Устройство для гашения вибраций бурильного инструмента

 

пц 751956

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьси1В СОВВтСКИК

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.05.78 (21) 2621817/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) М. Кл.

Е 21В 17/06

Государственный комитет (53) УДК 622 243 5 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Осипов, В. И. Толокоицев и Л. В. Гладышева (71) Заявптель Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ВИБРАЦИЙ

БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к области горного дела, в частности к бурильному инструменту.

Известен амортизатор для бурильной колонны, в котором упругий элемент выполнен в виде тонкостенной оболочки с наполнителем. Амортизатор снабжен подвижным стволом с поршнем, размещенным в оболочке. Ствол выполнен с перепускными каналами, снабжен дополнительным поршнем и образует с корпусом кольцевую камеру, которая сообщается с внутренней полостью бурильных труб (1).

Однако такое устройство имеет сложную конструкцию и не полностью может гасить колебания.

Известно устройство для гашения вибраций бурильного инструмента, включающее корпус, размещенный концентрично ему направляющий распорный конус и взаимодействующие с ним подпружиненные плашки (21.

Однако такое устройство недостаточно надежно в работе, так как имеется опасность заклинивания плашек в стволе скважины.

Цель изобретения — обеспечение свободного прохода устройства в скважине при его подъеме, Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленным на подшипнике концентрично корпусу цилиндрическим стаканом с окнами под плашки, причем направляющий распорный конус связан с корпусом резьбой, имеет пазы, а плашки — ответные им выступы.

На фиг. 1 показано устройство для гашения вибраций бурильного инструмента при спуске и при бурении в разрезе; на фиг. 2— устройство при подъеме из скважины в разрезе; на фиг, 3 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство состоит из ступенчатого корпуса 1, в верхней части которого имеется резьба для соединения с буровой штангой

2. Верхний торец корпуса 1 выполнен со скосом 3 для создания уплотнения между корпусом 1 и штангой 2. В нижней части первого уступа корпуса 1 проточена полусферическая канавка 4.

По центру корпуса 1 выполнено сквозное отверстие 5 для подачи сжатого воздуха от компрессора к забою. На наружной поверхности средней части корпуса 1 нарезана трехзаходная круглая резьба, на которую концентрично ему навинчивается направляющий распорный конус 6, имеющий два диаметрально расположенных относительно друг друга прилива 7, в которых вы751958 полнены конически направленные пазы 8, например, в виде ласточкиного хвоста на всю высоту направляющей.

Полый цилиндрический стакан 9 своей верхней частью посажан на нижнюю часть первого уступа корпуса l и через сквозные отверстия 10 закреплен с возможностью поворота па корпусе 1 посредством подшипнпка 11, вставляемого одной частью полусферы в отверстия 10 стакана 9, а другой частью полусферы в канавку 4 корпуса 1.

Для предупреждения от выпадания подшипника 11 на верхнюю часть стакана 9 насаживается предохранительная втулка 12.

Кроме того, полый цилиндрический стакан 9 имеет также два диаметрально расположенных окна 13, в которые в первоначальный момент навинчивания направляющего распорного конуса 6 па среднюю часть корпуса 1 в конически направленные пазы 8 вставлшотся плашки 14, имеющие ответные пазам 8 выступы 15, армированные твердосплавными зубцами 16. Зубцы 16 предохраняют от преждевременного износа плашки 14.

Нижняя часть корпуса 1 па наружной поверхности имеет резьбу для соединения с псрсводником 17, на которьш напрессована втулка 18 со скосами 19 по торцу для создания уплотнения при соединении переводника 1/ с долотом 20:

Переводи l7, втулка 18 заштифтованы с «ижпсй частью корпуса 1 штифтами 21 с целью предотвращения отвшгчивания переводника 17 при обратном ходе бурового снаряда.

Долото 20 имеет отверстие 22 для подвода сжатого воздуха от компрессора через отверстие 5 корпуса 1 устройства к забою, а корпус 1 — отверстия 23 для выдувания шлама из устройства.

Устройство работает следующим образом.

Собраппое и подготовленное к работе устройство опускают на забой. Подают к забою сжатый воздух и начинают бурение.

