РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН

Полезная модель относится к буровой технике, в частности, к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале.
Известен расширитель скважин (а.с. СССР №582373 кл. Е 21 В 7/28 опубл. бюл. №44 от 30 ноября 1977 г.), включающий корпус с наклонными пазами и размещенным в нем подпружиненным через шток поршнем, закрепленные в наклонных пазах корпуса лапы с цапфами, на которых консольно установлены шарошки.
Недостатком известного устройства является отсутствие надежного центрирования его в скважине, поскольку конструкция не позволяет размещать на его корпусе более двух рабочих органов без ущерба прочности. Следствием этого является вибрирование и биение их в процессе расширения скважин. При этом поверхность расширенного участка скважины получается неровной, что не позволяет обеспечить качественную установку перекрывателя при изоляции зон осложнения бурения скважин. Низка также и скорость фрезерования пород.
Наиболее близким к предлагаемому по большинству совпадающих признаков является расширитель скважин (патент РФ №2172385 МПЕ 21 В 7/28 опубл. бюл. №23 от 20.08.2001.), содержащий корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком, поршень, взаимодействующий со штоком, и закрепленные в наклонных пазах корпуса лапы с цапфами, на которых установлены шарошки с зубками, лапы снабжены опорами, соединенными посредством тяг с поршнем и имеющими отверстия, в которых расположены свободные концы цапф лап, а поршень выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса.
Недостатками этого устройства являются низкая надежность из-за наличия в его конструкции жестко соединенного со штоком кольцевого поршня и толкателей
опор в виде двухзвенных тяг, не выдерживающих больших силовых нагрузок. Кроме того, при заклинивании штока в корпусе, в рабочем положении, лапы удерживаются в выдвинутом положении из-за жесткого соединения поршня со штоком, что вызывает большие трудности при ликвидации аварийной ситуации. Конструкция расширителя с жестким соединением поршня со штоком требует выполнения соосности на большой длине проточек под шток и поршень, что ведет к большим затратам времени и необходимости разработки и изготовления специального инструмента и оснастки, а также конструкция известного расширителя не позволяет произвести замену лап и шарошек, не отвинчивая верхний переводник.
Техническая задача - повышение работоспособности, надежности, удобства в эксплуатации, снижение времени и энергии на изготовление расширителя и, как следствие, экономия материальных ресурсов.
Техническая задача решается расширителем скважины, включающим корпус с наклонными пазами и центральным проходным каналом, в котором размещен шток, подпружиненный в сторону нижнего конца корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса лапы, соединенные посредством тяг с поршнем.
Новым является то, что поршень выполнен с возможностью осевого перемещения вниз относительно штока, а каждая лапа выполнена в виде верхней и нижней плашек, соединенных разъемно в радиальном направлении, при этом наклонные пазы в нижней части выполнены с возможностью поочередного извлечения плашек из корпуса.
На фиг.1 показан расширитель в транспортном положении, продольный разрез; на фиг.2 - то же, при расширении скважины; на фиг.3 - сечение по А-А на фиг.2.
Расширитель скважины содержит корпус 1 (фиг.1) с центральным проходным каналом 2, в котором размещен шток 3, подпружиненный пружиной 4, имеющий выступ 5, который упирается в поршень 6. На штоке 3 выполнена проточка, образующая выступ 5, длина проточки ровна сумме длины корпуса поршня и хода плашек. По проточке штока может перемещаться кольцевой поршень 6, который с помощью двухзвенных толкателей 7 шарнирно соединен с нижней плашкой 8, которая соединена т-образным пазом 9.с верхней плашкой 10. Плашки 8, 10 установлены в наклонных пазах 11 типа «ласточкин хвост» корпуса 1.
На верхний конец корпуса 1 навинчен переводник 12, во внутреннем канале которого расположена пружина 4, поджатая резьбовой втулкой 13. Второй конец переводника 12 имеет резьбу, служащую для подсоединения колонны бурильных труб. (не показана) На нижний конец корпуса 1 навинчен переводник 14 для присоединения бурового инструмента, имеющего дросселирующие промывочные отверстия. В корпусе 1 просверлены отверстия 15 (см.фиг.3), через которые производят соединение нижней плашки 8 с толкателем 7 посредством оси 16.
Расширитель скважин работает следующим образом.
С помощью резьбы на переводнике 12 (фиг.2) расширитель присоединяют к колонне бурильных труб и спускают в скважину на заданную глубину, начинают вращать с одновременной подачей в нее промывочной жидкости, которая через центральный канал 2 корпуса 1 поступает в промывочные отверстия долота (не показано), в которых создается перепад давления. По мере возрастания давления над долотом поршень 6 со штоком 3 перемещается вверх. При этом пружина 4 сжимается, а толкатели 7 перемещают плашки 8, 10 по наклонным пазам 11 вверх, выводя таким образом плашки 8, 10 в рабочее положение. Далее подачей инструмента вниз расширяют скважину в заданном интервале.
После окончания расширения скважины или при необходимости замены плашек, прекращают нагнетание промывочной жидкости. При этом пружина 4, посредством штока 3 через выступ 5 перемещает поршень 6 с толкателями 7 и плашками 8, 10 в исходное положение При заклинивании штока 3 в корпусе 1 необходимо посредством колонны бурильных труб, переводника 12 потянуть корпус 1 вверх. При этом за счет реакции плашек 8, 10 о стенки скважины плашки 8, 10 перемещаются по пазам 11 корпуса 1 в транспортное положение, при этом посредством толкателей 7 перемещается поршень 6 вниз по проточке штока 3, а шток 3 остается в заклиненном положении. Затем извлекают расширитель из скважины. Для замены плашек необходимо совместить отверстия 15 (фиг.3) корпуса 1 с осью 16, переместив плашки в рабочее положение. Затем произвести отсоединение нижней плашки 8 от толкателя 7, вынув ось 16 через отверстие 15 корпуса 1. Для того, чтобы извлечь плашки 8, 10 (фиг.1) из корпуса 1 надо переместить их в транспортное положение, так как в нижней части наклонного паза 11 корпуса 1 крепление плашек отсутствует, а затем извлечь плашку 8, отсоединив от плашки 10 по
т-образному пазу, перемещая в радиальном направлении. Далее, переместив плашку 10 вниз по пазу 11, извлечь ее из корпуса 1.
Такая конструкция расширителя позволяет быстро произвести замену изношенных или сломанных плашек, не разбирая весь расширитель в условиях буровой, при этом замена производится селективно в зависимости от износа или разрушения верхней или нижней плашек, а так же эта конструкция за счет нежесткого соединения поршня с штоком экономит время и энергию на изготовление расширителя и позволяет избежать аварийной ситуации при заклинивании штока в корпусе. Все вышеизложенное повышает надежность, работоспособность, удобство в эксплуатации и экономит материальные ресурсы.