Снаряд для ударно-вращательного бурения

Ой ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СоФЗ Йоветскнм Социалистийескии Республик(21)1493069/2 22) За 21 Ь 5/00 21 Ь 3/06 с присоединением заявки -осударстаенный нонитеСовета Министров СССРоо делая изобретенийи открытий(72) Авторы изобретения А.А. Павличенко и А.Я. Фроло 71) Заявител 4) СНА УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО Известны снаряды длл ударно = вращательного Оуренил скважин, содержащие корпус, приводной вал, связанный при помощи косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, и порщень боек, шток которого сйабжен верхним порщнемр Расположенным В камера ОДфд нако указанные снаряды недостаточно надежны в эксплуатации из=за наличия в них пружин, ломающихся после небольщого срока работй.Предлагаемый снарлд отличаетсл от известных тем,что полости камеры Верхнего поршня гидраВличес ки, соединены соответственно поддощневая с камерой ведущего поршня, а недпорщневал с замкнутой кольцевой полостыв, выполненной В кОРПУсер и с каналомр в котоРОм размещен йлунжер, свлзанный с пру-1ретение относится к уст: длл ударно=ВращательнОго Офяных и газовых скВажиной ведущего порщнл. дто способ ствует повыщенив Эксплуатационной надежности устройства.На Фиг. 1 показан снаряд длл ударно=вращательного бурения скважин общий вид и разрез по А-А; на еиг. е - клапаниые рвгулятор снаряда.Снаряд для ударно=вращательного бурения скважин имеет корпус 1, внутри которого находлтсл электродвигатель 2, механизм преобразования вращательного движенил в возвратно поступательное, состоящий из косой шайбы 3 с серповидным пазомФ, ведущего поранл 5 с гидростатической патой 6 ведомого поршня 7 и соединенный через щток 8 с молотком 9, а также наковальня 10. В качестве силовой пружины, при помощи которой нанослтсл удары молотком 9 по наковальне 10, используетсл сжатое маслО Заклщченное в кольцевой юь мере 11. Последнлл посредством3канала сообщается с камерой 12, расположенной над поршнем 7. Ведущий поршень 5 с гидростатической пятой 6 прижимается к косой шайбе 3 при помощи пружины 13 и ь пдунжера 1 Ф, приводимого в действие от масла, сжатого в кольцевойкамере 11.Снаряд соединяется с бурильными трубами, оборудованными токо- подводом, прй помощи резьбы 15 на верхнем конце корпуса 1 а для присоединения к токоподводу служит кабельный наконечник 16. Буровое долото приворачивается к резьбовому наконечнику 17 наковальни 10. Электродвигатель 2, механизм преобразования вращательного движения в возвратно=поступательное, 6 так- ю же молоток 9 и верхняя часть наковальни 10 помещены в заполненный маслом корпус 18.Необходимо для нормальной работы снаряда небольшое избыточное дав- з ление масла по отношению к действующему в скважине давлению промывочной жидкости создается "раздуваемой" резиновой диаФрагмои 19 трубчатой ормы.Промывочная жидкость подается с поверхности по буровым трубам и пропускается через снаряд по кольцевому каналу, образованному между корпусами 1 и 18. В нижней части 35 снаряда промцвочйая жидкость напра вляется в осевой канал наковальни 10, а оттуда - в долото. Крутящий момент передается с корпусов и на наковальню и долото действующим в 40 масле шестигранным или другого типа (например шлицевым) скользящим соединением. Наковальня и долото могут несколько смещаться вдоль оси снаряда.Клапанный регулятор (см.фиг.2) представляет собой клапан 20 с хвостовиком. К нему подведены три канала, причем канал 21 сообщает клапан 20 с внутренней полостью снаряда, где давление уравновешено с затрубным, канал 22 связывает клапан с камерой 23, а канал 2 Ф - с камерой П.Величина давления, обеспечивающего предварительную затяжку жидкостной пружины, по достижении которого клапаном 20 прерывается поступление сжатого масла в камеру жидкостной пружины, определяется геометрическими размерами канала 21, диаметрами поршня 7 и штока 8, а также массой и величиной ускорен 4ния молотка 9, возникаащвго при подъеме вго над наковальней 1 ц.