Реактивно-турбинный расширитель

Реактивно-турбинный расширитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. РЕАКТИВНО-ТУРБИННЫЙ РАСШИРИТЕЛЬ, включающий траверсу, на которой установлены под углом один к другому турбобуры с долотами и механизмы возврата турбобура, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности расширения путем улучшения условий работы долот, он снабжён корпусом, присое-. диненным к траверсе, в котором выполнены под углом один к другому в разных плоскостях каналы, при этом . турбобуры размещены в каналах с возможностью перемещения относительно их оси. 2. Расширитель по п. 1, отличающийся тем, что каждый механизм возврата турбобура установлен в канале и выполнен из втулки с калибровочным отверстием, соединенной с турбобуром, и концент- . тричной ей втулки траверсы, между которыми установлена пружина.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) ЗСЮЕ21В728

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3439116/22-03 (22) 26.03.82 (46) 23.09.84. Бюл. № 35 (72) В.А. Высоцкий, В.И. Либерман, А.Н. Попов и А.А. Рыбалка (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622.24.051.47(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 181582, кл. Е 21 D 3/00, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 123108, кл. Е 21 D 1/06, 1958. (54)(57) 1. РЕАКТИВНО-ТУРБИННЫЙ

РАСШИРИТЕЛЬ, включающий траверсу, на которой установлены под углом один к другому турбобуры с долотами и механизмы возврата турбобура, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности расширения путем улучшения условий работы

d долот, он снабжен корпусом, присое-. диненным к траверсе, в котором выполнены под углом один к другому в разных плоскостях каналы, при этом турбобуры размещены в каналах с возможностью перемещения относительно их оси.

2. Расширитель по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждый механизм возврата турбобура установлен в канале и выйолнен из втулки с калибровочным отверстием, соедиЩ ненной с турбобуром, и концент- . тричной ей втулки траверсы, между которыми установлена пружина.

1 11147

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, предназначенным для местного расширения скважин, в том числе для бурейия под башмаком обсадной трубы или колонны-оболочки.

Известно устройство для бурения вертикальных выработок, включающее турбобуры, связанные между собой в верхней и нижней части траверсами, 1О шарошечные долота и гидросистему, причем два крайних турбобура соединены с верхней траверсой шарнирно и снабжены силовыми гидроцилиндрами для ик раздвижения в радиальном направлении fl) .

Недостатками устройства являются сложность конструкции и недолговечность шарнирных узлов, а также низкая эффективность процесСа местного расширения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является реактивно-турбинный бур, включающий траверсу, на которой установлены под углом один к другому турбобуры с долотами и механизмы возврата турбобуров 12) .

Недостаток устройства заключается в низкой эффективности процесса местного расширения, так как при "зарезке" уширения шарошки долота прижимах>тся к стенке ствола своей боковой поверхностью,. т.е. калибрующими (а не рабочими) венцами, не имеющими соответствующих рабочих зубьев.

Буренке уширения калибрующими венцами значительно снижает механическую скорость бурения.

Цель изобретения — повышение эф- 40 фективности расширения скважин путем улучшения условий работы долот.

Указанная цель достигается тем, что реактивно-турбинный расширитель,. включающий траверсу, на которой уста-45 новлены под углом один к. другому турбобуры с долотами и механизмы возврата турбобура, снабжен корпусом, присоединенным к траверсе,в котором выполнены под углом один к другому в 50 разных плоскостях каналы, при этом турбобуры размещены в каналах с возможностью перемещения относительно их оси, Кроме того, механизм возврата каждого турбобура установлен в канале и выполнен иэ втулки с калибровочным отверстием, соединенной с турбо78 2 буром, и концентричной ей втулки траверсы, между которыми установлена пружина.

Установка турбобуров таким образом, что их продольные оси перекрещиваются, позволяет установить их в расширяемой скважине под большим yr— лом к оси расширителя. Это увеличивает диаметр уширения при определенной величине осевого перемещения турбобура или при неизменном диаметре позволяет уменьшить величину осевого перемещения, что упрощает конструкцию устройства для осевого перемещения.

