Бурова пустотіла шнекова колона з стартовим буром

1. Бурова пусто тіла шнекова колона з стартовим буром, в яких швидкорозбірне з'єднання штанг шнеків між собою та стартовим буром містить ніпель та муфту, в отворах стінки якої встановлені фіксатори з'єднання, ніпель та муфта зістиковані між собою поздовжніми пазами та виступами, між ніпелем та муфтою встановлені ущільнювальні елементи, яка відрізняється тим, що внутрішній канал колони та стартового бура сполучаються з порожниною свердловини через радіальний отвір у нижній частині стартового бура, ніпель на верхньому кінці стартового бура та штанг шнеків має наскрізний осьовий отвір, зовнішні шліци та кільцеву проточку, зістиковану з фіксаторами, в якій рівномірно розташовані радіальні різьбові отвори, та кільцевий упорний виступ, з боку якого під'єднані концентрично розташовані внутрішня тр уба та зовнішня труба, на якій розташована штаба лопаті шнека, що доходить до протилежної трубі кромки кільцевого упорного виступу, труби протилежними кінцями закріплені на муфті циліндричної форми, яка має внутрішні шліци в циліндричному ступінчатому концентрично розташованому отворі, з можливістю стикування з зовнішньою поверхнею ніпеля, і має рівномірно розташовані радіальні отвори-вікна навпроти кільцевої проточки в ніпелі, через які заведені та встановлені в кільцеву проточку в ніпелі фіксатори, штаба лопаті шнека доходить до кромки муфти, фіксатори виконані ступінчатими, з радіусами, що при розташуванні в робочому положенні відповідають розмірам кільцевої проточки ніпеля та поверхням муфти , з якими сполучаються фіксатори, фіксатори попарно зістиковані з розпірними елементами, що закріплені болтами, вгвинченими у різьбові отвори в ніпелі. 2 (19) 1 3 24362 ми та кільцевою проточкою, що стикується з фіксаторами. Корисна модель стосується конструкції бурових установок та обладнання для будівництва, а конкретно конструкції бурових колон. Відома конструкція по [авторському свідоцтву колишнього СРСР №794171 опублікованому 07.01.81р. у Бюлетені №1, клас МПК Е21В17/04], в якому описане з'єднання колонкових і порожніх шнекових труб, що включає частини труб, що сполучаються, і розміщені на їхній зовнішній поверхні спіральні елементи що сполучаються. З'єднання колонкових і порожніх шнекових труб, що включає частини труб, що сполучаються, і розміщені на їхній зовнішній поверхні спіральні елементи що сполучаються. Кінці спіральних елементів, що сполучаються, виконані у вигляді фланців, торці ділянок труб, що сполучаються, мають гвинтові уступи, кількість яких дорівнює числу спіральних елементів, що з'єднуються, висота вибирається зі співвідношення h=S/n, Де h - висота гвинтових виступів, мм; S - крок спіралей елементів, що сполучаються, мм; n - кількість спіральних елементів, що сполучаються. Фланець одного спірального елемента, що сполучається, має профільний виступ, а іншого відповідний йому паз. Загальними суттєвими ознаками, є те що з'єднання порожніх шнекових тр уб включає частини труб, що сполучаються, і розміщені на їхній зовнішній поверхні спіральні елементи. Недоліками відомої конструкції, є збільшення зовнішнього перерізу місця з'єднання по фланцу шнека, необхідність розміщення гвинтів на робочій поверхні шнеків та велика технологічна складність виконання профільних виступів та пазів на гвинтовій поверхні Відома конструкція описана в [патенті Російської Федерації №2287662, опублікованому 20.11.2006р. у Бюлетені №32, клас МПК Е21ВЗЗ/13; Е21В10/62, в якій система для буріння й введення текучої речовини в стовбур свердловини в підземному шарі, що містить трубчасту бурильну колону, на нижньому кінці якої є бурове