Снаряд для ударно=вращательного бурения скважин жботавт следующим оеразом.Перед запуском снарц несколь- ко приподнимается над завоем, и под действием силы веса наковальня 10 с молотком 9 занимают крайнее нижнее положение. В таком положении камера 23 сообщается каналом 25 в штоке 8 с масляной полостью снаряда.При включении электродвигателя подпружиненный ведущий поршень 5 совершает возвратно поступатель ные движения. Вниз его толкает косая шайба 3, а вверх - пружина 13. Число двойнйх ходов соответствует числу оборотов вала электродвигателя, При этом ведомый поршень 7 с молотком 9 остаются неподвижными, поскольку камера 23 сообщается каналом 25 с масляной полостью снаряда, и под ведомым поршнем 7 нв развйвается необходимое для подьема молотка давление.Для того, чтобы молоток 9 начал двигаться и наносить удары по наковальне 10, снаряд с включенным электродвйгателем спускают в скважину и прижимают долото к забою. При продвижении снаряда к забою скважины корпуса 18 и 1 сдвигаются относительно неподвижных наковальни 10 и молотка 9 и канал 25 закрывается. С момента закрытия канала молоток поднимается над наковальней и падает на нее.Пока гидростатическая пята б скользит по участку поверхности косой шайбы 3 без серповидного паза, ведущий поршень 5 совершает двйжение сверху вниз, а через масло, заключенное между поршнями 5 и 7, последний движется вверх. Вместе с поршнем 7 поднимается молоток 9. Во время этого хода сжимается масло, заключенное в кольцевой камере 11, и происходит зарядка силовой жйдкостной пружины.В положении, когда гидростатиче ская пята 6 наезжает на серповидный паз М ( см. сечение А-й на Фиг. 1) и камера 23 сообщается с масяяной полостью снаряда, не встречая больше противодействия со стороны камеры 23, поршень 7 вместе со штоком 8 и молотком 9 под действием жидкости, сжатой в каерв П, опускается к наковальне О, и молоток 9 наносит по ней5удар. Затеи совершается следующий подъем молотка 9 с зарядкой жидкостной пружины и выполняется новый удар по наковальне 10; далее удары по наковальне повторяются. ьЗо время ударов долото дрихимается к забою скважины и вращается вместе со снарядом, который приводится во вращение с поверхности бурильными трубами от ротора фо 4 уровой установки3 самом начале первого подьема молотка 9 жидкостная прухина не оказывает сопротивления, т.е. при первом подъеме молотка она не имеет предварительной затяжки.жидкостная пружина в предлагаемом сна ряде действует подобно металлической пружине с предварительной затЯ .хкой, что осуществляется дри помощи клапанного регулятора в начальной стадии работы, пропускающего некоторое количество жидкости под давлением из камеры 23 в каме-ру 11 жидкостной пружины. Затем впуск жидкости прекращается и возобновляется только для компенсации пропуска масла через неплотности в посадках поршней и в других местах. 6При установившемся давлении жидкостной пружины металлическая друзина Ц выключается оказывается схатой 3, так как движение ведущего порая 5 вверх и прижатие гидростатической пяты б к косой шайбе 3 производятся плунхером 14, действующим за счет давления жид- кости, сжатой в камере 11. Предмет изобретенияСнаряд для ударно-вращательного бурения, содержащий корпус, приводной вал, связанныйпри помощи косой шайбы и шаровой опоры с подпружиненным ведущим поршнем, и поршень-боек, шток которого сйабхен верхним поршнем размещенным в камере отличающимися тем,что, с целью повышения эксплуатациойной надежности, полости камеры верхнего поршня гидравлически связаны соответственно подпоршневая с камерой ведущего поршня, а надпоршневая-с замкнутой кольцевой полостью, выполненной в корпусе, и с каналом, в котором размещен йлунхер, свя- занный с пружиной ведущего поршня.С "- В.ВЭОрОдОа РедакторНЛОРЧ 9 НКОТехред Е,СВНИН 8 Корректор Ц Ящцдщдд Заказф 4 Изд, Мфй тнражЬЬ 5 ПодвнсвоеЩЗИИПИ Государственного комнтета Совета Мнннстров СССРпо дедам нзобретеыий н открмтнвМосква, ИЗЮ, Раушская наб., 4Предирнатие Пвтентэ, Москва, Г.69, Бережковская наб., М