Пристрій для усунення прихоплень при бурінні

Реферат: Пристрій для усунення прихоплень при бурінні містить шпиндель, перехідники, циліндр з двома камерами різного перерізу, бойок, поршень і шток. Циліндричний бойок пристрою і нижній торець перехідника виконані заокругленими радіусом R  b/2 , де b - товщина їх стінок. На бойку встановлено циліндричну втулку з можливістю її пересування, з пружиною стиску, обмеженою знизу шайбою і гайкою, при цьому проміжок l між втулкою і бойком при стиснутій пружині становить 6-9 мм. UA 104433 U (12) UA 104433 U UA 104433 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до буріння нафтових і газових свердловин, а саме до пристроїв для усунення прихоплень колони бурильних труб та інструменту при бурінні. Відомий гідравлічний ударний механізм ГУМ, який складається з шпинделя, перехідників, циліндра з двома камерами різного перерізу, бойка, поршня і штока. Вся система пристрою герметизована і заповнена маслом. Для роботи пристрою від'єднують вільну частину колони від прихопленої. Потім натягують бурову колону з зусиллям, яке перевищує її вагу на 200…800 кН. Спочатку швидкість шпинделя з поршнем буде невеликою, тому що він рухається вгору, завдяки перетоку масла через три послідовних отвори. Пройшовши 213 мм, поршень заходить в циліндр з поздовжніми пазами. При цьому площа перетоку масла збільшується в 200 разів. Масло вільно перетікає вниз, а шпиндель розтягнутими трубами, які миттєво переміщаються вверх, бойком вдаряє по нижньому торцю шліцьового перехідника. Цей удар передається прихопленій ділянці через корпус циліндра і перевідник. [Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. - М.: Недра, 1988, с.229-230.] Недоліками конструкції є значні втрати потужності удару внаслідок великих гідравлічних опорів рухомих деталей конструкції в середовищі масла, при цьому втрати енергії пропорціональні квадрату швидкості їх переміщення, недостатня концентрація удару плоских поверхонь, а також мала тривалість удару. В основу корисної моделі поставлена задача суттєво підвищити ефективність роботи пристрою шляхом зменшення гідравлічних опорів рухомих деталей, підвищення концентрації і тривалості удару і можливості їх регулювання. Поставлена задача вирішується тим, що бойок пристрою і нижній торець перехідника виконані заокругленими радіусом R, який дорівнює половині товщини їх стінок, а на бойку встановлено циліндричну втулку з можливістю її пересування, з пружиною стиску знизу, яка обмежена шайбою і гайкою. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На фігурі 1 зображено виносний елемент пристрою в момент початку прискореного руху бойка 3. Він містить циліндричний перехідник 1, заокруглений радіусом R, з'єднаний з прихопленою ділянкою, масляну ванну 2, циліндричний бойок 3, заокруглений радіусом R, з'єднаний з трубами, які розтягують, при цьому в проточці бойка 3 встановлено втулку 4 з пружиною 5, яка через шайбу 6 гайкою 7 стискає пружину 5. Пристрій працює наступним чином. В момент повернення розтягнутих труб в початкове положення, вони миттєво з прискоренням переміщають бойок 3 вгору, при цьому втулка 4 стискає пружину 5. Бойок 3, проходячи шар масла 2, вдаряє по нижньому торцю перехідника 1, при цьому пружина 5, обмежена шайбою 6 і гайкою 7, розтискається і втулка 4 ударяє бойок 3 і перехідник 1, передаючи енергію удару прихопленій дільниці через корпус циліндра і перехідник. Виконання циліндричного бойка 3 пристрою і нижнього торця перехідника 1 заокругленими радіусом R=b/2, де b - товщина їх стінок, зменшує втрати потужності удару в рідині порівняно з плоскими поверхнями, орієнтовно в 1,5…1,8 рази, а також підвищує концентрацію удару. Удар плоскими поверхнями, враховуючи похибки їх виготовлення і встановлення, створює небажані бокові складові сили, які викличуть прискорене зношування посадочних поверхонь вузла. Встановлення на бойку 3 циліндричної втулки 4 з можливістю її пересування, з пружиною стиску 5 знизу, дозволить підвищити тривалість удару, що важливо для звільнення прихоплених ділянок. В початковий момент прискореного руху бойка 3 втулка 4 стискує пружину 5, яка обмежена шайбою 6 і гайкою 7, до моменту удару. При ударі бойка 3 і нижнього торця перехідника 1, пружина 5 і сили інерції забезпечують повторний удар втулки 4 по бойку 3. Віддаль l при стиснутій пружині становить 6…9 мм, яка розрахована з умови неперервності удару і перевірена на стендових випробуваннях. Встановлення шайби 6 і гайки 7 дозволяє регулювати віддаль l в ширшому діапазоні відносно вказаного, що важливо для налагоджування необхідної характеристики удару. Завдяки виконанню бойка 3 пристрою і нижнього торця перевідника 1 обтічними суттєво зменшуються втрати потужності удару в рідині, підвищується концентрація удару, а встановлення на бойку 3 циліндричної втулки 4 з можливістю її пересування, з пружиною стиску 5 знизу і шайбою 6 та гайкою 7, дозволить регулювати тривалість удару, що підвищить його потужність, а також надійність та ресурс роботи пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Пристрій для усунення прихоплень при бурінні, який складається з шпинделя, перехідників, циліндра з двома камерами різного перерізу, бойка, поршня і штока, який відрізняється тим, 1 UA 104433 U 5 що циліндричний бойок пристрою і нижній торець перехідника виконані заокругленими радіусом R  b/2 , де b - товщина їх стінок. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на бойку встановлено циліндричну втулку з можливістю її пересування з пружиною стиску, обмеженою знизу шайбою і гайкою, при цьому проміжок між втулкою і бойком при стиснутій пружині l становить 6-9 мм. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2