Стабилизатор

Стабилизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и 1827748

ОПИСАНИЕ

ИЗО Ы Ет Е Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сойз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.79 (21) 2775857/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (51) М. К .

Е 21Â 17/10

Государственные комитет (53) Ъ ДК 622.24.051 (71) Заявитель Государственный проектный и научно-исследовательский институт

«Гипроникель» (54) СТАБИЛИЗАТОР

Изобретение относится к области горнорудной промышленности и может быть применено в качестве средства для снижения изгибных колебаний буровых ставов станков для бурения взрывных скважин.

Кроме того, предлагаемое техническое решение может быть использовано в конструкциях промежуточных опор бурильных колонн глубокого бурения — калибраторах, центраторах, стабилизаторах и др.

|О

При бурении взрывных скважин, буровой став под действием динамической осевой нагрузки периодически теряет устойчивость, что приводит к значительным изгибным (поперечным) колебаниям става и к повышению уровня вибраций на станке, что, в свою очередь, снижает надежность узлов станка (особенно, бурового става), ухудшает условия работы бригады.

Известен шарошечный стабилизатор, включающий корпус с продольными пазами, в которых размещены стабилизирующие узлы, каждый из которых включает два опорных блока и цилиндрическую шарошку с концевыми цапфами, входящими в отверстия, опорных блоков. Конструкция предусматривает вариант закрепления опорных блоков в корпусе винтами, при этом возможна замена быстроизнашивающихся деталей — оси и шарошки (1).

ЗО

Однако при отсутствии зазора между ци. линдрической шарошкой и стенкой скважины с учетом естественной кривизны бурового става значительно увеличивается сопротивление его вращению, что соответственно требует увеличения мощности вращателя; возрастает опасность заклинивания става в скважине, усиливается износ рабочей поверхности шарошки, а при наличии зазора между цилиндрической шарошкой и стенкой скважины, стабилизирующий узел воспринимает ударную нагрузку, что приводит к недостаточному снижению изгибных колебаний става и вызываемых ими вибраций на станке. Динамический характер нагрузки способствует быстрому износу пары ось-шарошка. Таким образом снижается надежность стабилизатора, бурового става и станка в целом. Кроме того, жесткая связь стабилизирующего узла со ставом не позволяет эффективно гасить энергию поперечных колебаний.

Известен стабилизатор, включающий корпус с пазами, в которых установлены выдвижные стабилизирующие узлы с опорными блоками, причем в нижней части корпуса размещены упругие элементы, обеспечивающие гашение продольных и поперечных колебаний бурового снаряда (2).

827748

Однако известное устройство не обеспечивает достаточной стабилизации бурового става.

Цель изобретения — повышение надежности стабилизации бурового става.

11оставленная цель достигается тем, что опорные блоки имеют ограничители радиального перемещения и подвижно установленные и радиально расположенные направляющие втулки, причем упругие элементы размещены между опорными блоками и корпусом. Кроме того, блоки, направляющие втулки и стабилизирующие узлы. имеют каналы подвода продувочного агента.

На чертеже показан общий вид стабилизатора.

Стаоилизатор включает корпус 1, снабженный резьбовыми концами для соединения со штангами бурового става и шарошечным долотом.

В трех продольных пазах 2 корпуса 1 размещены стабилизирующие узлы 3, каждый из которых включает ось 4 с надетой на нее боковой цилиндрической шарошкой

5 и двумя опорными олоками 6, заключающими концы оси 4, зафиксированные от проворота в опорных блоках 6 фиксаторами 7. Опорные блоки имеют направляющие втулки 8, подвижно установленные и радиально расположенные, которые жестко присоединены к корпусу 1. В опорных блоках

6 имеются центровочные отверстия 9, снабженные уплотнениями 10, вмещающие направляющие втулки 8. В корпусе 1 выполнено отверстие 11, в направляющих втулках имеются продольные отверстия 12, соединенные с радиальным отверстием 13, в опорных блоках 6 имеются отверстия 14, а в осях 4 — сквозные продольные отверстия

15 и радиальные сверления 16. Отверстия

11, 12, 13, 14, 15, 16 при сборке соединяются, образуя систему подвода продувочного (промывочного) агента из центрального осевого канала 17 в корпусе 1 к трущимся поверхностям оси 4 и шарошки 5. Между опорными блоками 6 и корпусом 1 в радиальном направлении размещены упоры 18 из упруго-диссипативного материала.

