Бурова трубчаста колона

1. Бурова тр убчаста колона, що містить колону, яка складається із ланок, рознімно з'єднаних між собою, коронку з різальними елементами, кожна ланка колони містить трубу та з'єднувальні кільця, в яких рівномірно розташовані радіальні отвори, в які заведені фіксатори з різьбовими елементами, та містить упори й ущільнення, яка відрізняється тим, що в радіальних отворах в охопленому кільці зсередини встановлені приварні деталі з буртом, в кожній приварній деталі виконаний центральний наскрізний різьбовий отвір та концентрично йому кільцева осьова канавка, яка утворює конусний виступ посередині та конусний глухий отвір, а в о хоплюючому кільці встановлені фіксатори з конусною зовнішньою поверхнею та конусною внутрішньою проточкою, які стикуються зі стінками конусної кільцевої осьової канавки в приварній деталі, з іншого боку вздовж геометричної осі фіксатори мають східчасту циліндричну проточку і, в самому вузькому перерізі, центральний наскрізний отвір, в якому проходить гвинт, головка гвинта має кільцевий широкий поясок, яким він зафіксований від осьового переміщення в зоні, що обмежена з одного боку звуженням східчастої циліндричної проточки, а з іншого боку U 2 (19) 1 3 25786 27.05.2000р, клас МПК Е21В 17/02, в якому з'єднання обсадних і бурильних труб, включає дві кулачкові напівмуфти, виконані на кінцях труб, обичайку, радіальні прорізи, виконані в обичайці й в одній із труб, сполучні елементи й кріпильні деталі. Сполучний елемент виконаний у вигляді паралелепіпеда з голівкою й центральним отвором, а кріпильна деталь - у вигляді клина, при цьому на зовнішній поверхні кінця труби й внутрішньої поверхні обичайки виконані поздовжні пази, а кріпильна деталь має поздовжній проріз і виступи на кінці. Загальними суттєвими ознаками, є те що бурова трубчаста колона, включає кілька ланок труб рознімно з'єднаних між собою. Недоліками відомої конструкції, є збільшення зовнішнього перерізу колони у місці стиковки, підвищена небезпека зрізання кріпильної деталі, або її елементів у твердому гр унті і неможливість витягнути колону для подальшої роботи. Найбільш близька відома конструкція по патенту України на корисну модель №6224, опублікованому 15.04.2005р., клас МПК E02D5/00; E02D5/66 в якій описана обсадна колона, що включає коронку, кілька обсадних труб, рознімно з'єднаних між собою та з коронкою, кожна обсадна труба має циліндричну зовнішню деталь, та внутрішню повздовжню вставку. Коронка зроблена однією деталлю, в якій нижня частина з зубцями має зовнішній діаметр рівний зовнішньому діаметру обсадних труб, кожна обсадна труба має нижнє та верхнє кільця, що зварним швом з'єднані з внутрішньою циліндричною вставкою, на якій наварений повздовжній сталевий пруток, та рівномірно розташовані приварні півкільця, а на твірній що створена зовнішніми кромками півкілець встановлена зовнішня циліндрична деталь, яка приварена до кілець, а її вн утрішня поверхня контактує з півкільцями та стикується зварним швом на повздовжньому сталевому прутку, а між собою та з коронкою труби з'єднані комплектом різьбових деталей у рівномірно розташованих радіальних отворах виконаних в з'єднувальних елементах коронки та труб. З'єднувальним елементом коронки є циліндричне ступінчасте звуження довжиною 1/51/2 зовнішнього діаметру обсадних труб, цим звуженням коронка з'єднана з нижнім кільцем обсадної труби, причому, кільце охоплює звужену частину коронки по всій довжині. Зубці мають наплавку з високотвердого сплаву, і габаритний діаметр коронки по наплавленим швам перебільшує зовнішній діаметр обсадних труб. В радіальних отворах встановлені приварні деталі, ті що встановлені в охоплюючому елементі мають різьбовий отвір, а в охопленому - гладкий конічний отвір, в кожній різьбовій приварній деталі вкручений гвинт з конічною кінцівкою, яка стикується з отвором приварної деталі в охопленому елементі. Півкільця виконані з квадратного прутка та встановлені з нахилом до твірної циліндра від 70 до 85 градусів, кожне півкільце починаються коло поздовжнього прутка, з різних його сторін та сти 4 куються з іншим півкільцем на радіальне протилежній стороні. Загальними суттєвими ознаками, є те що бурова трубчаста колона включає кілька ланок колони рознімно з'єднаних між