Бур ударно-вращательного действия

(51)5 Е 21 В 7 ЕТЕНИ 54 исследовабурению ке скваих горконстр ашинос В.Н.Ео ев, В, и Г.В. кторскии ох оения жин больщого дных породах удсабом. Цель -кре амет тел о-в по,Теренироконосо бура,величен дежности и сти говечн полыи го рабодричего размеьню (Н) ты, Бур включаеский корпус 1,щен ударник (У).8)тельство ССС В 7/24, 1981 нутри котор 2, и иакова Фее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ПНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4268411/24-03 (22) 2606,87 (46) 07,02.90, Бюл, (71) Всесоюзный нау тельский и проектно институт нефтяного (72) С.П.Мельников, И.М.Розин, Л.П.Андр тьев, В,Ф.Алексиков (53) 622.243.955(08 (56) Авторское свид Кф 1002499, кл. Е 21 О-ВРА 1 ЦАТЕПЬНОГО ДЕЙСТ(57) Изобретение относ скважин, в частности к1541367 3. Корпус 1 жестко соединен с переходником 10. К верхней части У 2 прикреплены плашки 6 механизма поворота долота 7, соединенного с Н 3. Нач5 рабочеи трубе 5 Н 3 закреплены плашки 8, которые могут взаимодействовать с плашками 6 и вместе с ними образуют механизм поворота долота 7. Винтовые выступы 12 У 2 опираются на ответные выступы 13 Н 3. Винтовые выступы 12, 13, У 2 и Н 3 обраэуют ударный механизм бура. Плашки 6, 8 установлены с возможностью поворота вокруг своей оси. При вращении бу Изобретение относится к области бурения скважин и, в частности, к проходке скважин большого диаметра в крепких горных породах ударно-вращательным способом.Цель изобретения - увеличение 25 КПД бура, надежности и долговечности его работы.На фиг.1 дан бур ударно-вращательного действия, продольный разрез; на фиг.2 - плашка поворотного механизма бура, вид в аксонометрии; на Фиг.3 - сечение А-А на Фиг.1.Бур ударно-вращательного действия включает корпус 1 (фиг.1), внутри которого размещен ударник 2, приспособленный к взаимодействию с нако;вальней 3. Ударник снабжен грузома наковальня - рабочей трубой 5, К верхней части ударника 2 прикреплены плашки 6 механизма поворота до лота 7, соединенного с наковальней 3.На рабочей трубе 5 наковальни 3 закреплены плашки 8 (фиг. 1, 3), которые могут взаимодействовать с плашками 6 и вместе с ними образуют ме ханиэм поворота долота 7. Корпус 1 жестко соединен с колонной бурильных труб 9, т.е. колонна бурильных труб 9 соединена через переходник 10 с опорной трубой 11, а переходник 10 жестко скреплен с корпусом 1. Опорная труба жестко соединена с переходником, на боковой его поверхности выполнены шлицевые пазы, через которые с помощью ответных выступов55 или через подшипники качения осуществляется подвижное (шлицевое) соединение переходника с ударником 2, которое передает последнему вращерильных труб 9 груз 4 У 2 вместе сУ 2 начинает вращаться, а Н 3 удерживается силами трения от вращения,В результате этого зубья У 2 перемещаются по зубьям Н 3, и У 2 с грузом 4 и плашками б поднимается навысоту зуба, Когда вращающийся У 2поднимается на полную высоту зуба,в следующее мгновение он срываетсяс зуба и наносит удар по Н 3, Приэтом плоскости плашек 6, 8 соприкасаются, и рабочая труба 5, а также Н 3 и долото 7, вовлекаются вовращение. 3 ил. ния от корпуса 1 и позволяет ему приэтом перемещаться вдоль оси бура.На нижней торцовой части ударника 2имеется один или несколько винтовых выступов 12, имеющих наклонныеповерхности вращения.Винтовые выступы 12 ударника 2опираются ца ответные выступы 13 наковальни 3, Винтовые выступы 12 и 13,ударник 2 и наковальня 3 образуютударный механизм бура. Плашки 6 и 8поворотного механизма выполнены сплоскими рабочими поверхностями, наклонными под углом порядка Ь к веротикали (Фиг. и 2). В приводимомна фиг.1 примере выцолцения изобретения ведущие плашки 6 (т.е. плашкиударника) выполнены плавающими,т.е, они могут поворачиваться на небольшой угол вокруг своей оси, чтообеспечивает полное прилегание рабочих поверхностей плашек поворотного механизма во всех Фазах перемещения ведущей плашки б по. вертикали.Суть изобретения це измецится,если сделать плавающимице ведущие,а ведомые плашки 8 (т,е, плашки, закрепленные. на рабочей трубе 5 наковальни 3) .