Раздвижной расширитель

Полезная модель относится к буровой технике и может быть использована для проходки скважин в неустойчивых породах. Раздвижной расширитель, содержащий цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову, содержащую армированные твердосплавными вставками вкладыши свободно установленные с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах, расположенных под углом от периферии к центру головы расширителя, при этом образующие радиальных направляющих пазов прямолинейны, а стенки направляющих пазов не параллельны друг другу. Техническое решение, приведенное в данной полезной модели, позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин, снизить трудоемкость процесса бурения скважины и упростить конструкцию раздвижного расширителя, что повышает его надежность.

Полезная модель относится к буровой технике и может быть использована для проходки скважин в неустойчивых породах.

Известен раздвижной расширитель для проходки скважин имеющий цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову с выполненными в ней расточками сложной формы, имеющими в нижней части колодцы, в которых посредством пальцев закреплены, с возможностью поворота относительно оси пальца, армированные твердосплавными вставками вкладыши.

Недостатком данного раздвижного расширителя, с закрепленными в колодцах посредством пальцев армированными твердосплавными вставками вкладышами, является сложность его изготовления, ненадежное крепление армированных твердосплавными вставками вкладышей в голове расширителя, что ведет к их частой потере в скважине и значительным затратам времени на извлечение расширителя из скважины и его ремонт.

Технической задачей предполагаемой полезной модели является повышение эффективности и стабильности бурения скважин, а также повышения надежности расширителя за счет упрощения конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в конструкции раздвижного расширителя, включающей цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову, содержащую армированные твердосплавными вставками вкладыши, согласно полезной модели, армированные твердосплавными вставками вкладыши свободно установлены с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах, расположенных под углом от периферии к центру головы расширителя, при этом образующие радиальных направляющих пазов прямолинейны, а стенки направляющих пазов не параллельны друг другу.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин и упростить конструкцию раздвижного расширителя по сравнению с прототипом, что повышает его надежность и ведет к уменьшению трудозатрат при бурении скважины.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения и рисунками, где на Фиг.1 показан раздвижной расширитель со сведенными вкладышами (вид спереди), на Фиг.2 показан раздвижной расширитель со сведенными вкладышами (вид сбоку), на Фиг.3 показан раздвижной расширитель с разведенными вкладышами (вид спереди) и на Фиг.4 показан раздвижной расширитель с разведенными вкладышами (вид сбоку).

Раздвижной расширитель (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4) состоит из цилиндрического хвостовика 1, головы 2, армированной твердосплавными вставками 3 и вкладышей 5 армированных твердосплавными вставками 4, которые свободно установлены с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах 6, расположенных под углом от периферии к центру головы 2, при этом образующие радиальных направляющих пазов 6 прямолинейны, а стенки 7 направляющих пазов 6 не параллельны друг другу. В цилиндрическом хвостовике 1 и голове 2, выполнены каналы 8, а на наружной боковой поверхности головы 2 - продольные открытые каналы 9.

Раздвижной расширитель работает следующим образом.

Раздвижной расширитель, размещенный внутри обсадной трубы, своим цилиндрическим хвостовиком 1 закрепляется на буровом ставе (не показано). При этом вкладыши 5 армированные твердосплавными вставками 4 находятся в сведенном состоянии (Фиг.1, Фиг.2) и удерживаются в этом состоянии стенкой обсадной трубы. Обсадную трубу с размещенным в ней расширителем устанавливают рабочее положение, упирая в грунт. На расширитель передается крутящий момент с одновременным нанесением ударов по торцу цилиндрического хвостовика 1, который передается на голову 2. Под действием ударов и крутящего момента твердосплавные вставки 4, расположенные на вкладышах 5, свободно установленных, с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях, в направляющих пазах 6, расположенных под углом от периферии к центру головы 2, с прямолинейными образующими и непараллельными стенками 7 вступают в работу, разрушая породу, и забуриваясь в забой скважины, образуют пионерную скважину. При этом обсадная труба упирается краем в грунт и не углубляется в забой скважины, позволяя голове 2 раздвижного расширителя выйти из нее, и освободив при этом вкладыши 5. Вкладыши 5, выйдя из обсадной трубы под воздействием ударов о забой скважины и крутящего момента придаваемого раздвижному расширителю, раздвигаются в радиальном направлении по направляющим пазам 6 (Фиг.3, Фиг.4). Одновременно с этим дополнительно к твердосплавным вставкам 4 вкладышей 5 в работу вступают твердосплавные вставки 3 головы 2. Голова 2, раздвинув вкладыши 5, расширяет пионерную скважину до наружного диаметра обсадной трубы. Край обсадной трубы начинает взаимодействовать с выступом 10 вкладышей 5 и под действием вибрации и собственного веса происходит погружение обсадной трубы в скважину.

Для удаления разрушенной породы из рабочей зоны забоя скважины через открытые продольные каналы 9 в рабочую зону забоя скважины подают сжатый воздух через продольные каналы 8.

После окончания бурения раздвижной расширитель приподнимают от забоя, при этом его голова 2 сводится следующим образом: вкладыши 5, упираясь выступом 10 в край обсадной трубы, сдвигаются к центру по направляющим пазам 6 и расширитель свободно вынимается из обсадной трубы.

Размещение радиальных направляющих пазов 6 под углом от периферии к центру головы 2, а также выполнение образующих направляющих пазов 6 прямолинейными и стенок 7 направляющих пазов 6 непараллельными, не позволяет установленным в них вкладышам 5, самопроизвольно выйти из направляющих пазов 6 в осевом и радиальном направлениях и их потере при транспортировке, хранении, монтаже, демонтаже и т.п. раздвижного расширителя. И при этом, позволяет вкладышам 5 свободно перемещаться в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах 6 в необходимых для работы расширителя пределах.

Использование предложенных усовершенствований в конструкции раздвижного расширителя позволяет повысить эффективность и стабильность бурения скважин, снизить трудоемкость процесса бурения скважины и упростить конструкцию раздвижного расширителя, что повышает его надежность.

Источник информации:

1. Патент, JP 6010582 A, 18.01.1994 г.

Раздвижной расширитель, содержащий цилиндрический хвостовик, армированную твердосплавными вставками голову, содержащую армированные твердосплавными вставками вкладыши, отличающийся тем, что армированные твердосплавными вставками вкладыши свободно установлены с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях в радиальных направляющих пазах, расположенных под углом от периферии к центру головы расширителя, при этом образующие радиальных направляющих пазов прямолинейны, а стенки направляющих пазов не параллельны друг другу.