На фиг. 1 показан расширитель, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1 (в увеличенном масштабе).

Расширитель состоит из траверсы 1, корпусов турбобуров 2, установленных с небольшими зазорами в каналах

4 корпуса расширителя 5. Колоннаоболочка б.погружена в грунт. Турбобуры 2 установлены в каналах 4 подвижно в осевом направлении и снабжены втулкой 7 с калиброванным отверстием 8. Механизм возврата турбобура выполнен в виде пружины 9, которая находится в полости между втулкой

10 траверсы и втулкой 7 с калиброванным отверстием 8.

Работает расширитель следующим образом.

Колонна-оболочка 6, являющаяся несущим элементом фундамента здания или моста, установлена в скальный грунт. Предварительно колонна-оболочка погружается, например, вибратором в мягкий грунт до тех пор, пока торец колонны не станет на скальную породу. Дальнейшее погружение колонныоболочки от вибрации не происходит.

Вначале порода внутри колонны-оболочки выбуривается,.например, реактивно-турбинным буром. Далее в колонну опускается на бурильных трубах (не показано) реактивно-турбинный расширитель до момента касания долотами породы. В подвешанном расширителе за счет действия пружины 9 (фиг. 2), взаимодействующей с упорными буртами втулок 7 и 10, турбобуры 2 и, следовательно, долота 3 находятся на минимальном расстоянии от траверсы 1.

Включают подачу рабочей жидкости, которая через траверсу 1 и калиброванные отверстия 8 попадает в турз 1114 бобуры 2, приводя во вращение долота 3.

Одновременно рабочая жидкость, проходя через отверстия 8, создает перепад давления на втулку 7 и перемещает в осевом направлении турбобуры

2 (преодолевая сопротивление пружины 9) вдоль отверстий 4 корпуса расширителя 5. Сразу после подачи рабочей жидкости начинается вращение pac.- 10 ширителя от действия реактивного момента или расширитель вращают ротоPoM °

В результате сложного движения долот, вращения вокруг собственных 15 осей вместе с валом турбобура, вращения вокруг оси расширителя (от реактивного момента или ротора) и осевого выдвижения вместе с турбобурами на забое ниже торца оболочки 6 начи- щ нает образовываться кольцевая выемка-уширение (осевую подачу расширирепа в это время не производят). Диа.метр калиброванного отверстия 8 втулки 7 (от него зависит скорость выдви-25 жения турбобуров) и частота вращения расширителя подбираются так, чтобы была обеспечена максимальная производительность бурения. Величину возможного осевого выдвижения турбо- gp буров определяют в зависимости от необходимого диаметра уширения.

После образования кольцевой выемки выключают подачу рабочей жидкости.

77.8 4

Под действием пружины 9 турбобуры возвращаются в исходное положение.

Возвратить турбобуры в исходное положение без использования устройства возврата турбобуров (пружины) за счет только осевой нагрузки на забой нельзя, так как турбобуры расположены наклонно, а без возврата турбо-, буров в исходное положение бур невозможно извлечь из скважины.

Далее расширитель -опускают на величину длины образованного уширения и описанный процесс бурения повторяют до получения уширения необходимой длины, после чего в образованную по- . лость осаживают колонну-оболочку. (небольшой козырек породы под торцом колонны-оболочки легко ломается).

Таким образом, применение реактивно-турбинного расширителя, имеющего устройство возврата турбобуров в исходное положение и перекрещивающее положение осей турбобуров, позволяет повысить эффективность расширения.

Установка турбобуров так, что их оси перекрещиваются, позволяет установить их в скважине под большим углом к оси расширителя, что увеличивает диаметр уширения при определенной величине перемещения турбобуров или при неизменном диаметре, а также уменьшить величину осевого перемещения, что упрощает конструкцию устройства для осевого перемещения.

1114778

1114778

Составитель Л.Черепенкина

Техред А.Бабинец

Редактор О.Бугир

Корректор В.Бутяга

Заказ 6747/21

Тираж 564

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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