В предложенной конструкции крепление плашек 6 к ударнику 2 осуществляется посредством вставки основания плашки 6 (фиг.2) в круглое отверстие 14 в теле ударника 2, Приэтом сохраняется воможность поворота плашки б ца некоторый угол вокругоси отверстия 14, куда вставляетсяоснование 15 плашки 6,Возможность выскакивания плашкиб из отверстия предотвращается5 154замковым устройством типа байонетно го. Для этого плашка 6 имеет выступы 16, которые при установке плашкив отверстие взаимодействуют с соответствующими выточками 17 в телеударника 2 и при повороте плашки на90 ф надежно предотвращают выпадениеплашки из отверстия 14, не препятствуя при этом проворачиванию плашки 6 в обоих направлениях на угол,требуемый для сохранения полногоконтакта между рабочими плоскостями плашек 6 и 8,Работа предлагаемого устройстваосуществляется следующим образом. руэ 4 ударника 2 соединен с бурильными трубами 9 через шлицевой узел, что дает возможность ударнику перемещаться вдоль оси на высоту зуба.При вращении бурильных труб 9 груз 4 ударника 2 вместе с ударником также начнет вращаться, а наковальня 3 будет удерживаться силами трения от вращения, вследствие чего зубья б ударника 2 будут перемещаться по зубьям наковальни 3 и ударник 2 с грузом 4 и плашками Ь будет подниматься на высоту зуба. На фиг,1 показан момент, когда вращающийся ударник 2 поднялся на полную высоту зуба и в следующее мгновение сорвется с него и нанесет удар по наковальне3, К этому моменту плашка 6 ударника поднимается на уровень плашки 8 рабочей трубы 5 наковальни 3. Как только ударник 2 начнет падать, плоскости плашек 6 и 8 соприкоснутся, и рабочая труба 5, а вместе с ней наковальня 3 и долото 7, будут увлечены во вращение., которое будет продолжаться до тех пор, пока ударник 2 не упадет в нижнее положение, при котором плашка 6 опустится вниз и выйдет из зацепления с плашкой 8. За это время долото 7 провернется на некоторый угол и цикл будет повторяться до тех пор, пока не прекратится вращение инструмента., При детальном рассмотрении взаимодействия плашек 6 и 8,осуществляющих поворот долота 7, следует учитывать, что контакт рабочих поверхностей должен происходить под углом, достаточным для нейтрализации сил трения, препятствующих перемещению плашек 6 относительно плашек 8.13676 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 Расчеты показывают, что даже при норманьной работе бура усилия контакта между плашками 6 и 8 настолько велики, что при вертикальных рабочих поверхностях силы трения могут превышать силы, заставляющие ударник падать, в результате чего произойдет либо зависание ударника, либо резкое снижение КПД удара.Очистка забоя при бурении с применением бура ударно-вращательного действия может осуществляться различными способами. В приводимом примере выполнения изобретения предусмотрена подача очистного агента по кольцевому пространству двойной бурильной колонны и далее по кольцевому пространству, между корпусом бу ра и ударным механизмом.После этого воздух очищает забой от шлама и выносит его через центральный канал бура и внутреннюю трубу двойной бурильной колонны на поверхность,Предлагаемая конструк ия бура ударно-вращательного действия имеет несомненные преимущества перед известной конструкцией в следующем;упрощается изготовление плашек механизма поворота долота;обеспечивается высокая точность прилегания рабочих плоскостей механизма поворота во всех положениях ударника (верхнем, нижнем, промежуточных);создается возможность наплавки рабочих поверхностей плашек с последующей их шлифовкой как в условиях производства, так и при ремонте.Это обеспечит многократное повышение надежности и долговечности механизма поворота долота и бура в целом. Формула изобретения Бур ударно-вращательного действия, включающий полый цилиндрический корпус, жестко соединенный с переходником, ударник и наковальню с соответствующими винтовыми выступами, расположенными с возможностью их взаимодействия между собой, и механизм поворота долота, выполненный из плашек, закрепленных соответственно на ударнике и наковальне с возможностью взаимодействия рабочими поверхностяии между собой, о т л и ч а --4 Составитель Л.Ищукинедактор В.Данко Техред М. Ходанич орректор С Шекм Под лис аж 487 Заказ 26 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 твенно рои ющийся тем, что, с целью увеличения КПД бура, надежности и долговечности его работы, рабочие поверхности.плашек выполнены наклонными, при этом плашки, закреплен"ные. на ударнике или на наковальне,установлены с возможностью поворотавокруг своей оси.