УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ШНЕКОВ

Изобретение относится к области вращательного шнекового бурения скважин, а именно, к устройствам для очистки шнеков.
Известно устройство для очистки шнеков, включающее основание, с которым связана очищающая головка с резцом и силовой привод, центрирующий и копирующий ролики, смонтированные на внешней и внутренней поверхностях очищающей головки и опирающиеся на рабочую поверхность спирали шнека (см. авторское свидетельство СССР №215160, Кл Е 21 В 19/00, 1967)
Недостатком этого устройства являются невысокая производительность шнекового бурения при его использовании, относительная сложность конструкции (наличие отдельного силового привода для очищающей головки), необходимость включения и выключения очищающего устройства при очистке каждого извлеченного из скважины шнека, что повышает утомляемость бурового персонала и увеличивает расход энергоресурсов.
Наиболее близким техническим решением является устройство для очистки шнеков включающее основание, втулку с Г-образными пазами, установленную на основании с возможностью вращения, очищающую головку с резцом, опирающимся нижней кромкой на рабочую поверхность спирали шнека, и выступами введенными в Г-образные пазы втулки, центрирующий и копирующий ролики, смонтированные на внешней и внутренней поверхностях очищающей головки и опирающиеся на рабочую поверхность спирали шнека (см. авторское свидетельство СССР №705099, Кл E 21 B 19/00, 1979). Данное техническое решение позволяет уменьшить утомляемость бурового персонала, упростить конструкцию привода очищающей головки, снизить расход энергоресурсов и повысить производительность шнекового бурения.
Недостаток данного технического решения заключается в низкой эффективности очистки рабочей поверхности спирали шнека с наплавочным (износостойким) валиком на ее концах (см.рис.77б,в,г. Нормативный справочник по буровзрывным работам / Ф.А.Авдеев, В.Л.Барон, Н.В.Гуров, В.Х.Кантор - 5-е изд., перераб. и доп. - М.:Недра, 1986 - С.352 и др.). Наличие наплавочного валика приводит к зависанию на нем резца и не позволяет нижней кромке резца качественно очищать рабочую поверхность спирали шнека, что приводит к заштыбовке и заклиниванию копирующих роликов, повышает расход энергии подъемного механизма, увеличивает нагрузки на оси роликов и приводит к преждевременному износу самого наплавочного валика.
Изобретение направленно на повышение эффективности очистки спирали шнека с наплавочным валиком.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистке шнеков, включающем основание, втулку с Г-образными пазами, установленную на основании с возможностью вращения, очищающую головку с резцом, опирающимся нижней кромкой на рабочую поверхность спирали шнека с наплавочным валиком на ее концах, и выступами введенными в Г-образные пазы втулки, центрирующий и копирующие ролики, смонтированные на внешней и внутренней поверхностях очищающей головки и опирающиеся на рабочую поверхность спирали шнека, на нижней кромке резца выполнен фигурный паз конгруэнтный наплавочному валику на концах спирали, и образован гарантированный зазор между нижней кромкой резца и наружной поверхностью наплавочного валика спирали шнека.
На фиг.1 изображено устройство для очистки шнеков в процессе подъема шнековой колонны, вид сбоку; на фиг.2 - тоже, вид в плане; на фиг.3 показан шнек; на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.2
Устройство для очистки шнеков содержит неподвижное основание 1, которое при помощи, например, болтов закрепляется на столе буровой установки. На основании 1 смонтирована с возможностью вращения при
помощи шарикоподшипников 2 втулка 3, в верхней части которой выполнены Г-образные пазы 4. В эти пазы входят выступы 5 полой цилиндрической очищающей головки 6, которая опирается с помощью копирующих роликов 7, сидящих на осях 8, на рабочую поверхность 9 спирали 10 шнека с наплавочным валиком 11 на ее концах. На той же очищающей головке 6 шарнирно монтируется резец 12, который опирается нижней кромкой 13 на рабочую поверхность 9 спирали 10 шнека и имеет в ней фигурный паз 14, конгруэнтный наплавочному валику 11. Между нижней кромкой 13 резца 12 и наружной поверхности наплавочного валика 11 образован гарантированный (с учетом допускаемых погрешностей на изготовление деталей, в том числе наплавку) зазор 15. Резец 12 запирается в рабочее положение при помощи пальца 16 и посредством плоской пружины 17 прижимается к трубе 18. При этом центрирование очищающей головки 6 по трубе 18 осуществляется центрирующим роликом 19.
Устройство для очистки шнеков работает следующим образом. Перед началом подъема шнековой бурильной колонны очищающая головка 6 с откинутым резцом 12 надевается на виток спирали 10 и заводится в Г-образное пазы 4 втулки 3. Резец 12 устанавливается в рабочее положение и запирается пальцем 16. При подъеме шнековой бурильной колонны копирующие ролики 7 катятся по наклонной рабочей поверхности 9 спирали 10 шнека, сообщая вращательное движение очищающей головке 6 с резцом 12 который, за счет наличия фигурного паза 14 на нижней кромке 13 и, соответственно, гарантированного зазора 15 между нижней кромкой 13 резца 12 и наружной поверхностью наплавочного валика 11 спирали 10 шнека, достаточно плотно опирается на рабочую поверхность 9 спирали 10 шнека и очищает ее от налипшей породы.
Предлагаемое техническое решение позволяет существенно повысить качество очистки рабочих поверхностей спирали шнеков, исключить износ наплавочных валиков на концах спирали, облегчить вращение очищающей головки, снизить затраты энергии на процесс очистки и, в целом, повысить
эффективность очистки шнеков с наплавочными валиками на концах спиралей.