Буровой снаряд со съемным породоразрушающим наконечником

 

ОIlИСАНИЕ <ц

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалмстимеских республик

К АВТОРСКОМУ СЮИДВТВЛЬСТВМ (6!) Дополнительное н авт. сеид-ву (Я2) Заявлено 26. 12.74(2!) 2088886/03 с присоединением заявки ¹ (53) М. Кл.

Е 21 В 25/00 (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.06.78.Бюллетень №21

Государственный номнтет

Сонета Ннннстрав СССР

Ilo делам нзобрвтвннй н открытий (53) УДК 622.24. . 05 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 03.05.78 (Т2) Авторы изобретения

Е. В. Югов, Г. В. Михайлов, М. И. Исаев и А. Н. Ягодин (7!) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки (S4) БУРОВОЙ CHAPHQ CO CbEMHbIM ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИМ

НАКОНЕЧНИКОМ

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при проходке буровых скважин без подъема бурильной колонны для смены бурового наконечника.

Известны буровые снаряды со съемными породоразрушающими наконечниками, включающие внутреннюю и наружную трубы и фиксирующий узел (1) ..

Известен также оуровой снаряд со те съемным породоразрушаюшим наконечником, включающий внутреннюю и наружную трубы и фиксирующее устройство с подпружиненными плашками, установленными на внутренней трубе. Наружная труба в атом сна- та ряде передает вращение на рабочие секторы наружной буровой коронки, размещенные в торцовых пазах наружной трубы. Внутренняя труба, оснащенная внутренней буровой коронкой, получает вращение от наружной яф буровой коронки, с которой она связана посредством шпоночного соединения. Фиисирующий узел при этом препятствует осевому перемещению .бурового снаряда отн<» сительно бурильной колонны (2). 2е

Недостатком этого снаряда является то, что наличие расточки, как составной части фиксирующего узла, способствует возникновению ударов о ее выступы при транспортировке снаряда, а увеличение диаметра расточки под влиянием износа может привести к заклинке снаряда, чему также способ ствует износ других элементов внутренней перемещающейся части снаряда.

Кроме того, конструкция фиксирующего узла не предусмотрена для передачи момента с бурильной колонны на внутреннюю коронку, вследствие чего последняя посредством шпоночного соединения связана с наружной коронкой, которая и передает ей момент вращения, Такое соединение при значительной величине передаваемого Mîмента и ограниченных габаритах бурового снаряда является ненадежным. Ширина упругих пластин, несущих рабочие секторы, должна быть при атом достаточно большой.

Это уменьшает число рабочих секторов и как следствие рабочую плошадь торца коронки, при одной и той же ширине кольцевого торца.

3>

При ориентации наружной коронки для входа ее секторов в пазы торца наружной трубы связь наружной коронки с внутренней вызывает необходимость проворота вместе с наружной коронкой всего снаря- да азиною до 5 и, что особенно отрицательно влияет на надежность работы устройства.

Целью изобретения является повышение надежности за счет воэможности передачи вращающего момента через фиксирующее 10 устройство, Укаэанная цель достигается тем, что в предлагаемом буровом снаряде плашки установлены наклонно, а на внутренней поверхности наружной трубы выполнены шлицевые наклонные пазы, причем проекции смежных шлицевых пазов на плоскость поперечного сечения у их основания перекрывают друг друга не менее, чем на ширину плашки, а обращенная к шлицевому пазу поверхность плашки снабжена направляющим выступом, выполненны и подпружиненным.

На фиг. 1 изображен буровой снаряд, продольный разрез; на фиг. 2 - фиксирующий узел, разрез А-А фиг. 3; на фиг. 3— фиксирующий узел, разрез Б-Б фиг. 2; на фиг. 4 - фиксирующий узел, разрез В-В фиг. 2; на фиг. 5 — наружная труба, раэ реэ Г-Г фиг. 7; на фиг. 6 — план:ка; на .30 фиг. 7 - наружная труба, разрез П-Д фиг. 5; на фиг. 8 - плашки с направляющими выступами, общи"; на фиг. 9 - разрез Б-Е фиг. 8.

