Пристрій для створення осьового навантаження

Реферат: Пристрій для створення осьового навантаження містить корпус з центральним каналом для подавання промивальної рідини, робочу камеру та дросель, розташовані з протилежних боків у верхній частині корпуса камери, кожна з яких має сполучений із переливним дроселем гідравлічний блок, виконаний з можливістю його обертання при заповненні промивальною рідиною та пов'язаний із замком дросельного типу, які разом утворюють шліцьовий повзун, на вихідному валу якого розташовано упорний ланцюговий контактний елемент, що виконаний з можливістю кутового переміщення під час радіального переміщення повзуна. Технічний результат: можливість регулювати величини осьового зусилля і швидкість переміщення рознімного корпусу в автономному режимі, за рахунок зміни подачі промивальної рідини буровим насосом в залежності від ступеня міцності порід, що руйнуються. UA 114966 C2 (12) UA 114966 C2 UA 114966 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до бурової техніки, а саме до пристроїв, призначених для створення осьового навантаження. Відомий пристрій для створення осьового навантаження, що містить дросель, клапан, пружини та інші елементи [Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: Недра. 1973. - С. 255-257]. Недоліками такого пристрою є значні подовжні розміри, що суттєво обмежують його рухомість, особливо у викривлених ділянках стовбура свердловини, та складність самої конструкції і роботи пристрою. Найбільш близьким по технічній суті та результату, що досягається, є пристрій для створення осьового навантаження, який містить корпус з центральним каналом для подавання промивальної рідини, робочу камеру та дросель [Авторское свидетельство СССР № 1728466; МПК Е21В 19/08, 1992 год.]. Недоліками такого пристрою є мала ефективність механізму його переміщення відносно забою свердловини та неможливість створення достатніх значень осьового навантаження в породах різного ступеня міцності за існуючої конструктивної схеми. У основу винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для створення осьового навантаження, в якому принципово інше конструктивне та технологічне виконання робочих органів забезпечує: створення умов для отримання потрібних величин осьового зусилля при проходженні порід середнього та високого ступеня міцності, можливість його ефективного використання як у випадку застосування стандартних бурильних труб, так і безперервної бурильної колони при спорудженні та ремонті свердловини, стабільність та ефективність акту руйнування порід, значне збільшення рейсової швидкості буріння, зниження зносу бурильних труб і за рахунок цього досягається інтенсифікація процесу будівництва свердловини при зниженні загальних витрат. Задача вирішується тим, що відомий пристрій для створення осьового навантаження, який має корпус з центральним каналом для подавання промивальної рідини, робочу камеру та дросель, згідно із винаходом, містить розташовані з протилежних боків у верхній частині корпуса камери, кожна з яких має сполучений із переливним дроселем гідравлічний блок, виконаний з можливістю його обертання при заповненні промивальною рідиною та пов'язаний із замком дросельного типу, які разом утворюють шліцьовий повзун, на вихідному валу якого розташовано упорний ланцюговий контактний елемент, що виконаний з можливістю кутового переміщення під час радіального переміщення повзуна. На фіг. 1 наведена загальна схема пристрою для створення осьового навантаження, де 1 рознімний в горизонтальній та вертикальній площинах корпус, який за допомогою верхнього перехідника 2 сполучений з бурильною колоною, а нижнього перехідника 3, пов'язаного з корпусом 1 монтажною гайкою 33 - із забійним двигуном. У кожній із верхніх та нижніх частин рознімного корпуса 1 пристрою, сполучених за допомогою втулки 13, виконано центральні 4 і 5 циркуляційні канали, обладнані дроселями 6, які складаються з кулькового клапана 7 і пружини розтягування 8. Пристрій встановлено на основі, що виконана у вигляді фланцевої кришки 10, в якій виконано канал 9 призначений для подавання промивальної рідини до забійного двигуна. В кожній з робочих камер 11, які розташовано з протилежних боків рознімного корпуса 1, розміщено шліцьовий повзун 12 оснащений поворотною пружиною 16, замковим елементом дросельного типу 15 і переливним дроселем 17, що складається з тарілчастого запірного елемента 18, пружини 19. Переливний дросель 17 за допомогою циркуляційного каналу 20 з'єднано із гідравлічним руховим блоком 21, який включає пару зубчастих коліс 22 та через систему каналів 24, 25 і 26 сполучений із фланцевою кришкою 10. Приводні вали 23 передають виникаючий крутний момент упорним ланцюговим контактним механізмам 27, що складається з великих 28 і малих 29 зірочок, сполучених кінематично інструментальними ланцюгами 32, на внутрішньому контурі яких розміщені робочі зубки 31, а на зовнішній - врубові зубки 32. На фіг. 2 наведено переріз пристрою для створення осьового навантаження по А-А, де 12 шліцьові повзуни, 15 - замкові елементи дросельного типа, 16 - поворотні пружини, 22 - пари зубчастих коліс, 23 - приводні вали, 28 - великі зірочки, 30 - інструментальні ланцюги, 