Устройство для планетарного бурения

)5 Е 21 О 1/06, Е 0 НИЯ ОПИСАН К АВТОРСКОМУ ИЗО СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Бишкекский политехнический институт (72) Л,Т.Дворников и И.Д.Шапошников (56) Авторское свидетел ьство СССР И. 1509534, кл, Е 21 О 1/06, 1987.Авторское свидетельство СССР М 580304, кл, Е 21 О 1/06, 1975,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОГО БУРЕНИЯ(57) Использование: в горном деле и строительстве, в частности в устройствах для образования горизонтальных скважин малого диаметра. Сущность изобретения: устройство содержит асимметричные относительно Изобретение относится к горному делуи строительству и может быть использованов устройствах для образования горизонтальных скважин малого диаметра.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройстваэа счет бурения скважин с обсадкой большой протяженности.На фиг.1 изображено устройство дляпланетарного бурения, продольный разрез;на фиг.2 - установка порадоразрушающегоинструмента на шпинделе; на фиг,3 - продольный разрез устройства в момент вывода породоразрушающих инструментов; нафиг.4 - положение инструмента относительно шпинделя после схода с него: на фиг,5 -сечение А-А на фиг,4,Устройство для планетарного бурениясодержит два породоразрушающих инструмента 1, установленных на шпинделях посредством шпоночных соединений 3,Ы 17985 продольной оси породоразрушающие инструменты, установленные на шпинделях. связанных с приводом вращения, установленным в корпусе, Инструменты установлены с возможностью осевого перемещения вперед при воздействии на их тыльные стороны, В обсадной трубке (или опалубке) передний торец служит упором для тыльных сторон породоразрушающих инструментов, При этом осевое усилие действует на них при перемещении корпуса назад, Породораэрушающие инструменты связаны со шпинделями посредством канатиков различнойдлины, что позволяет им после схода со шпинделей разместиться в скважине последовательно друг зэ другом и перемещаться без заклинивания. 5 ил. обеспечивающих фиксацию инструментов от действия тангенциальных усилий. Шпоночные пазы на инструментах сзади выполнены сквозными, Шпиндели 2 выполнены ступенчатыми, ступени которых образуют упоры позади инструментов для предотвращения. перемещения инструментов назад от действия осевых реактивных сил. Кроме этого, для гарантированного фиксирования инструмента на шпинделе от действия случайных осевых усилий, возникающих например при попадании инструмента в трещину, последний дополнительно зафиксирован на шпинделе йосредством упругого фиксатора, Для этого на шпинделе 2 выполнено сферическое углубление 4, а в инструменте выполнено глухое отверстие 5, в котором установлен палец б, имеющий сферический торец, Сферический торец пальца б находится в сферическом углублении 4 шпинделя 2, а на другой конец пальца действует пружина 7, создавая радиальное усилие прижатия пальца к поверхности углубпения 4.В торец шпинделя ввинчен винт 8, накотором посредством петли закреплен один 5конец канатика 9, Весь канатик уложенкольцами в расточке 10 на инструменте 1,Другой конец канатика закреплен на самоминструменте. Канатики 9 для различных инструментов имеют различную длину, Винт 8 10имеет ступенчатую головку. Спереди полость установки канатика (расточка 10) закрыта крышкой 11, закрепленнойстопорным кольцом 12. Расточка 10 с канатиком заполнена смазкой, а крышка 11 служит для предотвращения вытекания смазкии попадания шлама вовнутрь,Инструменты 1 установлены в рабочеморгане диаметрально друг другу, Шпиндели2 кинематически связаны с планетарным редуктором, установленным в корпусе 13 устройства для образования скважин. На этомустройстве установлена опалубка для образования обсадной оболочки, Передний торец опалубки является упором для тыльных 25сторон инструментов при их извлечении изскважины,Инструменты имеют асимметричныйпрофиль относительно продольной оси и, выполнены в виде продольно усеченных цилиндрическими поверхностями конусов.Это необходимо для складывания рабочегооргана, В состоянии, когда инструменты обращены усеченными сторонами внутрь, ра. бочий орган имеет диаметр наибольший, 35равный диаметру черновой скважины и наибольшему диаметру (наружному) опалубки14, Когда инструменты обращены усеченными сторонами наружу, рабочий орган имеетдиаметр несколько меньший внутреннего 40диаметра опалубки. Это свойство используется для ввода устройства в скважину, но неможет быть использовано для извлеченияего, так как отсутствует возможность точнойустановки инструментов в наименьший диаметр, или она весьма сложна для реализации в скважинах малого диаметра. Каждыйже инструмент имеет поперечный габаритменьше; чем внутренний диаметр опалубки.50Устройство для планетарного буренияработает следующим образом.