Расширитель скважин

наполнныхотоку кл. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ. СВ(54) (57) РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН,чающий корпус с отверстями длямывочной жидкости и шарнирно уленные на нем органы с режущимиментами, о т л и ч а ю щ и й стем, что, с целью увеличения этивности и надежности работы эпредотвращения выпадания шламадно скважины, рабочие органы выиены в виде лопастей, установлпод углом атаки к набегакщемужидкостиИзобретение относится к областирасширения скважин.Известен расширитель скважин,включающий корпус с шарнирно установленными лопастями, которые кинематически связаны с силовыми органами преимущественно гидравлическимицилиндр ами 1 .Силовые органы, воздействуя непосредственно на лопасти, отклоняют 1 Оих в вертикальной плоскости. Вследствие такого взаимодействия силовыхорганов с лопастями и происходитпроцесс резания лопастями забоя,т.е, процесс расширения скважин, 15Недостатком описанного технического решения является наличие силового оборудования, снижающего надежность расширителя в целом и услож-няющего его конструкцию. Следует от Ометить также и нежелательную,практически жесткую связь лопасти с корпусом, осуществляемую через гидроцилиндр,Недостатком следует считать также и то, что наличие силового оборудования уменьшает поперечное проходное сечение, что ухудшает вынос изскважин пульпы и уменьшает производительность расширителя. ЗОИзвестен также другой расширитель скважин, включающий корпус сотверстиями для промывочной жидкости и шарнирно установленные на немрабочие органы с режущими элемен-тами 2 .В этом техническом решении задача расширения скважины решается спомощью гибких лопастей. Лопасти выполнены из отрезков стальногоканата, 4 Она котором установлена цилиндрическая пружина, охватывающая канат ирезцы в виде звездочек, свободно установленных на канате и вращающихсяна нем. Отрезки каната жестко связаны с корпусом, имеющим отверстия дляпромывочной, жидкости. Корпус установлен на буровой штанге, имеющейспециальное уплотнительное устройство, При вращении буровой штанги ло Опасти расширителя, сложенные в обсадной трубе параллельно ее стенкам,под действием пружины и центробежныхсил воздействуют посредством звездочек на стенки скважины, т,е, происходит расширение скважины, а промывочная жидкость осуществляет выноспульпы из забоя,При опускании расширителя в обсадной трубе лопасти должны бытьотогнуты назад. Если лопасти отогнутьвперед, то при выходе их за пределыобсадной трубы под действием упругихсил пружины и каната концы лопастей,распрямляясь, будут упираться в забой, и дальнейшее опускание расширителя будет затруднено.При отогнутых назад лопастях возможно расширение скважины в формецилиндра с плоским дном. Такая форма скважины при работе монитора необеспечит концентрацию отбитых кусков полезного ископаемого в среднейчасти скважины и затруднит работугидроэлеватора,При работе расширителя в глинистом забое возможно залипание резцовзвездочек и уменьшение производительности расширителя,При работерасширителя происходит только кон.центричное вращение пульпы и отсутствуют потоки пульпы в вертикальнойплоскости. Вследствие этого не происходит активного перемешивания пульпы,так как под действием центробежныхсил более тяжелые частицы пульпы разлетаются к периферийным участкам расширяемой скважины непосредственно взону резания. При этом затрудняетсярезание и возможно заклинивание скважины, что резко уменьшает производительность расширителя.Целью изобретения является увеличение эффективности и надежности работы за счет предотвращения выпаданияшлама на дно скважины,Указанная цель достигается тем,что в расширителе скважин, включающем корпус с отверстиями для промывочной жидкости и шарнирно установленные на нем рабочие органы, которыефвыполнены в виде лопастей, установленных под углом атаки к набегающемупотоку жидкости.На фиг,1 изображен расширитель,опущенный в скважину в нерабочем состоянии; на фиг,2 - то же, в рабочемсостоянии; на фиг.З - взаимодействиеплоской лопасти с потоком набегающей пульпы и с забоем; на фиг.4 -взаимодействие криволинейной лопасти с потоком набегающей пульпы и сзабоем.Расширитель состоит из наконечника 1, имеющего отверстие для ппомывочной жидкости 2, плоских лопасзтей 3, установленных с помощью шарниров 4 на наконечники имеющих режущие элементы 5.Возможна также другая форма лопастей н режущих элементов. Такая форма представлена на фиг.4, Лопасть 6 имеет форму в сечении такую, которая обеспечивает подъемную силу при движении лопасти в жидкости, при этом режущие элементы 7 расположены на наружной криволинейной поверхности лопасти 6.Расширитель работает следующим образом.При вращении расширителя наконечник 1 через шарниры 4 увлекает эа собой лопасти 3 плоской формы или лопасти 6 криволинейной формы. При движении этих лопастей в набегающем потоке пульпы происходит их взаимодействие и в результате возникает пбдъемная сила, воздействующая на лопасти 3 или 6, при этом лопасти, вращаясь на шарнире 4, взаимодействует с забоем с помощью режущих элементов 5 для плоской лопасти 3 нли режущих элементов 7 для криволинейной лопасти.6. По мере увеличения угла раскрытия лопастей 3 и 6 происходит увеличение длины лопасти 3, участвующей в резании, или увеличение количества режущих .элементов 7, взаимодействующих с за 072542 4боем и установленных на лопасти 6.Однако при увеличении угла раскрытия лопастей при постоянной угловойскорости происходит также и ростлинейной скорости каждой точки ло.пасти за счет увеличения ее радиусавращения. Увеличение линейной скорости приводит к росту подъемной силы.Таким образом, происходит некоторое10 саморегулирование процессов резаниязабоя, т.е. усилие, прижимающее лопасть 3 к забою и влияющее на толщину срезаемой стружки, резко не изменяется,. чтоможет обеспечить хорошую15 стабильность процесса расширенияскважины,У лопастей 6, имеющих криволинейную наружную поверхность, способность к саморегулированию процессов20 резания выражения выражена максимально. Лопасти, имеющие такую поверхность, разрыхляют забой режущими,элементами на" заданную глубину, иэто глубина практически независит25 от свойств пульпы и скорости вращения расширителя.При вращении расширителя с лопастями. 3 и 6 происходит также оченьважный процесс.перемешивания пульпыЗ 0 за счет возникновения потоков в вертикальной плоскости. Это препятствуетвыпадению осадка и заиливанию скважины, 10725421072542 Редакт Титова Техред А,Баби орректор В.1 нрняк лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,1 1 1540ствениогообретенийЖ, Ра Подписное омитета СССР открытий ская наб., д. 4/5