Центратор для буровых штанг

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к устройствам, используемым для обеспечения точного направленного бурения скважин путем центрирования бурового снаряда. Сущность изобретения: центратор для буровых штанг содержит корпус, состоящий из двух полумуфт, посаженных на оси и охватывающих в проточке штангу, в которой выполнено радиальное отверстие. Корпус снабжен радиально расположенными направляющими элементами, выполненными в виде планок, жестко и симметрично закрепленных на корпусе. При этом к планкам присоединены удлиненные на 5-10 мм относительно планок эластичные пластины с помощью винтов и шайб. Причем отверстия в эластичных пластинах под винты выполнены в форме эллипса. 3 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении направленных скважин.

Известен центратор [1] включающий центральный ствол с подшипником в виде колец, расположенных в проточках центрального ствола, фонарь которого, состоящий из втулки, ограничителей и обойм, в которых с помощью пальца, шайбы и шплинта устанавливаются лопасти из обрезиненного металлического сердечника.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и отсутствие технологичности, так как установка центраторов должна производиться при рассоединении штанг и буровой снаряд с частью штанг нужно поддерживать в скважине с помощью дополнительных устройств, а при подъеме бурового снаряда возможен резкий удар центратора о корпус буровой установки, что может привести к аварии.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является направляющее устройство для буровых штанг [2] включающее корпус с раздвижными упругими опорами, соединенные со штангой посредством подшипника, причем опоры выполнены в виде двух полуобойм, в которых установлены скобы.

Недостатком этого устройства является быстрый износ скоб, контактирующих со стенками скважин, особенно в абразивных породах. Значительно усложнена конструкция устройства из-за необходимости применения переходной штанги с увеличенной толщиной стенки, а следовательно, уменьшением живым (внутренним) сечением бурового става, что приводит, кроме того, к дополнительным потерям давления сжатого воздуха. При применении воздушных пневмоударников, например, М-48 и др. в воздушный поток сжатого воздуха автоматически маленькими порциями равномерно подается масло для смазки трущихся частей, поэтому в применении подшипника нет необходимости.

Целью изобретения является повышение долговечности и упрощение конструкции. Цель достигается тем, что в центраторе для буровых штанг, включающем корпус, состоящий из полумуфт с упругими раздвижными направляющими опорами, концентрично установленных и соединенных на штанге в проточке, в которой выполнено радиально отверстие, направляющие выполнены в виде жестко закрепленных на корпусе планок с эластичными пластинами, установленными с возможностью радиального перемещения относительно полумуфт.

Снабжение корпуса центратора направляющими элементами, выполненными в виде эластичных пластин (например, транспортерной ленты), совмещенных с укороченной на 5 10 мм планкой, жестко закрепленной на корпусе, позволяет фиксировать колонку штанг устойчиво по центру скважины. При этом боковая поверхность пластин контактирует с поверхностью скважины и по мере износа пластины на контакте возможно ее передвижение по радиусу.

Наличие перечисленных отличительных признаков ведет к приемлемости эксплуатации устройства и к достижению цели повышению долговечности работы и упрощению конструкции устройства.

На фиг.1 изображен центратор со штангой и направляющие элементы; на фиг. 2 штанга с центратором, продольный разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1.

Центратор содержит корпус, состоящий из двух полумуфт 1 и 2, посаженных на оси 3 и 4 и охватывающих в проточке 5 штангу 6, в которой выполнено радиональное отверстие 7. Корпус снабжен радиально расположенными (не менее четырех) направляющими элементами, выполненными в виде планок 8 жестко и симметрично закрепленных на корпусе, например, с помощью специального крепежного элемента 9. При этом к планкам 8 присоединены удлиненные на 5-10 мм относительно планок эластичные пластины 10 с помощью винтов 11 и шайб 12. Причем отверстия в эластичных пластинах под винты выполнены в форме эллипса.

Центратор работает следующим образом.

После забуривания скважины 13 на глубину пневмоударника и одной штанги, в проточку 5 штанги от пневмоударника закрепляют центратор, а после бурения на длину второй штанги в проточку устанавливают второй центратор. Таким образом создают жесткую базу по длине колонны буровых штанг равную длине пневмоударника и двух штанг, которая способствует предотвращению искривления буримых скважин. Кроме того, в абразивных породах при бурении дополнительно устанавливают центраторы с целью уменьшения износа буровых штанг при контактировании со стенками скважин. После бурения нисходящей скважины, например на глубину 70 м, производят подъем колонн штанг в полуавтоматическом режиме. Благодаря тому, что длина эластичных пластин больше длины планок на 5-10 мм с обеих сторон, удар центратора о корпус станка смягчается и при этом не нарушается целостность направляющих элементов центратора.

При бурении следующей скважины под коронку диаметром 105 мм (новая коронка) устанавливают центратор с диаметром 104 мм. При этом предварительно откручивают на 3 5 оборотов винт и под боковую плоскость пластины на контакте с корпусом проталкивают жесткую прокладку. Винты до отказа закручивают и центратор готов для дальнейшей работы.

Отработка параметров предлагаемого устройства производиться на шахте Шерегешского рудоуправления по НПО "Сибруда".

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволит: повысить долговечность направляющих элементов за счет перемещения эластичных пластин, упростить конструкцию за счет ликвидации пазов в корпусе устройства, повысить надежность центрирования и работы центратора.

Формула изобретения

Центратор для буровых штанг, включающий корпус, состоящий из полумуфт, с упругими раздвижными направляющими опорами, концентрично установленными и соединенными на штанге в проточке, в которой выполнено радиально отверстие, отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде жестко закрепленных на корпусе планок с эластичными пластинами, установленными с возможностью радиального перемещения относительно полумуфт.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3