Гидравлический расширитель

 

Союз Советскии

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву N. 324374 (22) Заявлено l 3.05.81 (21) 3288327/22-03 с присоединением заявки М (5l)M. Кл.

Е 21 В 7/28 во делан изобретений и открытий

Опубликовано 23.1 1.82. Бюллетень ¹43

Дата опубликования описания 25.11.82

{5З) УДК622.24. .051 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.Б. Кабищер и В.К.Карпенко

) ъ ( (Артемовская геологоразведочная акспедипия ПрЬтсзродственного геологического объединения Донбассгеология Министерства геологии Украинской ССР (? 1 ) 3ая вм тел ь (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСШИРИТЕЛЬ

Гооудерстекниый комитет

СССР (23) Приоритет

Изобретение относится к горному делу, в частности к бурению скважин и может быть использовано для увеличения диаметра скважин в необсаженном интер вале или для отбора массовых проб. полезного ископаемого из буровых скважин.

По основному авт. св. No. 324374 известен гидравлический расширитель, включающий корпус, поршень, пружину, тягу и шарнирно закрепленный рабочий орган, при этом рабочий орган выполнен в виде асимметрической лопасти, закрепленной на горизонтальной оси, причем режущая кромка длинной ее частью расположена выше режущей кромки короткой части.

Разворот лопасти в рабочее положение осуществляется действием перепада давления промывочной жидкости на поршень, который, сжимая пружину посредством тяги, разворачивает лопасть. Пружина служит для возврата лопасти в транспортное положение. Режущая кромка длинной части расположена выше режущей кромки короткой части. Охлаждение рабочего органа - лопасти осуществляется потоком промывочной жидкости, йодаваемой в ра5 бочую зону через дроссельные отверстия, выполненные в поршне (1 ).

Однако гидравлический расширитель работает ненадежно при диаметре рас1о ширения, значительно (до 5-6 раз) превышающем номинальный диаметр скважины. Надежная работа расширителя отме чается при диаметре расширения не более

; двух раз превышающем номинальный диа15 метр бурения. Ненадежность работы гидравлического расширителя при диаметре расширения значительно (до 5-6 раз) превышающем номинальный диаметр 6урения объясняется тем, что при неизменном наружном диаметре корпуса увеличивается длина лопасти и соответственно тяги и угол между продольными асями лопасти и тяги приближается к 180о.

55

3 97600

При этом в момент зарезки (начало разворота лопасти) резко падает усилие на режущих кромках лопасти и разруб ния горной породы не происходит. Увеличение величины перепада давления на поршне не приводит к росту усилия на режущих кромках лопасти до необходимой величины и,зачастую ведет к поломке устройства.

Целью дополнительного изобретения 10 является расширение области применения.

Указанная пель достигается тем, что в гидравлическом расширителе отверстие шарнира рабочего органа выполнено в виде поля с возможностью перемещения tS внутри него тяги, которая выполнена с выступом, а внутри корпуса выполнен выступ, расположенный с возможностью взаимодействия с выступом паза.

На фиг. 1 изображен гидравлический 20 расширитель, осевое сечение; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - гидравлический расширитель в рабочем положении при расширении (отборе пробы) из пласта малой мощности.

Гидравлический расширитель (фиг. 1) состоит из корпуса, 1 с установленной на оси 2 асимметричной лопастью 3, поршня

4 с тягой 5 и пружиной 6. Тяга 5 шар- 30 нирно связана осями 7 и 8 соответственно с лопастью 3 и поршнем 4. В корпусе

1 выполнен выступ 9, а на ее боковой грани, тяге 5, выступ 10. В короткой части лопасти 3 выполнен продольный 35 паз 11 с возможностью перемещения вдоль него оси шарнира 7 тяги 5. Режущие кромки лопасти 3 армированы штырями из твердого сплава 12. В поршне

4 выполнены дроссельные отверстия 13, а в корпусе l каналы 14 для подачи промывочной жидкости. Резьба 15 служит для соединения расширителя с колонной бурильных труб 16 а резьба 17 - для подсоединения шламоулавливаюшего уст- 45 ройства, например шламовой трубы открытого типа (не показано).

1 йщравлический расширитель работает следующим образом.

При прокачке промывочной жидкости через расширитель над поршнем 4 создается перепад давления, который сжимает пружину 6. При этом тяга 5 движется вниз и выступом 10, расположенным на боковой грани тяги, отклоняется, упираясь в выступ 9 корпуса 1. Далее ось 7 тяги 5, упираясь в поверхность продольного паза 1 1 лопасти 3, начиняет выво5 4

;дить лопасть 3 в рабочее положение. После прохождения оси 7 вдоль паза 11 она упирается в его торец и окончательно разворачивает лопасть 3 в рабочее поло» жение. Зарезку проводят при работе раоширителя в течение нескольких минут на одном месте. Затем подачей бурильной колонны вниз создают нагрузку на расширитель и производят дальнейшее увеличение диаметра ствола скважины. При атом лопасть 3 упрется в корпус 1 и за счет большей длины нижней части лопасти 3 по сравнению с верхней обеспечивается устойчивая работа расширителя.

Лопасть 3 имеет такую форму, что в рабочем положении короткое плечо расположено ниже удлиненного, чем создается ступенчатое разрушение породы. После разворота лопасти 3 в рабочее положение откроются каналы 14 для подачи промывочной жидкости корпуса 1. Этот момент будет зафиксирован на поверхности по падению давления в напорной магистрали, и оператор определит момент окончательного разворота лопасти в рабочее положение. Приведенное расположение каналов 14 позволяет подавать промывочную жидкость для охлаждения рабоч ьго органа непосредственно в зону разрушения горной породы. Кроме того, расположение каналов 14 способствует подаче продуктов разрушечия горной породы в нижнюю конусную часть расширителя и далее в шламоулавливающее устройство (не показано), например в шламовую трубу открытого .типа. При этом будет получен необходимый объем пробы полезного ископаемого даже из пласта малой мощности . Для подъема прекращают подачу жидкости и разгружают расширитель, Под действием предварительно сжатой пружины 6 поршень 4 и связанная с ням посредством тяги 5 лопасть 3 возвращается в транспортное положение. Дроссельные отверстия 1 3 в поршне препятствуют возникновению эффекта поршневания при спуско-подъемных операциях.

Технико-экономические преимушества предлагаемого технического решения состоят в расширении области применения, в повышении надежности работы, в част. ности при диаметре расширения, значительно превышающем номинальный диаметр бурения. Кроме того, момент полного перехода лопасти расширителя из транспортного положения в рабочее переплется ло гидравлическому каналу связи на поверхность.

976005

Формула изобретения

Гидравлический расширитель по авт.св.

14 332244337744, о тл ич а юши и с я тем, что, с иелью расширения области применения, отверстие шарнира рабочего органа выполнено в виде паза с возможностью леремешеиия внутри него тяги, ко торая жжолнеин с выступом, а внутри корпуса наполнен жступ, расположенный с возможиостью взаимодействия с высту пом тяги.

Источники информации, принятые во вммание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 324374, кл. Е 21 В 7/28, 1968.

Составитель Л. Черепенкина

Редактор А. Шандор Техред М.Надь Корректор Г. Огар

Заказ 8958/54 . Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иобретений и открытий

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

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