Вместе со штангой 2 вращается корпус 1 устройства, направляющий распорный конус 6, плашки 14, цилиндрический стакан 9, переводпик 17, долото 20, т. е. вращается все устройство.

Перед бурением плашки 14 занимают положение 1 (фиг. i) под действием собственного веса. По мере бурения устройство опускается в скважинy. Под воздействием стенок скважины плашки 14 переместятся вверх по конически направленным пазам 8 направляющего распорного конуса 6 и займут положение 11 (фиг. 1) в окнах 13 цилиндрического стакана 9, что соответствует пробуренному диаметру скважины.

При попадании долота 20 на скальные нлп валунные породы долото 20 отскакивает от забоя. Станок начинает работать в ударном режпмс нагружсния. Вместе с долотом 20 перемещается вверх от забоя пе5

55 реводник 17, корпус 1, направляющий распорный конус 6 и цилиндрический стакан 9, а плашки 14 в это время перемещаются по конически направленным пазам 8 направляющего распорного конуса 6 вниз, занимают промежуточное положение между 1 и 11 и, упираясь в стенки скважины, гасят энергию отскока.

На станках вибровращательного бурения нет принудительной подачи бурильного инструмента. После отскока долото 20 через штангу 2, корпус 1, переводник 17 под собственным весом каретки вновь возвращается па забой. Плашки 14 в это время поднимаются по конически направленным пазам 8 направляющего распорного конуса 6 вверх вследствие опускания направляющего распорного конуса 6 вместе с корпусом 1, т. е. сдвигаются и освобождаются от стенок скважины. Потом следует опять отскок и весь цикл повторяется до тех пор, пока не будет разбурен валун, На мягких породах диаметр скважины становится равным диаметру долота 20.

Плашки 14 снова займут положение 11 (фиг. 1) под действием стенок скважины.

Такая смена режимов работы устройства за время бурения повторяется много раз.

По окончании бурения извлекаем устройство из скважины следующим образом.

При движении устройства вверх плашки

14, взаимодействуя со стенками скважины, займут положение 1 (фиг. 1) и будут препятствовать извлечению устройства из скважины. В этом случае нужно повернуть штангу 2 вместе с корпусом 1 на /< оборота в обратном направлении от бурения.

Корпус 1 перекатывается по подшипникам

11, направляющий распорный конус 6 перемещается по наружной резьбе средней части корпуса 1 вниз, так как она лишена возможности вращаться за счет того, что плашки 14 упираются в стенки скважины.

Ход круглой трехходовой резьбы соединения наружной поверхности средней части корпуса 1 и направляющего распорного конуса 6 рассчитан таким образом, что за з/< оборота штанги 2 направляющий распорный конус 6 переместится на столько, что плашки 14 сдвинутся до размера, равного диаметру долота 20 и займут положение ill (фиг, 2). Таким образом, плашки 14 уже не препятствуют извлечению устройства из скважины, и устройство извлекается из скважины.

Формула изобретения

1. Устройство для гашения вибраций бурильного инструмента, включающее корпус, размещенный концентрично ему направляющий распорный конус и взаимодействующие с ним плашки, отл и ч а ю щ ее с я тем. что, с целью обеспечения свободного прохо751956

Дцг Г

1-A

7i авив.7

Составится В. Родина

Техред В. Серякова

Редактор 3. Ходакова

Корректоры: Л. Орлова и О. Гусева

Заказ 1217/6 ..зд .. : 3/3 Тираж 626 Подписное

1!1!О с11онск» Гос уд; рств нного комитета С(.СР по еда.;; изобретений и открытий

I!303>, Москва, Ж-35, 1 атинская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 да устройства в скважине при его подъеме, оно снабжено установленным на подшипнике концентрично корпусу цилиндрическим стаканом с окнами под плашки, причем направляющий распорный конус связан с корпусом резьбой.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щ ее ся тем, что направляющий распорпый конус имеет пазы, а плашки — ответные им выступы.

Источники пнформаци, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 485211, кл. Е 21В 17/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 625017, кл. E 21В 17/06, 1974 (прототип).