Устройство для направленного бурения горизонтальных скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii883399

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 120380 (21) 2892743/22-03 с присоединением заявки,!те (23) П риоритет

Е 21 С 9/00

Е 21 С !/02

Е 21 В 7/04 е1Юмратеенны!! какнтет

СССР аа далек нэабретеннй н атерытнй

Опубликовано 231 1,81, Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 23,11.81 (53) УДК 622.233. .62(088 .8) (72) Авторы изобретения

M С . Сафохин, И.Д. Богомолов, К. В. Начев и Л.Е.Маметьев

>(:F(.(, (р" „ПАТЕ!! !!;, ТЕ Н@р-. " (71) Заявитель

Кузбасский политехнический институт

Б!!Б;!!г.г ;-:: (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ввода его в скважину, который выполнен из стаканов, в которых установлены с воэможностью осевого перемещения пальцы, при этом стаканы жестко прикреплены к одной ступице, а пальцы.шарнирно закреплены посредством осей на другой ступице и связаны с ней упругой связью.

Стаканы имеют сквозные отверстия, а торцы пальцев имеют. скос, Кроме того, оси пальцев установлены в шарнире с зазором, а диаметр осей ,пальца выполнен меньшим, чем диаметр отверстия для них в ступице.

Изобретение относится к горной промьппленности, в частности, к устройствам цля направленного бурения гориэонтальных скважин.

Известно устройство для бурения прямолинейных скважин, состоящее из исполнительного органа, бурового вала и опорных лап (1).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому pet0 зультату является устройство для направленного бурения горизонтальных скважин, включающее тяги, шарнирно соединенные с опорными лыжами и ступицами, закрепленными на телескопическом валу (2).

1$

Недо с та тком э того ус тройс тв а является трудоемкость и сложность процесса эабуривания скважины.

Цель изобретения — уменьшение sa20 трат времени на забуривание и снижение трудоемкости забуривания.

Поставленная цель достигается гем, что устройство имеет механизм

На фиг. показано центрирующее устройство, общий вид; на фиг. 2механизм ввода, общий вид1 на фиг. 3 — вид по стрелке А на фнг. 2.

Устройство состоит нз внутренней

1 и внешней 2 секций. Внутренняя секция 1 входит во внешнюю секцию 2, Внешняя и внутренняя секции образуют гелескопический вал.

883399

SS

Внутренняя секция 1 соединяется одним концом с буровым ставом 3 (например, резьбой ) или с вращателем буровой машины, а другим концом, имеющим шлицевую головку 4, сопряжена с внутренним шлицевым посадочным местом 5, имеющимся на внешней секции 2. К внешней секции 2 крепится исполнительный орган 6.

На внутренней 1 и внешней 2 секциях неподвижно в осевом направлении укреплены ступицы 7 центрирующего устройства.

Внешние поверхности ступиц оснащены кронштейнами 8, которые осями

9 соединены с тягами 10. Другие концы тяг 10 осью 11 соединены с опорными лыжами 12. На торцовых поверхностях ступиц, обращенных друг к другу, параллельно оси бурового става укреплен механизм 13 ввода центрирующего устройства в скважину, который состоит из стакана 14, прикрепленного к торцу ступицы. K торцу другой ступицы посредством кронштейнов 15 и оси 16 прикреплен палец 17.

Причем, диаметр отверстий в кронштейнах, в которые входят аси 16, выполнены большего диаметра, чем диаметр осей 16, т.е. имеется гарантированный зазор.

Один торец пальца 17 выполнен по радиусу, а к средней части пальца прикреплен упругий элемент 18. Другой конец упругого элемента 18 прикреплен к ступице 7. Каждое отверстие соответствует определенному ,циаметру скважины. Ограничение хода пальца 17 осуществляется шкворнями

19, вставляемыми в отверстия 20.