собою, та з коронкою з ріжучими елементами, кожна ланка колони містить трубу та з'єднувальні кільця, в яких рівномірно розташовані радіальні отвори в які заведені фіксатори з різьбовими елементами, та містить упори і ущільнювальня. Недоліками є ненадійність з'єднання ланок між собою, що створює загрозу неможливості витягнути для повторного використовування деталі обсадної колони, підвищене навантаження різьби фіксаторів, що обумовило великий діаметр різьбової частини, та призвело до підвищення сили необхідної для закручування та відкручування фіксаторів та все одне не завжди допомагає від пошкодження різьби. Метою корисної моделі є забезпечення максимально можливого перерізу виготовленої палі відносно перерізу свердловини за рахунок конструкції ланок колони, зменшення металоємності деталей колони та собівартості виготовлення, підвищення технологічності виготовлення та надійності в експлуатації. Бурова тр убчаста колона, згідно корисної моделі, включає коронку, кілька ланок колони, рознімно з'єднаних між собою та з коронкою, комплектами різьбових деталей у рівномірно розташованих радіальних отворах, зроблених у коронці та на кінцівках ланок у приварених до труби двостороннім зварювальним швом кільцях одне з яких є охоплюючим , а друге охопленим. Труби вигнуті з сталевого листа та зварені поздовжнім швом. В указаних отворах в охопленому кільці зсередини встановлені приварні деталі з буртиком. В кожній приварній деталі зроблений центральний наскрізний різьбовий отвір, та концентричне йому, кільцева осьова канавка, яка утворює посередині конусний виступ та конусний глухий отвір. В о хоплюючому кільці встановлені фіксатори з конусною зовнішньою поверхнею та конусною внутрішньою проточкою, які сполучаються з стінками конусної кільцевої осьової канавки в приварній деталі. З іншого боку вздовж геометричної осі фіксатор має ступінчату проточку і в самому вузькому перерізі центральний наскрізний отвір в який проходить гвинт. Головка гвинта має кільцевий широкий поясок який зафіксований від осьового переміщення в зоні, що обмежена з одного боку звуженням ступінчатої проточки, а з іншого шайбою, яка зафіксована пружним кільцем, що вставлене в кільцеву радіальну проточку в ступінчатій проточці фіксатора ближче до зовнішнього торця. На приварній деталі верхня частина конусного виступу має сферичну форму, та хрестовий надріз в площині геометричної осі на глибину від 30% до 60% висоти конусного виступ у у приварній деталі. В кожній ланці колони, верхнє (охоплюване) та нижнє (охоплююче) кільця з'єднані з трубою з плавним перехідом до внутрішнього діаметра труби. На верхньому (охопленому) кільці зроблене кільцеве розширення в яке упирається труба для зварювання, а з іншої сторони упирається нижнє 5 25786 охоплююче кільце при з'єднанні ланок бурової трубчатої колони. На охопленій частині кілець закріплені упори, які сполучаються з прорізами в охоплюючий частині кільця іншої ланки колони. Упори вставлені в фрезероване по їх розміру заглиблення в тілі кільця. На охопленому кільці зроблена кільцева канавка та вставлене ущільнювальне кільце. Зубці вставлені в прямокутні прорізи в нижньому торці коронки, мають наплавку з високотвердого сплаву, і закріплені по всьому контуру з відхиленням від осьового напрямку через одну, то ззовні, то усередину на кут від 5 до 30°. Відмітними суттєвими ознаками є те, що в указаних отворах в охопленому кільці зсередини встановлені приварні деталі з буртом, в кожній приварній деталі зроблений центральний наскрізний різьбовий отвір, та концентричне йому, осьова кільцева канавка, яка утворює конусний виступ посередині та конусний глухий отвір, а в охоплюючому кільці встановлені фіксатори з конусною зовнішньою поверхнею та конусною внутрішньою проточкою, які сполучаються з стінками конусної кільцевої осьової канавки в приварній деталі, з іншого боку вздовж геометричної осі фіксатор має ступінчату циліндричну проточку і в самому вузькому перерізі центральний наскрізний отвір, в який проходить гвинт, головка гвинта має кільцевий широкий поясок, яким він зафіксований від осьового переміщення в зоні, що обмежена з одного боку звуженням ступінчатої циліндричної проточки, а з іншого боку шайбою, яка зафіксована пружним кільцем, що вставлене в кільцеву