долото, виконане з каналом, що проходить між внутрішнім простором бурильної колони над буровим долотом і простором свердловини, що є зовнішнім стосовно бурового долота, і із закриваючим елементом, що зсувається, призначеним для вибірного закриття каналу в положенні закриття, і інструмент для нагнітання текучої речовини, що має впускну частину інструмента й випускну частину інструмента, що сполучається по текучий речовині із впускною частиною інструмента, і виконаний з можливістю переміщення з положення, при якому він розташований усередині бурильної колони, у положення посадки, при якому випускна частина інструмента вже пройшла через канал і при якому впускна частина інструмента перебуває усередині бурильної колони й сполучається по текучий речовині із внутрішнім простором бурильної колони, причому інструмент для нагнітання текучої речо 4 вини постачений засобом, призначеним для зсуву закриваючого елемента з положення закриття. Засіб для зсуву закриваючого елемента з положення закриття включає сполучний засіб, призначений для виборчого приєднання інструмента для нагнітання текучої речовини із внутрішньої сторони бурильної колони до закриваючого елемента в положенні закриття. Бурове долото додатково містить промивне сопло долота й інструмент для нагнітання текучої речовини містить посадковий елемент, виконаний з можливістю перекриття проходу текучої речовини через промивне сопло долота, коли інструмент для нагнітання текучого середовища перебуває в положенні посадки. Інструмент для нагнітання текучої речовини являє собою цементувальний хвостовик з бурильних тр уб. Цементувальний хвостовик містить засіб для обробки цементу перед введенням його в стовбур свердловини для впливу на процес затвердіння цементу. Інстр умент для нагнітання текучої речовини являє собою інструмент для струминного очищення. Інструмент для нагнітання текучої речовини містить телескопічну трубу, розташовану між впускною частиною інструмента й випускною частиною інструмента. Канал має мінімальну площу поперечного перерізу, щонайменше 5кв.сант. Закриваючий елемент виконаний з ріжучими елементами, що утворюють загальну торцеву поверхню долота з іншими ріжучими елементами на торцевій поверхні долота, коли закриваючий елемент перебуває в положенні закриття. Бурове долото із закриваючим елементом, що перебуває в положенні закриття, по суті має форму звичайного бурового долота з полікристалічними алмазними ріжучими елементами або звичайного шарошечного бурового долота. Загальними ознаками, є те що система для буріння й введення текучої речовини в стовбур свердловини в підземному шарі, що містить трубчасту бурильну колону, на нижньому кінці якої є бурове долото, виконане з каналом, що проходить між внутрішнім простором бурильної колони над буровим долотом і простором свердловини, що є зовнішнім стосовно бурового долота, і із закриваючим елементом. Недоліками відомої конструкції є те, що зсувний цементувальний хвостовик підвищує складність виготовлення, а при експлуатації знижує надійність, так як переріз каналу така конструкція дозволяє виконати тільки зі значно меншим перерізом ніж переріз бурових штанг і текуча речовина може перекрити його при початку загусання, та виключене використання цементної рідини з твердими включеннями. Найбільш близька конструкція описана в[ патенті Російської Федерації №2249666, опублікованому у Бюлетені №10 від 10.04.2005р., клас МПК7 Е21В17/046], по якій швидкорозбірне конічне з'єднання шнеків, містить муфту, у стінках якої в отворах встановлені приварені втулки з фіксуючими болтами, ніпель, шпонкові з'єднання, що включають шпонки і пази. В стінках муфти виконані