Устройство для создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент

 

Использование: в горной промышленности при бурении скважин. Сущность изобретения: устройство включает гидронагружатель в виде полого корпуса и установленного в корпусе поршня со штоком и скрепленный с гидронагружателем якорный узел, при этом гидронагружатель выполнен с сигнализатором крайнего положения поршня в корпусе в виде отверстия, выполненного в стенке корпуса, и с резьбовым элементом для подсоединения инструмента. Якорный узел выполнен в виде концентрично и с зазором для прохода промывочной жидкости закрепленной на буровой колонне трубы и размешенного на трубе эластичного рукава с герметично зажатыми на трубке концами с возможностью взаимодействия в рабочем положении устройства со стенками скважины. Полость рукава и полость буровой колонны сообщены между собой посредством штуцеров, установленных одними концами в стенке трубы, а другими - в стенке буровой колонны.1 з.п. ф-лы.2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для создания нагрузки на породоразрушающий инструмент при бурении скважины.

Известно устройство для создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, включающее гидронагружатель в виде полого корпуса, в котором установлены поршень со штоком, и жестко связанный с гидронагружателем якорный узел для фиксации устройства над забоем скважины, при этом гидронагружатель выполнен с сигнализатором крайнего положения поршня в корпусе, выполненным в виде отверстия в стенке корпуса и резьбовым элементом для присоединения забойного двигателя с долотом (авт. свид. СССР N 1514902, кл. E 21 В 19/08 1987).

Данное устройство имеет якорный узел корпус, в стенках которого размещены опорные элементы, выполненные поршнями, которые под действием гидравлического давления, перемещаясь, упираются в стенки скважины и фиксируют корпус от перемещения.

Описанная конструкция якоря очень сложна и практически не выполнима в малых диаметрах скважин. Кроме того, опорные элементы в мягких породах будут нарушать стенки скважин и могут привести к серьезной аварии.

Главная цель предлагаемого якоря исключение отмеченных недостатков, упрощение его конструкции и увеличение его надежности в работе. Предлагаемый якорь состоит из следующих основных деталей (фиг. 2): ствол 1, ребро 2, труба-сердечник 3, штуцер 4, рукав 5 и двух узлов крепления рукава, состоящих из седла 6, разрезанных колец 7 и зажимных патрубков 8. Концы рукава имеют оплетку 9 из стекловолокна, рассчитанную на восприятие осевого усилия и крутящего момента. Между стволом 1 и трубой-сердечником 3 на величину толщины ребра 2 имеется зазор для прохода жидкости от долота по затрубному пространству.

Забойный якорь работает следующим образом. За счет перепада давления, возникающего на участке гидронагружателя, забойного двигателя, долота и затрубного пространства, жидкость поступает из ствола 1 через штуцеры 4 в рукав 5. В последнем этот перепад давления жидкости распространяется на всю площадь внутренней части рукава 5 и он, раздуваясь, плотно прижимается к стенкам скважины.

Концы рукавов 5 плотно связаны с узлами крепления 6, 7, 8, а те в свою очередь с трубой-сердечником 3 через ребро 2 со стволом 1 и бурильными трубами. Таким образом, неподвижный контакт между стенками и вышележащими бурильными трубами обеспечивается полностью.

Благодаря наличию концентричного зазора между стволом 1 и трубой-сердечником 3 обеспечивается проход промывочной жидкости по затрубному пространству при расклиненном якоре. Общий вид устройства для создания нагрузки на породоразрушающий инструмент с предлагаемым якорем изображен на фиг. 1. Главное назначение якоря это применение его в компоновке с гидронагружателем и забойным двигателем для воспринятия реактивного крутящего момента и реактивного осевого усилия. Но за счет эластичности резинового рукава, он в какой-то мере выполняет роль амортизатора колонны бурильных труб, находящихся выше забойного якоря.

Кроме того, соединение якоря с гидронагружателем и забойным двигателем левого вращения может быть использовано для аварийных работ, взамен левых бурильных труб.

Формула изобретения

1. Устройство для создания осевой нагрузки на породоразрушаюший инструмент, включающее гидронагружатель в виде полого корпуса и установленного в корпусе поршня со штоком и скрепленный с гидронагружателем якорный узел, причем гидронагружатель выполнен с сигнализатором крайнего положения поршня в корпусе в виде отверстия, выполненного в стенке корпуса, и с резьбовым элементом для подсоединения породоразрушающего инструмента, отличающееся тем, что якорный узел выполнен в виде концентрично и с зазором для прохода промывочной жидкости, закрепленной на буровой колонне трубы, и размещенного на трубе эластичного рукава с герметично зажатыми на трубе концами с возможностью взаимодействия рукава в рабочем положении устройства со стенками скважины, при этом полость рукава и полость буровой колонны сообщены между собой посредством штуцеров, установленных одними концами в стенке трубы, а другими в стенке буровой колонны.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шток поршня гидронагружателя зафиксирован от проворота относительно его корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2