Гидравлический расширитель

 

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цц 526699

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.07.73 (21) 1939861/03 (51) .Ч, Кл,- Е 218 9, 28 с присоединением заявки ¹

1осударстеенный комитет (23) П риоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений Опубликовано 30.08.76. Бюллетень Ме 32 (53) УДК 622.24.051.57 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 13.10.76 (72) Авторы изобретения

H. М. Охрименко, В. М. Славский, А. П. Окулов, Б. М. Курочкин, В. В. Чубаров, H. В. Чумаченко, В. В. Ястребов, Г. В. Владимиров и А. Ф. Калугин

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСШИРИТЕЛЪ

Изобретение относится к гидравлическим расширителям, предназначенным для расширения ствола или фрезерования обсадных труб при креплении, ликвидации поглощений промывочной жидкости и других работах в скважине.

Известен гидравлический расширитель, включающий корпус с ниппелем в верхней части, шпиндель, шток с дросселем, стопорное устройство и породоразрушающие органы.

Недостатком расширителя является ненадежность работы его механизма, удерживающего породоразрушающие органы (лапы с шарошками) в транспортном положении, одним из элементов которого является пружина, препятствующая преждевременному раскрытию лап при спуске инструмента в скважину. В случае заклинки шпинделя в корпусе или заполнения шламом пространства под шпинделем расширитель не может быть возвращен в исходное транспортное положение, так как усилия пружины механизма возврата лап в этом случае становится недостаточно.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что ниппель расширителя снабжен втулкой, взаимодействующей через сточорное устройство со шпинделем, причем стопорное устройство выполнено в виде секторного вкладыша, закрепленного на шпинделе с помощью разрезных пружинных колец, нижняя часть которого установлена в круговом пазу шпинделя, а верхняя — в круговой проточке втулки.

5 Эти отличия способствуют повышеншо надежности перевода расширителя из транспортного положения в рабочее.

На фиг. 1 изображен описываемый гидравлический расширитель в транспортном полоip жении, продольный ра-рез; на фиг. 2 — то же, при расширении ствола скважины; на фиг.3— секторный вкладыш стопорного устройства. продольный разрез; на фиг. 4 — разрез по

А — А на фиг. 3; на фиг. 5 — — замковое соедц15 нение втулки расширителя с его ниппелем, продольный разрсз; на фпг. 6 — разрез I.o

Б — Б на фиг. 5; на фиг. 7 — разрез по  — В на фиг. 1; на фиг. 8 — разрез по à — Г IIa фиг. 7; на фиг. 9 — вид по стрелке Д на фиг. 8.

Гидравлический расширитель состоит цз корпуса 1, в нижней части которого в центральном проходном канале размещен отр Iжатель 2 струи промывочной жидкости, а пад ним в продольных боковых прорезях корпуса на осях 3 закреплены лапы 4 с породоразрушающими элементамн 5, которые могут быть выполнены в виде шарошек, лезвии плп лопастей. Внутри корпуса 1 размещен полый

526699 шпиндель 6 с поршнем 7 на наружной поверхности и с полым штоком 8, прикрепленным к

его нижней части. На наружной поверхности штока 8 выполнены кулачки 9, взаимодействующие с лапами 4 при переводе их из транспортного положения в рабочее и обратно.

Внутри штока 8 установлен дроссель 10, выполненный в виде сменной насадки, необходимой для создания на поршне 7 перепада давления при прокачивании промывочной жидкости через расширитель.

К верхней части корпуса 1 при помощи резьбы присоединен ниппель 11, между которым и шпинделем размещены шпонки 12, передающие крутящий момент от шпинделя 6 к корпусу, допуская перемещение последнего в осевом направлении. Ниппель 11 снабжен резьбовой втулкой 13, между которой и шпинделем 6 размещен секторный вкладыш 14 стопорного устройства, препятствующего осевому перемещению корпуса 1 относительно шпинделя 6 при транспортировке расширителя в скважину.

Стопорное устройство состоит из одного (или двух) разрывного секторного вкладыша

14, который закреплен на шпинделе 6 с помощью разрезных пружинных колец 15 и 16, при этом нижняя часть вкладыша установлена в круговом пазу 17 шпинделя, а верхняя— в круговой проточке 18 втулки 13.