в од 5 24362 6 ній площині уздовж осі два шпонкових пази й два лений та приварений в наскрізному радіальному отвори, що виходять у них, під втулки з фіксуючиотворі в муфті. ми болтами, а в тілі ніпеля в тій же площині узРадіальні різьбові отвори виконані навпроти довж осі виконані два пази з нерухомо встановлесередин западин шліців ніпеля і штаба лопаті ними в них шпонками й два отвора під фіксуючи шнека радіальне обрізана навпроти середини заболти. падини шліца ніпеля, а з іншого кінця штанги шнеЗагальними суттєвими ознаками, є те що ка, штаба лопаті шнека обрізана в радіальному швидкорозбірне з'єднання штанг шнеків між собою напрямку навпроти середини зуба шліца муфти. та стартовим буром містить ніпель та муфту, в Зовнішня труба, має зовнішній діаметр рівний отворах стінки якої встановлені фіксатори з'єднанз діаметром упорного кільця ніпеля та діаметром ня, ніпель та муфта стиковані між собою поздовжмуфти, на ніпелі та муфті виконані кільцеві ступінніми пазами та виступами, між ніпелем та муфтою чаті заниження для під'єднання зовнішньої труби, встановлені ущільнювальні елементи. а для стикування з внутрішньою трубою, внутріНедоліками є ненадійність конструкції, так як шній діаметр якої дорівнює, концентричне розтамуфта і фіксатори на ній виступають за зовнішні шованому в ніпелі отвору, в ніпелі та муфті, викомежі штанги, фіксатор може зрізати, що призведе нані кільцеві ступінчати розширення, які до роз'єднання штанг, а муфта обмежує переріз дорівнюють товщині стінки труби. каналу для видаляння грунту між витками штаби Стартовий бур виконаний з двох концентричне шнеку. Осьове нагруження та обертальний момент розташованих труб закріплених зверху на ніпелі, сприймається на дві опори, що створює нерівномізнизу зовнішня труба заглушена знімно закріплерність нагруження з'єднання. Ущільнення захищає ним долотом з головкою конічної форми, та в зовтільки ззовні. нішній трубі виконаний радіальний отвір в якому Метою корисної моделі є забезпечення вигоприварений вихід внутрішньої труби, радіальний товлення технологічної в виготовлені, простої та отвір знаходиться нижче штаби лопаті шнека, на надійної в експлуатації конструкції шнекової колоякому встановлений обмежувальний лист, який ни, яка має незмінний переріз як ззовні, так і ін'єкстворює порожнину навпроти радіального отвору з ційного каналу, забезпечує надійність та міцність виходом в сторону протилежну напрямку робочого передачі навантаження в напрямку осі, та передаруху бурового шнека, на кінці зовнішньої труби, на чу крутильного моменту, при легкості багатократголовці конічної форми та на штабі лопаті шнека ного з'єднання та роз'єднання. встановлені самозагострювальні твердосплавні Бурова пустотіла шнекова колона та стартозубці, закріплені з можливістю обертання відносно вий бур в яких швидкорозбірне з'єднання штанг осі у втулці, а по зовнішній твірній на кромці штабу шнеків між собою та стартовим буром містить нілопаті шнеків бура виконана твердосплавна напель та муфту, в отворах стінки якої встановлені плавка, твердосплавні зубці виходять за зовнішню деталі що фіксують з'єднання, ніпель та муфта твірну шнека. Фіксатори виконані з циліндричними стиковані між собою поздовжніми пазами та виступроточками на кромках стикування до половини пами, між ніпелем та муфтою встановлені ущільсвого діаметра, якими вони попарно стиковані з нювальні елементи. Внутрішній канал колони та розпірними елементами що мають циліндричну стартового бура сполучаються з порожниною свеформу. рдловини через радіальний отвір у нижній частині Проточки під ущільнювальні кільця в ніпелі вистартового бура, ніпель на верхньому кінці