Расширитель горизонтальных скважин

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 200779 (21) 2799760/22-03с присоединением заявки Нов(51)М. КлЕ 21 В 7/20 Е 21 В 7/28 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий23,07,81 Куэбасский политехнический институт Министерствавысшего и среднего специального образования РСФСР(54) РАСЫИРИТЕЛЬ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН Изобретение относится к горномуделу, а именно к расширителям горизонтальных скважин,Известен рабочий орган, состоящийиз режущих ножей, диска, упорногоподшипника и загрузочных лопастей 11Недостаток этого расширителясложность его разборки в случаевозникновения аварийной ситуации.Известен также расширитель горизонтальных скважин, включающийсекцию шнекового бурового става,наружный цилиндр с режущими ножами,заднюю стенку и крестовину 2).Недостатком известного расширителя является необходимость протаскивания трубного кожуха после расширения скважины. Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей за счетсовмещения операций по расширениюскважины и протягиванию трубногокожуха,Поставленная цель достигаетсятем, что наружный цилиндр в поперечном сечении имеет форму овала,большая ось которого не меньше внутреннего диаметра трубного кожуха,а меньшая ось и высота наружного ци. линдра меньше внутреннего диаметратрубного кожуха, при этом крестови,на расширителя связана с трубнымкожухом посредством якорного механизма,Кроме того, большая полуось наружного цилиндра меньше радиусавращения периферийных режущих ножей,а якорный механизм выполнен в виде10 шлицевого вала, связанного посредством фиксируемой в осевом направлении шлицевой втулки, радиальных лучейи тангенциальных шпонок с трубнымкожухом.15 На фиг, 1 изображен предлагаемыйрасширитель, общий вид; на фиг.2вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - схемавписывания наружного цилиндра придемонтаже расширителя.20 Расширитель для бурения горизонтальных скважин состоит иэ соединенных между собой приемного цилиндрического лотка 1 с окном 2 и подшипниковой опоры 3. Приемный цилиндри 25 ческий лоток через соединительныйэлемент 4 соединен с инвентарнойобсадной колонной 5, размещеннойв пионерной скважине, прикрепленнойс другой стороны к невращающемуся30 корпусу подвижного ротора бурошнековой машины. Внутри опоры 3 установлен вал б, к которому со стороныприемного цилиндрического лоткакрепится секция шнекового буровогостава 7, а с противоположной стороны - задняя стенка 8 расширителя.Задняя стенка имеет овальную форму,К задней, стенке 8 прикреплен цилиндр 9, имеющий в сечении овалы.При этом большая ось периферийногоовала основания не меньше. внутреннегодиаметра кожуха (внутренний диаметр - 10это внешний диаметр минус толщинастенок), а меньшая ось меньше внутреннего диаметракожуха,Боковая поверхность цилиндраможет быть выполнена бочкообразной, 15. цилиндрической,тороидальной. Поэтомумаксимальный поперечный контур цилиндра выполнен вписанным в проходное сечение кожуха. К овальномуцилиндру 9 прикреплена передняястенка 10, которая выполнена с окнами, К передним граням окон (передние считаются по ходу вращения расширителя) прикреплены режущие ножи11, периферийная кромка которых выступает эа овал цилиндра таким образом,что большая полуось основания цилиндра меньше радиуса вращения периферийной кромки режущего ножа, Овальный цилиндр 9 имеет грунтонесущуюполость 12, образованную внутренними 30поверхностями передней и заднейстенокВысота наружного цилиндра9 (на чертеже показан буквой). )меньше чем диаметр прокладываемогокожуха; 35Такое выполнение й форма наружного цилиндра позволяет беспрепятственно вытаскивать его через кожух.На задней стенке цилиндра 9,укреплена, например с помощью болтов,крестовина 13, К крестовине с помощьюфланцев крепится шлицевой вал 14якорного устройства. На вал 14 посажена шлицевая втулка 15. Шлицеваявтулка 15 является опорой для подшипников 16. Стаканом подшипникового ф 5узла является луч 17 якорного устройства. К лучам 17 с помощьюболтов крепятся накладки 18. В рабочем состоянии лучи 17 и накладки18 сопряжены с тангенциальными шпонками 19, закрепленными противоположно друг другу на внутренней поверхности кожуха 20. Причем их высотатакая, что хорда, соединяющая противолежащие друг другу концы шпонок, 55больше высоты цилиндра 9. На шлицевом валу 14 имеется отверстие 21,в котором может быть размещен шкворень 22. Для передачи осевого усилияна лучи 17 якорного устройства шлице- овая втулка уперта в шкворень 22.Для исключения расклинивания цилиндра в торец кожуха (при его ориентации высотой перпендикулярно,продольной оси кожуха) расстояние б 5 между основанием цилиндра и торцом кожуха составляет не менее половины высоты цилиндра (расстояние на чертеже указано буквой Г ).Работа устройства осуществляется следующим образом.В случае поломки расширителя 1 нли по другой причине, вызывающейнеобходимость демонтажа расширителя, наПример встреча с валунами, забытыми строителями бетонными плитами и т.д. вытаскивается шкворень 22. Снимается накладка 16 и лучи 17 удаляются через кожух. После этого демонтируется шлицевой вал 14 и крестовина 13, которые также удаляются череэ кожух. Для демонтажа наружного цилиндра 9лоток 1 подают вперед (это можно осуществить машиной, так как лоток является секцией инвентарной обсадной колонны 5). Цилиндр 9 снимается при подачи лотка 1 с него. После снятия цилиндр 9 ориентируется. высотой Ь перпендикулярно продольной оси кожуха. Так как высота цилиндра и меньшая ось основания меньше, чем внутренний диаметр кожуха, а большаяось основания не меньше внутреннегодиаметра и поперечный контур цилиндра вписан в сечение кожуха, то цилиндр свободно удаляется через кожух. Монтаж расширителя осуществляется в обратном порядке,При бурении беэ протаскивания кожуха расширитель работает следующим образом.Вращательное и поступательное перемещение расширителю передается от буровой машины. Шкворень 22 извлекается из отверстия 21 шлицевого вала 14. Шпицевой вал свободно скользит по шлицам шлицевой втулки 15, не перемещая кожух.При работе расширителя по совмещенной схеме в отверстия 21 вставляется шкворень 22, при этом он сопряжен с торцом шлицевой втулки 15, конец которой выступает из лучей 17.формула изобретения1. Расширитель горизонтальных скважин, включающий секцию шнекового бурового става, наружный цилиндр с режущими ножами, заднюю стенку и крестовину,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет совмещения операций по расширению скважины и протягиванию трубного кожуха, наружный цилиндр в поперечном сечении имеет форму овала, большая ось которого не меньше внутреннего диаметра трубного кожуха, а меньшая ось и высота наружного цилиндра меньше внутреннего диаметра трубного кожуха, при этом крестови/ ф на расширителя связана с трубным кожухом посредством якорного механизма.2. Расширитель по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения заклинивания. наруж- " ного цилиндра в скважине, его боль 5. шая полуось меньше радиуса вращения периферийных режущих ножей.,3. Расширитель по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что якорный механизм выполнен в виде шлицевого вала, связанного посредством фиксируемой в осевом направлении шлицевой,втулки, радиальных лучей и тангенциальных шпонок с трубным кожухом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Лавров Г.Е., Саттаров ГХ. Механизация строительства переходов магистральных трубопроводов под авто" мобильными и железными дорогами. М., Недра, 1978, с.67-82.,рис.25.. 2. Авторское свидетельство СССР Р 592975, кл. Е 21 С 17/00, 1976,1