Для предотвращения отворота резьбовой втулки 13 при транспортировке расширителя в скважине она снабжена замком, выполненным в виде кольца 19 с торцовыми выступами, входящими в ответные пазы на нижней торцовой поверхности втулки 13 и выступами на внутренней поверхности, входящими в ответные пазы на наружной поверхности ниппеля 11. Кольцо 19 и резьбовую втулку 13 соединяют между собой при сборке расширителя с помощью пружинного кольца 20, располагаемого в канавке, выполненной на наружной поверхности торцовых выступов соединяемых деталей.

Оси 3 лап 4 закреплены в корпусе 1 расширителя при помощи упорных винтов 21 и пружинных шайб 22 и 23. При сборке расширителя оси 3 перемещают в крайнее положение в отверстиях корпуса 1 при помощи монтажного болта (на чертеже не показан) за счет прогиба пружинных шайб 22 и окончательно фиксируют упорными винтами 21, имеющими для контровки соединения на своей головке лыски Е и пружинные шайбы 23.

Расширение ствола скважины предлагаемым устройством осуществляют следующим образом.

Перед спуском в скважину в расширителе устанавливают секторный вкладыш 14 стопорного устройства и затем при помощи резьбовой втулки 13 производят предварительное натяжение вкладыша в положение, препятствующее взаимному перемещению корпуса 1 относительно шпинделя 6. При вр ащении втулки 13 относительно ниппеля 11 расшири10

25 и0

65 тель приводят в транспортное положение, при этом лапы 4 с породоразрушающими элементами 5 принудительно заходят за габариты корпуса 1 расширителя и удерживаются в его боковых прорезях. Для исключения преждевременного раскрытия расширителя тарированное среднее сечение его секторного вкладыша 14 подбирают таким образом, чтобы осевое усилие, создаваемое вытесняемой жидкостью трением о стенки скважины и другими силами, препятствующими спуску инструмента, было меньше усилия, необходимого для разрыва секторного вкладыша.

При спуске расширителя в скважину к нижнему концу его корпуса 1 при помощи резьбы присоединяют центратор, а к верхнему концу шпинделя 6 при помощи резьбы — бурильные трубы. При достижении расширителем места начала расширения ствола скважины включают буровые насосы, а инструмент приводят во вращение. Промывочная жидкость, проникая во внутреннюю полость шпинделя 6 и соединенного с ним штока 8 за счет местного сопротивления в насадке дросселя 10, создает перепад давления внутри расширителя, которое через отверстия 24 в шпинделе передается на корпус 1. Этот перепад давления воздействует на кольцевую площадку корпуса, расположенную над поршнем 7, создавая усилие, поднимающее корпус вверх и способствующее разрыву секторного вкладыша 14 стопорного устройства. После разрыва последнего перемещение корпуса 1 вверх вызывает выдвижение кулачками 9 штока 8, соединенных с корпусом лап 4 за габариты расширителя. Лапы раздвигаются и их породоразрушающие элементы 5 (шарошки, лопасти, лезвия) постепенно врезаются в стенки скважины или в стенку трубы в случае ее прорезания и торцевания расширителем. При предельном раскрытии лап 4 расширителя и его вращении он разбуривает цилиндрическую скважину, диаметр которой больше ее первоначального ствола, а истекающая из насадки дросселя 10 промывочная жидкость, отражаясь от отражателя 2, выносит разбуренную породу на поверхность скважины.

По окончании расширения ствола скважины выключают буровые насосы и приподыма<ог расширитель пад забоем, при этом его лапы 4 под действием собственного веса и веса корпуса 1 возвращаются в транспортное положение, после чего расширитель свободно извлекают из скважины.

Формула изобретения

1. Гидравлический расширитель, включающий корпус с ниппелем в верхней части, шпиндель, шток с дросселем, стопорное устройство и породоразрушающие органы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности перевода расширителя из транспортного положения в рабочее, ниппель снабжен втулкой, взаимодействующей через стопорное устройство со шпинделем.

2. Гидравлический расширитель по п. 1, отли а ю щи и с я тем, что стопорное устройство выполнено в виде секторного вкладыша, закрепленного на шпинделе с помощью раз526699 резных пружинных колец, нижняя часть которого установлена в круговом пазу шпинделя, а верхняя — в круговой проточке втулки.

526699

Рыг

Фиг. 9

Составитель В. Ввородов

Корректор Л. Орлова

Редактор Е. Шепелева

Техред 3. Тараненко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2146/2 Изд. № 1634 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4)5