стартоконані на кінці, біля упорного виступу і між шліцавого бура, та штанг шнеків має наскрізний осьовий ми та кільцевою проточкою для елементів що фікотвір, зовнішні шліци та кільцеву проточку стикосують. вану з фіксаторами, в якій рівномірно розташовані На відміну від прототипу ознаками суттєвими у радіальні різьбові отвори, та кільцевий упорний всіх випадках є те, що вн утрішній канал колони та виступ, з боку якого під'єднані, концентричне розстартового бура сполучаються з порожниною светашовані, внутрішня труба, та зовнішня труба. На рдловини через радіальний отвір у нижній частині зовнішній трубі розташована штаба лопаті шнека, стартового бура, ніпель на верхньому кінці стартощо до ходить до протилежної трубі кромці кільцевого бура, та штанг шнеків має наскрізний осьовий вого упорного виступу, труби протилежними кінотвір, зовнішні шліци та кільцеву проточку стикоцями закріплені на муфті циліндричної форми, яка вану з фіксаторами, в якій рівномірно розташовані має внутрішні шліци в циліндричному ступінчатому радіальні різьбові отвори, та кільцевий упорний концентричне розташованому отворі, з можливісвиступ, з боку якого під'єднані, концентричне розтю стикування з зовнішньою поверхнею ніпеля і ташовані, внутрішня труба, та зовнішня труба на має рівномірно розташовані радіальні отвори-вікна якій розташована штаба лопаті шнека, що дохонавпроти кільцевої проточки в ніпелі, через які дить до протилежної трубі кромці кільцевого упорзаведені та встановлені в кільцеву проточку в ніного виступу, тр уби протилежними кінцями закріппелі фіксатори, штаба лопаті шнеку доходить до лені на муфті циліндричної форми, яка має кромки муфти, фіксатори виконані ступінчатими, з внутрішні шліци в циліндричному ступінчатому радіусами, що при розташуванні в робочому поконцентричне розташованому отворі, з можливісложенні відповідні розмірам кільцевої проточки тю стикування з зовнішньою поверхнею ніпеля і ніпеля та поверхнями муфти з якими сполучаютьмає рівномірно розташовані радіальні отвори-вікна ся фіксатори, фіксатори попарно стиковані з розпінавпроти кільцевої проточки в ніпелі, через які рними елементами, що закріплені болтами вгвинзаведені та встановлені в кільцеву проточку в ніченими у різьбові отвори в ніпелі. Кожний зуб пелі фіксатори, штаба лопаті шнеку доходить до шліца муфти зроблений окремою деталлю, вставкромки муфти, фіксатори виконані ступінчатими, з 7 24362 8 радіусами, що при розташуванні в робочому побруду як ззовні, так і зсередини. ложенні відповідні розмірам кільцевої проточки На Фіг.1 зображений головний вид у зборі; ніпеля та поверхнями муфти з якими сполучаютьНа Фіг.2 зображений переріз А-А; ся фіксатори, фіксатори попарно стиковані з розпіНа Фіг.3 зображені ніпель та муфта в роз'єдрними елементами, що закріплені болтами вгвиннаному вигляді; ченими у різьбові отвори в ніпелі. На Фіг.4 зображений, переріз Б-Б; Відмітними ознаками суттєвими в окремих виНа Фіг.5 зображений переріз В-В; падках є те, що кожний зуб шліца муфти зроблеНа Фіг.6 зображений переріз Г-Г. ний окремою деталлю, вставлений та приварений На Фіг.7 зображений фіксатор 6; в наскрізному радіальному отворі в муфті. На Фіг.8 зображений вид Д на фіксатор 6. Радіальні різьбові отвори виконані навпроти Бурова пустотіла шнекова колона 1 в вузлах середин западин шліців ніпеля і штаба лопаті з'єднання штанг шнеків 2 між собою та стартовим шнека радіальне обрізана навпроти середини забуром 3 містить ніпель 4 та муфту 5, в отворах падини шліца ніпеля, а з іншого кінця штанги шнестінки якої встановлені фіксатори 6. Внутрішній ка, штаба лопаті шнека обрізана в радіальному канал 7 колони та стартового бура 