32 врубові зубки. Пристрій працює наступним чином: включений до складу бурового снаряда пристрій спускають на забій свердловини; за допомогою верхнього перехідника 2 його рознімний корпус 1 сполучений з бурильною колоною, а нижнього перехідника 3 - із забійним двигуном. Після досягнення буровим снарядом забою свердловини і наступній його постановці, включається подача промивальної рідини; при її мінімальному значенні потік в усьому об'ємі прямує через центральні 4 і 5 циркуляційні канали, що виконані в рознімному корпусі 1 пристрою, а далі через дроселі 6, що складаються з кулькового клапана 7 і пружини розтягування 8, виходячи з яких він 1 UA 114966 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 за допомогою каналу 9 фланцевої кришки 10 спрямовується до забійного двигуна. Для безпосереднього включення в активну безперервну роботу самого пристрою подачі інструмента при руйнуванні порід середнього та високого ступеня міцності із використанням стандартної, а в особливості гнучкої бурильної колони, необхідно підвищити витрату промивальної рідини, що проходить через канали 4 рознімного корпуса 1. У зв'язку з тим, що пропускна спроможність дроселя 6 обмежена розмірами кулькового клапана 7 і жорсткістю пружини 8 та узгоджена із роботою шліцьових повзунів 12, створюється раціональне значення тиску в робочій камері 11 шліцьових повзунів 12. За таких умов відбувається висунення шліцьових повзунів 12 за контури сполучної втулки 13 рознімного корпусу 1, які переміщуються в похилих гніздах 14. Тиск, що створюється в робочій камері 11 сприяє переміщенню шліцьових повзунів 12 та йде на подолання опору поворотних пружин 16 замкових елементів дросельного типу 15, забезпечується контактною площею поверхні їх зіткнення з рідиною високого тиску. Крім того, відбувається спрацьовування переливного дроселя 17, що складається з тарілчастого замкового елемента 18 і пружини 19; при цьому промивальна рідина за допомогою циркуляційних каналів 20, виконаних в шліцьових повзунах 12, прямує в гідравлічні рухові блоки 21. У кожному із гідравлічних рухових блоків 21 відбувається перетворення гідравлічної енергії потоку промивальної рідини, за допомогою пари зубчастих коліс 22, в обертальний рух приводних валів 23. Після проходження промивальною рідиною зубчастих коліс 22 її потік за допомогою системи каналів 24, 25 і 26, наявних в рознімному корпусі 1 пристрою і нижньому перехіднику 3, з'єднуючись з основним потоком слідує через фланцеву кришку 10 до забійного двигуна. Радіальне переміщення шліцьових повзунів 12 до стінок свердловини є необхідною умовою роботи пристрою. Крім того, крутний момент, що виникає на приводних валах 23 залучає до обертання упорні ланцюгові контактні механізми 27, що складаються з великих 28 і малих 29 зірочок, сполучених кінематично інструментальними ланцюгами 30, на внутрішньому контурі яких розміщені робочі зубки 31, які сприяють виключенню прослизання ланцюгів відносно зірочок, а на зовнішній - врубові зубки 32, необхідні для розкріплення корпусу 1 пристрою в стовбурі свердловини та його переміщення по її стінках при поглибленні забою. При кутовому вторгненні врубових зубків 32 упорного ланцюгового контактного механізму 27 в стінки свердловини відбувається повне виключення можливості осьового переміщення пристрою у бік, протилежний до напряму просування забою. Це створює умови, що сприяють безпосередньому руху інструментальних ланцюгів 30 по стінках свердловини, при дотриманні на породоруйнівному інструменті необхідного осьового навантаження, тією мірою, що необхідна для її поглиблення. Конструкція пристрою дозволяє регулювати величини осьового зусилля і швидкість переміщення рознімного корпусу 1 пристрою в автономному режимі, за рахунок зміни подачі промивальної рідини буровим насосом в залежності від ступеня міцності порід, що руйнуються. Крім того, в пристрої передбачена можливість його оперативного поточного або капітального ремонту. Це можливо за рахунок від'єднання фланцевої кришки 10 від нижнього перехідника 3, самого перехідника від корпусу 1 за допомогою відгвинчування монтажної гайки 33, і нарешті розбирання рознімного корпусу 1 за рахунок випресовування сполучної втулки 13. Це значно спрощує монтажно-демонтажні роботи або заміну окремих елементів пристрою. Наявність як контактного механізму 28 саме інструментальних ланцюгів 30 дозволяє забезпечити значний ресурс роботи пристрою без підйому його на поверхню. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Пристрій для створення осьового навантаження, який містить корпус з центральним каналом для подавання промивальної рідини, робочу камеру та дросель, який відрізняється тим, що містить розташовані з протилежних боків у верхній частині корпуса камери, кожна з яких має сполучений із переливним дроселем гідравлічний блок, виконаний з можливістю його обертання при заповненні промивальною рідиною та пов'язаний із замком дросельного типу, які разом утворюють шліцьовий повзун, на вихідному валу якого розташовано упорний ланцюговий контактний елемент, що виконаний з можливістю кутового переміщення під час радіального переміщення повзуна. 2 UA 114966 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3