 25. На месте нахождения выступов 10 на внутреннем цилиндре 7 опалубки в оболочке 25 образуются продольные пазы 26, в которых в дальнейшем размещаются шлицы 14 переднего и заднего опорных элементов и катки тяговых шасси 23. Вращение рабочего органа 2 вызывает появление крутящего момента на корпусах передней и задней секций буровой головки, направленного на поворот их вокруг продольной оси. Этот крутящий момент воспринимают пальцы 18, передают его боковыми стенками пазов 17 в сферических сегментах 15 и через салазки 13 далее на боковые стенки пазов 26 в обсадной оболочке 25 и через ее тело на стену черновой скважины, с которой оно сцеплено. Поскольку крутящий момент распределяется от начала устройства к его задней части, то он в первую очередь воспринимается передним опорным элементом и нагружает участок обсадной оболочки, ближний к опалубке и, соответственно, менее прочный (по времени твердения), чем участок ее, на который опирается задний опорный элемент. Дополнительный же упругий элемент 19 за счет своей деформации позволяет существенную часть крутящего момента перераспределить на задний опорный элемент с передачей его на более прочный (к этому времени) участок обсадной оболочки. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом более надежно в работе за счет перераспределения сил от действия крутящего момента на более прочный участок обсадной оболочки.
Формула изобретения
1. РОБОТ-КРОТ, включающий рабочий орган, буровую головку, состоящую из передней и задней секций, связанных между собой посредством управляемого отклонителя, скользящую опалубку в виде двух концентрично установленных цилиндров, размещенных на передней секции, и расположенные на задней секции передний и задний опорные элементы в виде салазок с бочкообразной наружной и вогнутой сферической внутренней поверхностями, последняя из которых взаимодействует с закрепленными на секции сегментами сфер, с расположенными на их наружной поверхности шлицами и с закрепленным на внутренней поверхности пальцем, который размещен в выполненном на сегменте сферы ответном пазу, отличающийся тем, что с целью повышения надежности его работы за счет повышения равномерности распределения крутящего момента на формируемую оболочку, он снабжен упругими элементами, выполненными в виде втулки и размещенными на пальце переднего опорного элемента. 2. Робот-крот по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен из материала соответствующего пальца.