3 сполучається напрямку навпроти середини зуба шліца муфти. з порожниною свердловини через радіальний Зовнішня труба, має зовнішній діаметр рівний отвір 8 у нижній частині стартового бура 3. Ніпель з діаметром упорного кільця ніпеля та діаметром 4 на верхньому кінці стартового бура 3, та штанг муфти, на ніпелі та муфті виконані кільцеві ступіншнеків 2 має наскрізний осьовий отвір 9, зовнішні чаті заниження для під "єднання зовнішньої труби, шліци 10 та кільцеву проточку 11 для сполучення з а для стикування з внутрішньою трубою, внутріфіксаторами 6. В кільцевій проточці 11 рівномірно шній діаметр якої дорівнює, концентричне розтарозташовані радіальні різьбові отвори 12. До кільшованому в ніпелі отвору, в ніпелі та муфті, викоцевого упорного виступу 13 ніпеля 4 під'єднані, нані кільцеві ступінчасті розширення, які рівні концентричне розташовані, внутрішня труба 15, та товщині стінки труби. зовнішня труба 16, на якій розташована штаба Стартовий бур виконаний з двох концентричне лопаті шнека 17, що доходить до протилежної розташованих труб закріплених зверху на ніпелі, трубі 16 кромці кільцевого упорного виступу 13. знизу зовнішня труба заглушена знімно закріплеТруби 15 та 16 протилежними кінцями закріплені ним долотом з головкою конічної форми, та в зовна муфті 5. Муфта 5 має циліндричну зовнішню нішній трубі виконаний радіальний отвір в якому форму, а у вн утрішньому ступінчатому концентриприварений вихід внутрішній труби, радіальний чне розташованому отворі 18, виконані внутрішні отвір знаходиться нижче штаби лопаті шнека, на шліци 19. Три рівномірно розташовані прямокутні якому встановлений обмежувальний лист, який радіальні отвори-вікна 20 які, коли шнекова колона створює порожнину навпроти радіального отвору з 1 зібрана, знаходяться навпроти кільцевої проточвиходом в сторону протилежну напрямку робочого ки 11 в ніпелі 4. Через отвори-вікна 20 заведені та руху бурового шнека. На головці долота та на встановлені фіксатори 6. Штаба лопаті шнеку 17 штабі лопаті шнека встановлені самозагострювадоходить до кромки муфти 5, фіксатори 6 виконані льні твердосплавні зубці, а по зовнішній твірній на ступінчатими: радіус поверхні 21 дорівнює радіусу кромці штабу лопаті шнеків бура виконана твердозовнішньої поверхні муфти 5, радіус поверхні 22сплавна наплавка, твердосплавні зубці виходять внутрішнього отвору муфти в зоні вікон, радіус за зовнішню твірну шнека. поверхні 23 - дорівнює радіусу кільцевої проточки Фіксатори виконані з циліндричними проточ11 у ніпелі 4. Фіксатори 6, попарно стиковані з розками на кромках стикування до половини свого пірними елементами 24, що закріплені болтами 25 діаметра, якими вони попарно стиковані з розпірвгвинченими у різьбові отвори 12 в ніпелі 4. ними елементами що мають циліндричну форму. Кожний зуб шліца 19 муфти 5 зроблений Проточки під ущільнювальні кільця в ніпелі виокремою деталлю, вставлений та приварений в конані на кінці, біля упорного виступу і між шліцанаскрізному радіальному отворі в муфті (див. ми та кільцевою проточкою що стикується з фіксаФіг.4). Радіальні різьбові отвори 12 виконані наторами. впроти середин западин шліців ніпеля 4 і штаба Завдяки описаному рішенню: лопаті шнека радіальне обрізана навпроти сере- забезпечена максимально можлива міцність дини западини шліца 10 ніпеля 4, а з іншого кінця конструкції, та зменшена металоємність деталей, штанги шнека, штаба лопаті шнека обрізана в раза рахунок розподілення навантаження у вузлах діальному напрямку навпроти середини зуба шліз'єднання; ца 19 муфти 5. - підвищена надійність і зручність в користуЗовнішня труба 16, має зовнішній діаметр рівванні при експлуатації, так