Вращений от планетарного редукторапередается на шпиндели 2, обеспечивая ихвращение вокруг своих осей и вокруг оси 55устройства. В результате действия на забойинструментов 1 образуется круглая черновая скважина диаметром, равным внешнему диаметру 01 опалубки. Перемещаясьвперед вместе с устройством для образования скважины 13, опалубка 14 образует обсадную оболочку (фиг,3).При вращении шпинделей 2 с инструментами 1 последние испытывают действие тангенциальных и осевых сил, Шпоночные соединения 3 фиксируют инструменты от проворота их на шпинделях, т.е; от действия тангенциальных усилий. Осевые усилия, действующие при бурении, прижимают инструменты 1 к забою, предотвращая их сход со шпинделей вперед, а бурты на шпинделях, в которые упираются инструменты, предотвращают передвижение последних назад. Таким образом обеспечивается нормальная работа рабочего органа, Упругий фиксатор предотвращает действие случайных осевых усилий, действующих на инструмент и направленных вперед, Упругий фиксатор предотвращает действие случайных осевых усилий, действующих на инструмент и направленных вперед. Упругий фиксатор также возвращает инструмент назад, если последний все-таки сместился вперед на небольшую величину,Крышка 11 предохраняет полость с канатиками от попадания в нее шлама, из-за которого возможно заклинивание канатиков.При необходимости в ремонте инструментов 1, их замены или выводе устройства из глухой законченной скважины иэ нее можно выводить лишь устройство для образования скважины 13 с рабочим органом, оставляя на месте опалубку 14, так как выводу последней препятствует образованная ею оболочка, т.е, рабочий орган нужно пропустить через внутреннюю полость опалуб-ки диаметром 02.При отключенном приводе устройство 13 начинают подавать назад, вместе с которым перемещаются назад и шпиндели 2. При этом инструменты 1 упираются тыл ьными сторонами в передний торец опалубки 14, являющийся для них,упором. Когда осевое усилие превысит усилие пружин 7, торцы пальцев б выйдут иэ сферических углублений 4, что приводит к расфиксированию инструментов и далее - к сходу их со шпинделей, чему не препятствуют шпоночные пазы в инструменте, открытые сзади, В результате схода инструментов будут раскручиваться канатики 9 с выходом их из полости по оси отверстия в инструментах. Сошедшие со шпинделей инструменты свободно ложатся на дно скважины и далее связаны со шпинделями только канатиками 9 (фиг,4). Поскольку инструменты имеют диаметр, меньше диаметра 02 внутренней полости опалубки, тб они будут за канатиками втягиваться вслед за шпинделями в эту полость при дальнейшем продвижении назад устройства 13. Так как канатики имеют разную длину, то инструменты располагаются в полости последовательно друг, за другом, не заклиниваясь в ней, и в дальнейшем вытягиваются из опалубки и из обсаженной скважины беспрепятственно. (фиг.3),Винты 8 уводятся вместе со шпинделями 2, а крышки 11 остаются зафиксированными на инструментах 1.После завершения ремонта или замены инструментов они вновь устанавливаются на шпинделях 2. Для этого вынимается стопорное кольцо 12, вынимается крышка 11, вытягивают канатик со стороны крышки, приближая инструмент к шпинделю, затем, преодолев действие упругого фиксатора устанавливают инструмент на шпиндель, далее наматывают канатик на винт 8 и закрывают полость канатика крышкой 11.. Для ввода устройства 13 в скважину инструмент визуально позиционируют, включая привод вращения шпинделей на короткие промежутки времени, Установив инструменты усеченными сторонами наружу, вводят устройство в скважину и, достигнув забоя, включают привод вращения инструмента и продолжают бурить,По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более широкие экс 5 плуатационные возможности, так как онопозволяет проводить обсаженные скважины большой протяженности и малого диаметра.Формула изобретения10 Устройство для планетарного бурения,включающее привод вращения, породоразрушающие инструменты асимметричногоотносительно продольной оси профиля, установленные на шпинделях привода враще 15 ния, и обсадную трубу, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет бурения скважин большой протяженности с их обсадкой,обсадная труба снабжена упорами, разме 20 щенными с внутренней. стороны за породоразрушающими инструментами, при этомпоследние связаны со шпинделями посредством гибких связей различной длины и установлены с возможностью осевого25 перемещения при взаимодействии их тыльных частей с упорами,3798507 Фий Составитель Н.Шапошниковктор Т,Горячева Техред М.Моргентал Корректор А.Козори КНТ СС жгород, ул,Гагарина,льский комбинат "Патен ПроизводственноЗаказ 759 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 133035, Москва, Ж, Раушская