Буровой снаряд имеет породораэрушающий наконечник в виде раздвижной наружной коронки 1, которая имеет цилиндрический корпус 2 и упругие пластины 3 цангоВого типа, которые могут сдвигаться и раздвигаться в радиальном направлении. Коронка размещена между наружной трубой 4, которая представляет собой нижнюю часть бурильной колонны, и внутренней трубой 5, Внутренняя труба 5 выполняет роль съемного керноприемника и в нижней части оснащена пилотной: внутренней коронкой

6, а в верхней имеется пикообраэная головка 7, Наружная коронка соединена с внутренней трубой при помощи шпоночных выступов 8, входящих в продольные шпоночные пазы 9 внутренней трубы, Для передачи вращения от наружной трубы к внутренней трубе предусмотрено фиксирующее устройство, которое состоит из наклонных плашек 10, подпружиненных изнутри таким образом, что они стремятся выдвинуться наружу иэ наклонных окон 11 внутренней трубы. В рабочем положении плашка попадает в наклонный паэ 12 на внутренней поверхности наружной трубы. 60

Ориентирование плашки паза осуществляет. ся с помощью направляющего выступа 13, размещенного на нижней части плашки. Для перевода плашек из рабочего положения в транспортное (когда они убираются внутрь) служит подвижной стакан 14 с поперечным штифтом 15, который проходит внутри скошенных окон 16 в плашках.

Буровой снаряд работает следующим образом.

Под действием собственного веса и дополнительного усилия от давления промывочной жидкости съемную часть бурового снаряда доставляют к забою. При этом наружная коронка 1 выдвинута вперед относительно внутренней коронки 6 на максимальную величину, определяемую шпоночным пазом

9 и выступом 8. Упругие цанговые пластины 3 наружной коронки 1 в транспортном положении поджаты друг к другу в радиаль ном направлении, образуя габаритный раз» мер, меньший внутреннего диаметра наружной трубы 4. При переходе из транспортного положения, определяемого упором-на внутренней поверхности нижнего положения, определяемого упором на внутренней повер » ности нижней части наружной трубы 4, нижняя часть внутренней трубы 5 с внутренней коронкой 6 продолжает перемещаться вниз относительно наружной коронки 1 и раздвигает упругие цанговые пластины 3.

При этом направляющий выступ 13 плащ ки 10, перемещаясь вдоль оси снаряда, пересекает наклонный паз 12 и попадает в него под действием пружин, раздвигающих плашки. Затем направляющий выступ 13, перемещаясь далее вдоль наклонного паза

12, доходит до своего крайнего нижнего положения. При этом окно 11 с плашкой

10 полностью совмещается с одним из нак лонных пазов 12 и плашка 10 попадает в наклонный паз 12. Это соответствует рабочему положению бурового снаряда. Совмещение плашек 10 с пазами 12 обеспечивает передачу крутящего момента при бурении от наружной трубы 4 к внутренней трубе 5. Фиксирующее устройство также обеспечивает передачу осевой нагрузки от внутренней коронки 6 при бурении.

Извлечение керноприемника с коронками осуществляют оверштом, который при этом сцепляется с пикообразной головкой 7. При извлечении стакан 14 перемещается вверх, но внутренняя труба 5 продолжает оставаться на месте. При этом поперечный штифт

15 отталкивает скошенную поверхность окна 16 и плашка 10 вытягивается внутрь окна ll внутреннее трубы 5, выходя иэ паза 12 наружной трубы 4. Затем начинает перемещаться вверх внутренняя труба 5, тогда как коронка 1 продолжает находиться

609868

А-А

4 иг. 7

Риг. 2 в крайнем нижнем положении. Движение трубы 5 с коронкой 6 относительно коронки 1 происходит до момента упора нижней части шпоночного паза 9 в шпоночный выступ 8. При смещении трубы 5 с коронкой 6 относительно коронки 1 упругие цанговые пластины 3 освобождаются и сдвигаются радиально. Далее происходит извлечение на поверхность всей съемной части бурового снаряда обычным образом. 1О формула изобретения

1. Буровой снаряд со съемным породоразрушающим наконечником, включающий

15 внутреннюю и наружную трубы и фиксирую,цее устройство с подпружиненными плашками, установленными на внутренней трубе, отличающийся тем, что, с целью повышения наДежности за счет возможности

20 передачи вращающего момента через фиксирующее устройство, плашки установлены наклонно, а на внутренней поверхности наружной трубы выполнены шлицевые наклонные пазы, причем проекции смежных шлицевых пазов на плоскость поперечного сечения у их основания перекрывают друг друга не менее, чем на ширину плашки, à обращенная к шлицевому пазу поверхность плашки снабжена направляющим выступом.

2. Буровой снаряд по п. 1, о т и и ч аю ш и и с я тем, что направляющий выступ выполнен подпружиненным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент С ША № 36034 1 1, кл. 175-259, 1971, 2. Патент США № 3603413, кл. 175-261, 1971.

60986 8

A-A

Фиг. Р

Риг. 7

Составитель B. Никулин

Техред Н. Бабурка Корректор Н. Яцемирскаи

Редактор E. Братчикова

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

Заказ 2980/24 Тираж 734 Поди исн ое

° ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий

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