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 двухзвенных тяг, не выдерживающих больших силовых нагрузок.
Кроме того, конструкция расширителя требует выполнения соосности и параллельности отверстий в корпусе и поршне, а также конструкция тяги состоит из нескольких деталей, что снижает надежность и увеличивает трудоемкость изготовления, все это ведет к большим затратам времени и необходимости разработки и изготовления специального инструмента и оснастки.
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 лапы и поршень снабжены сферическими посадочными местами, а тяга оснащена сферическими наконечниками, выполненными с возможностью взаимодействия со сферическими посадочными местами лапы и поршня.
На фиг.1 показан расширитель в транспортном положении, продольный разрез; на фиг.2 - вид В фиг.1, на фиг.3 - трехмерное изображение дет. поз.10 фиг.4, на фиг.4. - сечение А-А фиг.1, на фиг.5 - сечение Б-Б фиг.4.
Расширитель скважины содержит корпус 1 (фиг.1) с центральным проходным каналом 2, в котором помещен шток 3, подпружиненный пружиной 4. Шток 3 соединен с поршнем 5, имеющим сферические посадочные места 6 (фиг.2), в которые посажены сферические наконечники 7 тяги 8, второй сферический наконечник 7 тяги 8 посажен в сферическое посадочное место 9 (фиг.3) вставыша 10, которые вставлены в отверстие 11 (фиг.4) лапы 12. Фиксация вставыша 10 в отверстии 11 лапы 12 осуществляется штифтом 13 (фиг.5), вставленным в кольцевую проточку 14 вставыша 10 и отверстия 11 (фиг.4) лапы 12. Лапа 12 установлена в наклонных пазах 15 (фиг.1) типа «ласточкин хвост» корпуса 1. На верхний конец корпуса 1 навинчен переводник 16, второй конец переводника 16 имеет резьбу, служащую для подсоединения колонны бурильных труб (не показана). На нижний конец корпуса 1 навинчен переводник 17 с резьбой 18 для присоединения бурового инструмента (не показан), имеющего дросселирующие промывочные отверстия. В корпусе 1
имеются технологические отверстия 19, через которые производят соединение лапы 12 с тягой 8 посредством вкладышей 10 (фиг.3), снабженных резьбовым отверстием 20, служащей для присоединения инструмента при сборке и разборке расширителя.
Расширитель скважин работает следующим образом.
С помощью резьбы на переводнике 16 (фиг.1) расширитель присоединяют к колонне бурильных труб (не показана) 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 5 со штоком 3 перемещается вверх. При этом пружина 4 сжимается, а тяги 8 перемещают лапы 12 по наклонным пазам 15 вверх, выводя таким образом лапы 12 в рабочее положение. Далее подачей инструмента вниз расширяют скважину в заданном интервале.
После окончания расширения скважины, при необходимости замены лап 12, прекращают нагнетание промывочной жидкости. При этом пружина 4 посредством штока 3 перемещает поршень 5 с тягами 8 и лапами 12 в исходное положение. Для замены лап 12 отворачивают переводник 16, при этом пружина 4 перестает воздействовать на поршень 5, совмещают отверстия 19 корпуса 1 с отверстием 11 (фиг.4) лапы 12, переместив лапы 12 в рабочее положение. Затем производят отсоединение лапы 12 от тяги 8, вынув штифт 13 (фиг.5) из проточки 14 лапы 12 и вставыша 10. Используя отверстие 20 во вкладыше 10, извлекают вкладыши 10 из отверстия 11 (фиг.4) и 19 (фиг.1) корпуса 1. Перемещая лапы 12 по пазам 15 корпуса 1, отсоединяют лапы 12 от тяг 8 извлекают лапы 12 из корпуса 1.
Конструкция расширителя, у которого лапы и поршень снабжены сферическими посадочными местами, а тяга оснащена сферическими наконечниками, выполненными с возможностью взаимодействия со сферическими посадочными местами лапы и поршня, имеет тяги с большой несущей способностью, так как отсутствуют концентраторы напряжений. Тяга очень технологична в изготовлении. В соединении тяги с лапой и поршнем тяга имеет свободу углового перемещения, вследствие этого снижаются требования по точности изготовления наклонных пазов типа «ласточкин хвост» в корпусе расширителя и лапе, а также лапы и поршень
самоустанавливаются, компенсируя увеличенные допуски изготовления за счет углового перемещения тяги в месте соединения. Все вышеизложенное повышает надежность, работоспособность, удобство в эксплуатации, экономит материальные, энергетические, финансовые и трудовые ресурсы.