Устройство для бурения скважин

Устройство для бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11958653 Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190478 . (21) 2607160/22-03

151)М.Кп з

Е 21 С 13/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР во делам язобретеннй и открнтяй (23) Приоритет

Опубликовано 150982, Бюллетень ¹ 34 (53) УДК 622. 233..051 (088.8) Дата опубликования описания 150982

А.Н. Москалев, Б.N. Имаков, В. П. Кузьминский, С.В. Баламутенко, И.И. Кулишенко, Л.М. Хныкин и В.Ф. Васильченко (72) Авторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКАЖИ

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для вращательного бурения скважин.

Известны устройства для бурения скважин, выполненные в виде многоступенчатых буровых коронок, .сос-. тоящих из отдельных наборных секций, устанавливаемых на оправке и стягиваемых забурником f 13 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для бурения скважин, содержащее оправку, установленные на ней спиральные секции, резцы и эа- бурник (2).

Недостатком известных устройств является малая направленность буримой скважины,.возникающая в результате динамической неуравновешенности устройства при бурении в неоднородном массиве пород.

Цель .изобретения .- повыаение направленности буримой скважины за счет обеспечения динамической уравновешенности при бурении в неоднородном массиве.

Поставленная цель достигается тем, что каждая из секций снабжена регулировочным приспособлением, вы» полненным из плунжера, пружины и винта, размещенных в гильзе, установленной под углом к оси вращения устройства, и закреплена с возможностью поворота на оси, проходящей диаметрально через оправку, при этом на каждой секции эа резцами установлены боковые упоры. ,Кроме того, между оправкой и торцом каждой из секций установлено упругое уплотнение.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство в двух проекциях.

Устройство состоит иэ оправки 1, забурника 2, спиральных секций 3—

6, которые оснащены диаметрально расположенными резцами 7 и упорами

8 с регулированными прокладками 9.

Секции 3 - 6 снабжены балансиро20 вочными приспособлениями, включающими оси .10 балансирования, прохоцящие через оправку и ступицу каждой секции, и регулировочными приспособлениями, каждое из которых сос25 тоит из плунжера 11, пружины 12 и регулировочного винта 13, размещенных в гильзе 14, при этом регулировочные приспособления установлены в расточках корпуса секции

30 под углом к оси вращения. Полости

958653 между секциями и оправкой предохранены от п<падания разрушаемого массива установкой упругих резиновых уплотнений 15, которые позволяют поворот секции относительно оси 10.

Устройство для бурения скважин 5 работает следующим образом.

При бурении скважин в однородном массиве на диаметрально расположенные резцы 7 секций 3 — б, установленные в одной плоскости резания, 10 действуют равные силы, которые не создают перекосов секций относительно плоскости резания, в результате чего устройство сохраняет движение по заданному направлению под 15 действием силы подачи и крутящего момента, приложенных со стороны буровой машины.

При встрече резца с крепким включением в неоднородном массиве на секцию, например секцию б, действует отклоняющее возмущение, направление действия которого обусловлено геометрией заточки резца, контролируемого с крепким включением, в результате чего секция б через плунжер 12 преодолевает сопротивление пружины

13, установленной в гильзе 14, и разворачивается в сторону крепкого включения. По достижении контакта секции 6 через упор 8 со стенкой скважины давление опорной поверхности упора 8 о стенки скважины выравнивает нагрузки на резцах 7 секции б, в результате чего устройство не получает бокового смещения и его З5 движение в неоднородном массиве сохраняет заданное направление.

Для обеспечения срабатывания регулировочных приспособлений секций

3 — б на необходимый параметр раз- 40 рушения предполагаемого включения в забое скважины посредством винта

13 регулировочное приспособление настраивают на усилие срабатывания в зависимости от Радиуса установки 45 резцов 7 на секциях 3 — б. Срабатывание балансировочных приспособлений на секциях 3 — б происходит при достижении разности усилий на противоположных резцах-секций и преодолении сопротивления. пружины 12.

ПОследующий проворот секции нейтра, лизует поперечное возмущение действием бокового упора 8 на стенки скважины. В результате на стенки скважины действует сила, обеспечивающая выравнивание нагрузок на диаметральных резцах 7 секций 3 — б в плоскости резания и динамическое уравновешивание устройства. Чувствительность настройки балансировочного приспособления к срабатыванию обеспечивается установкой регулировочных приспособлений под углом к оси вращения в направлении действия равнодействующей сил со стороны резцов 7. Направление действия силы определяется геометрией резания резцов 7, которым снабжены секции 3 — б, .Поскольку спиральные секции 3 — 6 устройства образуют непрерывные шнековые лопасти, взаимодействующие с помощью резцов 7 по всему забою скважины, они имеют возможность относительного перемещения, уравновешивание нагрузок на резцах секций и чувствительность их к срабатыванию обеспечивается по всей поверхности забоя скважины, где возможно появление крепкого породного включения.

Формула изобретения

1..устройство для бурения скважин, содержащее оправку, установленные на ней спиральные секции, резцы и забурник, о т л и ч а ющ е е с я. тем, что, с целью повышения направленности буримой сква- жины за счет обеспечения динамической уравновешенности при бурении в неоднородном массиве, каждая из секций снабжена регулировочным приспособлением, выполненным из плунжера, пружины и винта, размещенных в гильзе, установленной под углом к оси вращейия устройства, и закреплена с возможностью поворота на оси, проходящей диаметрально через оправку, при этом на каждой секции за резцами установлены боковые упоры.

2 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между оправкой и торцом каждой из .секций установлено упругое уплотнение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 1427180, кл. Е 21 С, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 418608, кл. E 21 С 13/00, 1972 (прототип).

958653

8

Составитель Ю. Стрелов

Редактор А. Химчук Техред И.Гайду Корректор A. Ференц

Заказ 7002/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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