Буровой инструмент

Буровой инструмент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ с

f i

ОПИСАНИЕ

1, бурового инструменте.

К авторскому свидетельству A. С. Арутюнова, заявленному

5 декабря 1934 года (спр; о перв. ¹ 158423).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 3! августа 1936 года, При вращательном способе бурения двигатель, приводящий долото во вращение, находится на поверхности. Ротор вращает всю колонну труб с долотом на конце, чем и достигается разбуривание породы. С увеличением глубины скважины, масса, приводимая во вращение, увеличивается. Колонна труб, наподооие длинной нити, начинает скручиваться и изгибаться. Эти явления порождают собой аварии, кривизну скважины, износ бурильных и обсадных труб из-за их взаимного истирания и т. п.

Турбинный метод бурения, например, турбобуром Капелюшникова этих недостатков не имеет, так как двигатель перенесен на забой, благодаря чему колонна бурильных труб находится в относительно спокойном состоянии.

Целью изобретения является возможность достигнуть наибольшего пребывания инструмента на забое, разбуривать одним долблением все встречающиеся породы и свести до минимума кручение и продольный изгиб труб и как следствие этого, ликвидирОвать причины, .порождающие аварии и кривизну с кважиыы.

Для достижения этого в предлагаемом буровом инструменте, с приводом резцов во вращение при помощи гидра\ влической турбины, связанная с турбиной общим приводным кулачком или шестерней резцов ая головка состоит из нескольких резцов, получающих помимо вращения около своих осей еще и вращение вокруг оси скважины.

1-1а чертеже фиг. 1 изображает вертикальный продольный разрез бурового инструмента; фиг. 2 — то же в другой плоскости его; фиг. 3 — вид снизу его во время работы в скважине; фиг. 4 — горизонтальный разрез его по аа фиг. 1; фиг. 5 — то же с тремя резцами; фиг. 6— вертикальный продольный разрез бурового инструмента в другой форме выполнения; фиг. 7 — то же в другой плоскости его; фиг.8 — вид его снизу; фиг.9— горизонтальный разрез его.

Буровой инструмент ввинчивается на конец бурильных труб и состоит из механизма вращения внутри его и двух (фиг- 1 — 4) или трех (фиг. 5) вертикальных резцов-расширителей сиаружи. Глинистый раствор поступает сперва в многоступенчатую турбину 1, которая монтируется в корпусе инструмента.

Выбор многоступенчатой турбины обусловливается ее преимуществом в износе перед турбиной одноступенчатой.

Шпиндель рабочего колеса кончается снабженным приводным кулачком-валиВарьируя эти величины, можно полу- самое относится к резцам в виде гофричить оптимальную мощность и скорость рованных цилиндров. Продольные окна на резцах. в них служат для выдавливания раствоРасширители и зубцы, вращаясь, со- I ра и улучшения режущей способности. скабливают породу ввыде двух цилин- Материал резцов — сталь с наваркой по дров, но для того, чтобы получить ци- одной стороне сверхтвердым сплавом. линдр по диаметру скважины, необхо- I Кажущаяся незначительная толщина нодимо перемещать резцы по внутреннему жа вполне гарантирует его от излома, периметру скважины. Эту работу выпол- так как на резец должно даваться очень няет ротор, который через колонну маленькое удельное давление, необхобурильных труб вращает бурильный димое для соскабливания породы, а не инструмент. l его срезания или снятия. ком 2, который упирается пяткой в шариковую опору на нижней крышке 8 бурового инструмента.

Около кулачкового валика 2 расположены два зубчатых колеса 3 с профилированными по кулачку валика зубьями.

Каждое зубчатое колесо 3 ввинчивается в расширитель 10, несущий на конце резцовую головку 11. Головка состоит или из трех резцов (фиг. 5) или пр:дставляет собой гофрированный цилиндр (фиг. 6, 8), полый изнутри и с продольными канавками, расположенными в шахматном порядке. В обоих случаях вдоль оси зубчатых колес и расширителей просверлены каналы 4 для прохода раствора после турбины к центру резцов.

Верхние цапфы зубчатых колес 3 входят в верхнюю крышку 9, а нижние цапфы проходят через нижнюю кры гаку 8. Верхняя крышка неразъемна с корпусом буового инст умента, а нижняя съемная

P р и привинчивается к корпусу при сборке, болтами 7. Для уменьшения -ренин на I конце расширителя 10 делается канавка и соответственно ей — такая же канавка, и на нижней крышке 8, в каковых канавках размещаются шарики.

Кулачок валика 2 ударяет попере,менно по зубчатым колесам и заставляет последние вращаться тол гками со скоростью примерно 100 — 200 обооотов в минуту. Число оборотов зубчатых колес зависит от числа ступеней турбины, числа зубьев на зубчатках и числа кулачков на валике. товления его и зубчаток в смысле их механической прочности на истирание и выкрашивание. С. целью устранения ударов кулачковый валик все время может находиться в сцеплении с двумя собачками 5, расположенными диаме трал:;но противоположно (фиг. 9). Концы собачек соединяются тягой 12. Когда одна собачка находит на зуб звездочки, другая в этот момент освобождается от зуба. Таким образом происходит попеременное вращение звездочек, но уже без ударов. При двухкулачковом валике тяга заменяется пружинами.

Передача от турбины к резцовым головкам может быть есуществлена посредством общей шестерни 3 (фиг. 5) и передача в этом случае происходит уже не толчками.

Передаточный механизм, находящийся между двумя крышками, заключается в масляную ванну. Выдавливание масла глинистым раствором здесь затруднено, поскольку цапфы в турб роторе не подвержены расшатывающим действиям резцов (они незначительны).

Расширители и резцы конструктивно выполнены так, что онивсе время будут самоочищаться, исключая тем сам:- м возможность образования глинистых сальников. Подача глинистого раствора к центру резцов обеспечивает надежное их охлаждение от быстрого вращения.

Форма резцов и их расположение обеспечивает эффективную работу до пол-. ного истирания по всей высоте. То же

Число оборотов ротора находится в обратной зависимости от числа оборотов резцов и твердости проходимых пород. В среднем достаточно, примерно, 10 — 20 оборотов в минуту.

Кулачковый валик, действуя ударами на зубчатки, требует тщательного изгоВарьируя скорости подачи бурильного инструмента, можно проходить с одинаковым успехом любую породу.

Так как удельное давление на резцах небольшое из-за их быстрого вращения, то колонна труб будет находиться почти на весу, не испытывая никаких

Фиг.б

Фиг.7, Йигл

Таа. «Премией rpaP". Тэмбевскм, 1Я. Зак, 414/-2ОО крутящих моментов, чем исключается возможность образования кривизны и износа труб от истирания.

Предмет изоб рет ения.

Буровой инструмент, в котором резцы приводятся во вращение при помощи гидравлической турбины, отличающийся тем, что резцовая головка состоит из нескольких резцов и связана с турбиной общим приводным кулачком или шестерней, получающими, помимо вращения около своих осей, вращение вокруг оси скважины.