Опорные блоки имеют также ограничители радиального перемещения 19, жестко связанные с корпусом 1, которые ограничивают перемещение стабилизирующих уз" лов 3 в сторону увеличения диаметра. Расположение упоров 18 и ограничителей 19 обеспечивает в собранном виде заданную величину зазора 20 между опорными блоками 6 и корпусом 1 в смонтированном стабилизаторе.

Стабилизатор работает следующим образом.

При сборке стабилизатора, геометрические размеры упоров 18 и ограничителей

19 обеспечивают наружный диаметр стабилизатора по выступающим частям боковых

4 цилиндрических шарошек 5 несколько большим диаметра буримой скважины. Благодаря этому при входе стабилизатора в скважину шарошки 5 плотно прижаты к стенкам скважины, а упоры 18 имеют небольшое предварительное сжатие. В процессе бурения при обкатывании боковых цилиндрических шарошек 5 по стенкам скважин поперечная переменная нагрузка, воспринимаемая шарошкой 5, передается через ось 4 жестко соединенным с ней опорным блокам 6, имеющим возможность перемещения под воздействием этой нагрузки вдоль радиальных направляющих стержней 8 на величину заданного зазора 20.

При этом упоры 18 из упруго-диссипативного материала сжимаются на ту же величину. Таким образом поперечная колебательная нагрузка передается буровому ставу и далее на станок через упруго-диссипативный материал упоров, что обеспечивает гашение энергии поперечных колебаний.

Упруго-диссипативные свойства материала (коэффициент жесткости, коэффициент демпфирования, геометрические размеры толщина упоров 18, величина заданного упругого зазора 20) должны выбираться из расчета максимальных радиальных нагрузок, зависящих от типа станка, режимных параметров, глубины бурения. Сжатый воздух (или промывочная жидкость) из центрального осевого канала 17 стабилизатора через отверстия 11 в корпусе, через отверстия 12 и 13 в направляющих стержнях 8 и далее через отверстия 14 в опорных блоках 6 и отверстия 15 и 16 в осях 4 поступает к трущимся поверхностям осей 4 и шарошек 5 для их очистки и смазки. Наличие уплотнений 10 обеспечивает отсутствие утечек сжатого воздуха в подвижном соединении опорных блоков 6 и направляющих стержней 8.

Предлагаемое техническое решение, обеспечивающее отсутствие зазора между шарошкой и стенкой скважины и наличие виброизолирующих упруго-диссипативных упоров между опорными блоками стабилизирующих узлов и корпусом стабилизатора, позволит получить дополнительное снижение поперечных колебаний бурового става и вибраций станка по сравнению с известными конструкциями жестких стабилизаторов, то есть позволит увеличить эффективность работы стабилизатора. При этом за счет упругого опирания стабилизирующего узла на корпус стабилизатора будут улучшены условия работы трущейся пары— ось-шарошка, что позволит существенно увеличить долговечность самого стабилизатора.

Формула изобретения

1. Стабилизатор, преимущественно шарашечный, включающий корпус с пазами, в

827748

Составитель В. Родина

Техред И. Пенчко

Редактор Т. Авдейчик

Корректор О. Силуянова

Заказ 731/6 Изд. № 313 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 которыми установлены стабилизирующие узлы с опорными блоками, и упругие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стабилизации бурового става, опорные блоки имеют ограничители радиального перемещения и подвижно установленные и радиально расположенные направляющие втулки, причем упругие элементы размещены между опорными блоками и корпусом.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йся тем, что направляющие втулки и стабилизирующие узлы имеют каналы подвода продувочного агента.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3907048, кл. 175 — 325, опубл. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

10 № 646027, кл. E 21В 17/10, 1973.