радіальну проточку в ступінчатій циліндричній проточці фіксатора ближче до торця. Ріжучі елементи коронки, зубці, вставлені в прямокутні прорізи в нижньому торці коронки і закріплені по всьому контуру з відхиленням від осьового напрямку через одну, то ззовні, то усередину на кут від 5 до ЗО , та мають вставки з високотвердого сплаву. На приварній деталі верхня частина конусного виступу має сферичну форму, та хрестовий надріз в площині геометричної осі на глибину від 30% до 60% висоти конусного виступу у приварній деталі. Труби вигнуті з сталевого листа та з'єднані поздовжнім зварювальним швом, охоплююче та охоплене кільця приварені до труби двостороннім зварювальним швом, та кільця з'єднані з трубою з плавним перехідом до внутрішнього діаметра труби, охоплююче кільце має зовнішній діаметр, що дорівнює зовнішньому діаметру труби, та ступінчате заниження в місці стиковки з трубою, а на охопленому кільці зроблене кільцеве розширення, що дорівнює зовнішньому діаметру тр уби. На охопленому кільці закріплені упори, які сполучаються з прорізами в охоплюючому кільці іншої ланки колони, причому упори вставлені в фрезероване по їх розміру заглиблення в тілі охопленого кільця, та в межах заглиблення зроблений радіальний наскрізний отвір меншого розміру. На відміну від прототипу ознаками суттєвими у всіх випадках є те, що в радіальних отворах в охопленому кільці зсередини встановлені приварні деталі з буртом, в кожній приварній деталі зробле 6 ний центральний наскрізний різьбовий отвір, та концентричне йому, осьова кільцева канавка, яка утворює конусний виступ посередині та конусний глухий отвір, а в о хоплюючому кільці встановлені фіксатори з конусною зовнішньою поверхнею та конусною внутрішньою проточкою, які сполучаються з стінками конусної кільцевої осьової канавки в приварній деталі, з іншого боку вздовж геометричної осі фіксатори мають ступінчату циліндричну проточку і, в самому вузькому перерізі, центральний наскрізний отвір, в який проходить гвинт, головка гвинта має кільцевий широкий поясок, яким він зафіксований від осьового переміщення в зоні, що обмежена з одного боку звуженням ступінчатої циліндричної проточки, а з іншого боку шайбою, яка зафіксована пружним кільцем, що вставлене в кільцеву радіальну проточку в ступінчатій циліндричній проточці фіксатора ближче до зовнішнього торця. Ознаками суттєвими в окремих випадках є те, що ріжучі елементи коронки, зубці, вставлені в прямокутні прорізи в нижньому торці коронки і закріплені по всьому контуру з відхиленням від осьового напрямку через одну, то ззовні, то усередину на кут від 5° до 30°, та мають вставки з високотвердого сплаву. На приварній деталі верхня частина конусного виступу має сферичну форму, та хрестовий надріз в площині геометричної осі на глибину від 30% до 60% висоти конусного виступу у приварній деталі. Труби вигнуті з сталевого листа та з'єднані поздовжнім зварювальним швом, охоплююче та охоплене кільця приварені до труби двостороннім зварювальним швом, та кільця з'єднані з трубою з плавним перехідом до внутрішнього діаметра труби, охоплююче кільце має зовнішній діаметр, що дорівнює зовнішньому діаметру труби, та ступінчате заниження в місці стиковки з трубою, а на охопленому кільці зроблене кільцеве розширення, що дорівнює зовнішньому діаметру тр уби. На охопленому кільці закріплені упори, які сполучаються з прорізами в охоплюючому кільці іншої ланки колони, причому упори вставлені в фрезероване по їх розміру заглиблення в тілі охопленого кільця, та в межах заглиблення зроблений радіальний наскрізний отвір меншого розміру. Завдяки описаному рішенню: - забезпечений максимально можливий переріз виготовленої палі відносно перерізу свердловини за рахунок того, тіло стінок колони має незначний переріз у порівнянні з зовнішнім діаметром колони, що також зменшує металоємність деталей колони; - підвищена технологічність виготовлення та надійність в експлуатації, за рахунок того, що зубці коронки вставлені в прорізи і їх кінці виходять за межу товщини стінок деталей колони, а з'єднувальні елементи кілець ланок, забезпечують надійне з'єднання-роз'єднання ланок, та не збільшують зовнішні габарити і не зменшують внутрішні -у місці з'єднання, та завдяки збільшеної площі контактуючих поверхонь і розгрузки різьби від радіального навантаження забезпечена довговічність роботи. 