БАШМАК ПРОРАБАТЫВАЮЩИЙ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для проработки ствола скважины во время обсадки, в частности к прорабатывающим башмакам, устанавливаемым в направляющей части колонны или хвостовика.
Известно устройство для развертывания ствола скважины без вращения колонны труб, которое состоит из оправки, соединенной с забойным концом колонны труб. Оправка имеет, по меньшей мере, одну канавку в ее боковой стенке. Втулка подвижно связана с оправкой. Носовая часть соединена с забойным концом втулки. По меньшей мере, один штифт связан с втулкой, содержащей, по меньшей мере, одну канавку таким образом, что продольное перемещение оправки относительно втулки (вызывает вращение втулки, относительно оправки, тем самым вращая носовую часть (по патенту US 8191655, кл. Е21В 10/44, опубл. 05.06.12).
Недостатком данной конструкции является наличие пружины, которая усложняет сборку устройства и затрудняет его транспортировку, так как устройство находится в раздвинутом состоянии.
В качестве прототипа взят инструмент для очистки ствола скважины, соединяющийся с колонной насосно-компрессорных труб и содержащий втулку со штифтами, которая вращается в ответ на осевое возвратно-поступательное движение колонны насосно-компрессорных труб благодаря спиральному устройству с пазами, в котором располагаются штифты. Жидкость закачивается через инструмент, чтобы поднимать загрязнения через кольцевое пространство на поверхность (по патенту US 8973682, кл. Е21В 21/00, Е21В 37/00, Е21В 17/07, опубл. 10.03.2015).
Недостатком данной конструкции является износ в процессе работы при трении бронзовых штифтов в пазах спирального устройства, выполненного из алюминия. В результате износа стальная втулка начинает контактировать со спиральным устройством, что снижает надежность и ресурс инструмента.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении надежности и срока службы прорабатывающего башмака за счет формы выполнения пазов и штифтов.
Указанный технический результат достигается тем, что башмак прорабатывающий содержит переводник, соединенный с помощью муфты со спиральной мандрелью, имеющей, по меньшей мере, один винтовой паз, и оправку, с одной стороны которой расположен буровой башмак, а с другой - патрубок с, по меньшей мере, одним штифтом, оправка установлена подвижно на спиральную мандрель внутри корпуса, жестко связанного с переводником, штифт располагается в пазе, при этом форма винтового паза в поперечном сечении имеет форму трапеции с расширением к продольной оси башмака, а штифт имеет ступенчатую цилиндрическую форму с коническим переходом.
Кроме того, дно паза может иметь дугообразную форму.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - башмак прорабатывающий, оправка выдвинута;
Фиг. 2 - башмак прорабатывающий, оправка вставлена, продольный разрез;
Фиг. 3 - штифт и паз.
Башмак прорабатывающий (фиг. 1) содержит переводник 1, соединенный с помощью муфты 2 со спиральной мандрелью 3, и оправку 4 с одной стороны которой расположен буровой башмак 5, а с другой - патрубок 6. Хвостовик жестко связан с корпусом 7.
В патрубке 6 (фиг. 2) установлен штифт 8, вылет которых регулируется стаканом 9. Штифт 8 имеет ступенчатую цилиндрическую форму с коническим переходом 10. Штифт 8 располагается в винтовом пазе 11, который поперечном сечении имеет форму трапеции с расширением к продольной оси. Штифт 8 движется по наклонной винтовой поверхности 12 паза 11.
Спиральная мандрель 3 имеет продольное отверстие 13, центратор 14 и упор 15 на нижнем торце.
В буровом башмаке выполнены отверстия 16 и упор 17.
Для фиксации оправки 4 относительно спиральной мандрели 3 при транспортировке используется винт 18.
Башмак прорабатывающий работает следующим образом.
Башмак прорабатывающий устанавливается в нижней части колонны обсадных труб (на фиг. не показаны). Перед монтажом необходимо выкрутить винт 18 для обеспечения подвижности. При спуске в скважину возвратно-поступательные движения колонны преобразуются во вращательное движение оправки 4 с буровым башмаком 5 за счет движения штифтов 8 в винтовых пазах 11, в результате буровой башмак 5 восстанавливает открытый ствол скважины от различного типа осложнений, таких как шламовые образования, обвалы стенок скважины, уступы, набухания породы и т.п. В процессе спуска с поверхности подается жидкость, которая проходит через внутреннюю полость переводника 1, отверстия 13 и 16. Как только обсадная колонна достигнет проектной глубины, осуществляется процедура цементирования, после чего прорабатывающий башмак разбуривается.
За счет того, что контакт штифта 8 и паза 11 осуществляется по коническому переходу 10 и наклонной винтовой поверхности 12 соответственно, патрубок 6 центрируется относительно спиральной мандрели 3, что предотвращает его трение об нее. Трение крайне не желательно, так как патрубок 6, как правило, изготавливается из стали, а спиральная мандрель 3 из алюминиевого сплава, поэтому в случае трения спиральная мандрель 3 быстро износится и выйдет из строя.
Таким образом, решения, используемые в полезной модели, обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и срока службы прорабатывающего башмака.