В исходном положении исполнительный орган 6 находится в контакте с забоем. Палец 17 входит в стакан

I4 и своим торцом упирается в дно стакана или шкворень, вставленный в одно из отверстий 20. Развод опорных лыж 12 при таком положении механизма ввода от усилия подачи не может превысить размера буримой сква-жины, Так как при таком положении механизма ввода усилие подачи на исполнительный орган 6 передается по буровому ставу 3, внутренней секции

1, ступицу 7, дно стакана 14 (или шкворень, вставленный в одно иэ отверстий на стакане), палец 17„ ступицу 7 и внешнюю секцию 2.

Вращение исполнительному органу передается от вращателя через буро5 !

О t 5

50 вой став 3, шлицевое соединение секций 1 и 2.

Цикл забуривания и работа устройства осуществляются следующим образом.

Коротким забурником бурится скважина. Затем короткий забурник снимается и ставится длинный забурник с расширителем. Длинный забурник вводится в скважину. Он играет роль переднего центратора при начале забуривания расширителем. При выбуривании скважины устройство вслед за расширителем уходит в скважину как обычный жесткий фонарь, т.е. опорные лыжи ат действия осевого усилия при цикле забуривания не раз— двигаются больше диаметра буримай скважины и поэтому не требуется дополнительных стартовых устройств, ограничивающих раздвижнасть лап.

Жесткость устра1.ства достигнута за счет того, чта палец !7 одним концом расперт в дно стакана или шкворень, а другим — в ступицу 7. Следовательно сближение ступиц 7 невозможна.

Жесткое состояние центрирующега устройства необходимо только для ега ввода в скважину.

Для того чтобы привести устройства в рабочее положение (т.е. чтобы опорные лыжи распирались в стенки скважины в зависимости ат усилия подачи), необходимо при уходе центрирующега инструмента на глубину скважины — 1,5 м, среверсиравать подачу.

Так как стакан 14 и палец 17 прикреплены к разным ступицам, та при реверсе палец 17 выходит из стакана !4.

Упругий элемент 18 при выходе пальца из стакана повернет ега в кронштейнах !5 и прижмет к торцу ступицы 7.

Выход пальца из стакана осуществляется потому, что шлицевая головка 4 скользит по шлицевому посадочному месту 5 внешней секции 2. В та время как забурник, находящийся в скважине и представляющий из себя винт, и корпус расшителя, контактирующие со стенкой скважин с усилием, равным весу устройства, создают сопротивление перемещению внешней секции 2.

П осл е выхода пальца р ев ерсируют подачу на рабочее движение (т.е. буровой став уходит в скважину) . Так как палец 17 выходит из стакана 14 ступицы 7 опорные лыжи сближаются и распирают в стенку скважины.

883399

1О

Фиг. 1

Для взвода механизма ввода (при эабуривании новой скважины) необходимо палец 17 вставить в стакан 14.

Диаметр отверстий в кронштейнах 15 выполняют большим диаметра осей 16 для того, чтобы при передаче осевого усилия через палец 17 разгрузить оси

16 и кронштейны 15. Один конец пальца 17 выполнен по радиусу для его беспрепятственного поворота в кронштейнах 15.

Предлагаемое техническое решение позволяет ликвидировать стартовые устройства, применяемые при эабуривании, сократить время и уменьшить трудоемкость процесса забуривания.

Формула изобретения

1. Устройство для направленного бурения горизонтальных скважин, включающее тяги, шарнирно соединенные с опорными лыжами и ступицами, закрепленными на телескопическом валу, 25 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения затрат времени на эабуривание, устройство имеет механизм ввода его в скважину, который выполнен из стаканов, в которых установлены с возможностью осевого перемещения пальцы, при этом стаканы жестко прикреплены к одной ступице, а пальцы шарнирно закреплены посредством осей, на другой ступице и связаны с ней упругой связью.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что стаканы имеют отверстия, а торцы пальцев имеют скос.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а .ю щ е е с я тем, что оси пальцев установлены в шарнире с зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сафохин М.Н. и др. Машины и инструмент для бурения скважин в угольных шахтах. М., "Недра", 1972, с. 196, рис. 123.

2. Авторское свидетельство СССР

11377487, кл. Е 02 F 5/18, 1970 (прототип).

883399

Составитель О.Собин

Редактор Н.Кончицкая . Техред Ж.Кастелевич

Корректор О.Билак

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 10155/49 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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