як кілька деталей що ний з діаметром упорного кільця 13 ніпеля та діафіксують з'єднання утримуються різьбовими детаметром муфти 5, на ніпелі 4 та муфті 5 виконані лями які мають невеликий переріз, так як вони кільцеві ступінчаті заниження 26, 27 для під'єднанрозгружені від зайвого навантаження і дозволяють ня зовнішньої труби, а для стикування з внутрілегко роз'єднати секції бурових штанг; шньою трубою 15, внутрішній діаметр якої дорів- незмінний переріз каналу достатній для пронює, концентричне розташованому в ніпелі отвору ходу цементного розчину з твердими добавками та 9, в ніпелі та муфті, виконані кільцеві ступінчасті не має важкопрохідних участків, та відсутня необрозширення 28, 29, які дорівнюють товщині стінки хідність закривати додатковими елементами внутвнутрішньої труби 15. рішній канал; Стартовий бур виконаний з двох концентричне - ущільнення захищає елементи з'єднання від розташованих труб - вн утрішньої 30 та зовнішньої 9 24362 10 31, закріплених зверху на ніпелі 4, знизу зовнішня штанги шнека 2 та стартового бура 3. В отворитруба 31 заглушена знімно закріпленим долотом вікна 20 заводяться по два фіксатора 6 та розпірні 32 з головкою 33 конічної форми, та в зовнішній елементи 24, які закріплені болтами 25 вгвинчетрубі 31 виконаний радіальний отвір 8 в якому ними у різьбові отвори 12 в ніпелі 4. приварений вихід внутрішньої труби 30, радіальПри бурінні осьове навантаження сприймаєтьний отвір 8 знаходиться нижче штаби лопаті шнека ся фіксаторами, а крутильний момент сприймаєть34. На штабу лопаті шнека 34 та низ зовнішньої ся шліцевим з'єднанням, при вибиранні зазорів в труби 31 закріплений електрозварюванням обмешліцевому з'єднанні фіксатори без зайвого наванжувальний лист 35, який створює порожнину натаження переміщуються в проточці ніпеля, а при впроти радіального отвору 8, з ви ходом в сторону вибиранні зазорів між фіксатором і ніпелем та мупротилежну напрямку робочого руху стартового фтою від осьового навантаження шліцеве з'єднанбура 3. На головці долота 33 та на штабі лопаті 34 ня без зайвого навантаження переміщується, а встановлені самозагострювальні твердосплавні ущільнювальні кільця захищають від рідини та зубці 36, а по зовнішній твірній на кромці штабу бруду, як ззовні, так і зсередини, тому відсутня лопаті шнеків бура виконана твердосплавна нанеобхідність приганяти шліцеве з'єднання та фікплавка 37, твердосплавні зубці 36 виходять за сатори для перерозподілення навантаження. Пісзовнішню твірну штаби шнека. Фіксатори 6 виколя закінчення буріння бурова пустотіла шнекова нані з циліндричними до середини діаметра ступіколона підіймається, а через канал в колоні секцій нчатими проточками 38 на кромках стикування 39, шнеків 2 та стартового бура 3 подається бетонний якими фіксатори 6 попарно стиковані з розпірними розчин, який може мати підвищену в'язкість та елементами 24, що мають циліндричну форму. крупні тверди включення, так як переріз каналу Проточки 40 під ущільнювальні кільця 41 в нідостатній та не має важкопрохідних участків, а пелі 4 виконані на кінці, біля упорного виступ у і між завдяки карману, порожнина не забивається ґруншліцами та кільцевою проточкою для фіксаторів. В том при бурінні. роботі для збирання бурової пустотілої шнекової Заявник виготовив, випробував і використовує колони з стартовим буром, ніпелі 4 вставляються в бурові пустотілі шнекові колони описаної конструмуфти 5, в положенні яке забезпечує збіг кромки кції. штаби лопаті одної і другої штанг шнека 2, а також 11 24362 12 13 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 24362 Підписне 14 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