7 25786 На фіг.1 зображений головний вид бурової трубчасто ї колони в зборі; На фіг.2 зображений виносний елемент А по з'єднанню ланок; На фіг.3 зображена виносний елемент Б по ущільненню та стопору; На фіг.4 зображений виносний елемент В; На фіг.5 зображений виносний елемент Г. Бурова трубчаста колона 1, що включає кілька ланок 2 колони 1, рознімно з'єднаних між собою, та з коронкою 3. Кожна ланка 2 колони 1 містить трубу 4 та з'єдн увальні кільця охоплене 5, та охоплююче 6, в яких рівномірно розташовані співвісні в зібраному вигляді, радіальні отвори 7 та 8. В отвори 7 заведені фіксатори 9 з гвинтами 10. На охоплених кільцях 5 встановлені упори 11 і ущільнювальне кільце 12. В ступінчатому отворі 8 в охопленому кільці 5 зсередини встановлені приварні деталі 13 з буртом 14, в кожній приварній деталі 13 зроблений центральний наскрізний різьбовий отвір 15, та концентричне йому, конусна осьова кільцева канавка 16, яка утворює посередині конусний виступ 17 та конусний глухий отвір 18. Фіксатори 9 з конусною зовнішньою поверхнею встановлені в охоплюючому кільці 6, та мають конусну внутрішню проточку 19. Цими поверхнями фіксатори 9 сполучаються з стінками конусної осьової кільцевої канавки 16 в приварній деталі 13. На приварній деталі 13 верхня частина конусного виступу 17 має сферичну форму, та хрестовий надріз в площині геометричної осі на глибину 40% висоти конусного виступ у 17. А з іншої сторони вздовж геометричної осі фіксатор 9 має ступінчату циліндричну проточку 20 і в самому вузькому перерізі центральний наскрізний отвір 21 в який проходить гвинт 10. Головка гвинта 10 має кільцевий широкий поясок 22. Гвинт за поясок 22 зафіксований від осьового переміщення в зоні, що обмежена з одного боку звуженням 21 ступінчатої циліндричної проточки 20, а з іншого- шайбою 23, яка зафіксована пружним кільцем 24, що вставлене в кільцеву радіальну проточку 25 в ступінчатій циліндричній проточці 20 фіксатора 9 ближче до торця. Ріжучі елементи коронки 3, зубці 26, вставлені в прямокутні прорізи в нижньому торці коронки 3 і 8 встановлені по всьому контуру з відхиленням від осьового напрямку через одну, то ззовні, то усередину на кут 15°, та мають вставки 27 з високотвердого сплаву. Тр уби 4 вигнуті з сталевого листа та з'єднані поздовжнім зварювальним швом, охоплююче 6 та охоплене 5 кільця, приварені до труби двостороннім зварювальним швом. Охоплююче 6 та охоплене 5 кільця мають конічні внутрішні розточки в місці з'єднання з трубою 4 з забезпеченням переходу під гострим кутом до внутрішнього діаметра труби 4. Охоплююче кільце 6 має зовнішній діаметр, що дорівнює зовнішньому діаметру труби 4, та ступінчате заниження 28 в місці стиковки з трубою 4, а на охопленому кільці 5 зроблене кільцеве розширення 29, що дорівнює зовнішньому діаметру тр уби 4. На охопленій частині охоплених кілець 5 закріплені упори 11, які сполучаються з прорізами 30 в охоплюючому кільці 6 іншої ланки 2 колони 1, причому, упори вставлені в фрезероване по їх розміру заглиблення 31 в тілі кільця, яке продовжується наскрізіним отвором 32 для можливості зварювання. Ущільнювальні кільця 12 вставлені в кільцеві канавки 33 на кожному охопленому кільці 5. В роботі ущільнювальні кільця 12 встановлюються в кільцеві канавки 33, охоплені кільця 5 ланок колони 2 та верхня частина коронки 3 вставляються в охоплюючи кільця 6 інших ланок 2 колони 1 до упору, при умові співпадіння стопорів 11 з прорізами 30, фіксатори 9 вставляються в кільцеву осьову канавку 16 в приварних деталях 13, загвинчуються гвинти 10, які при обжиманні фіксують ланки 2 колони між собою та з коронкою і стопоряться за рахунок пружної деформації частини з прорізами конусного виступу 17. При виконанні буріння зубці 26 коронки 3 прорізають грунт так, що тіло колони 1 проходить без високого навантаження від тертя об грунт. При витягуванні колони, гвинти 10 вивертаються, фіксатори 9 виходять з зачеплення, ланки 2 бурової тр убчастої колони 1 роз'єднуються. Заявник виготовив, випробував і використовує бурові тр убчасті колони описаної конструкції. 9 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 25786 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601