RU181505U1

RU181505U1 - SLIDING EXPANDER

Info

Publication number: RU181505U1
Application number: RU2017143489U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Лазарев; Динар Фагимович Гиниятуллин; Андрей Александрович Саломатин
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-07-17

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту для расширения скважин. Расширитель раздвижной состоит из корпуса, внутри которого расположен толкатель с навернутым на него поршнем, сжимающим пружину, и твердосплавной втулкой, зафиксированной крышкой, на котором навернуты нижний и верхний центраторы и закреплены лопасти, оснащенные PDC резцами. Корпус дополнительно содержит выступ для фиксации лопастей в открытом положении, а также упор для поршня, снижающий воздействие давления промывочной жидкости на зубчатое зацепление лопастей с толкателем.The proposed utility model relates to drilling equipment, namely to a rock cutting tool for expanding wells. The sliding extender consists of a housing, inside of which there is a pusher with a piston screwed on it, compressing the spring, and a carbide sleeve fixed by a cover, on which the lower and upper centralizers are screwed and blades equipped with PDC cutters are fixed. The housing further comprises a protrusion for fixing the blades in the open position, as well as an emphasis for the piston, which reduces the effect of the pressure of the washing liquid on the gearing of the blades with the pusher.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к буровой технике, а именно к породоразрушающему инструменту для расширения скважин.The proposed utility model relates to drilling equipment, namely to a rock cutting tool for expanding wells.

Известен расширитель скважины раздвижной, содержащий корпус с центральным проходным каналом и прорезями, размещенный в нем поршень, подпружиненный шток и выдвигающиеся лапы с породоразрушающими элементами (патент РФ №2231612, МПК⁷ Е21В 7/28, оп. 27.06.2004 г.).Known extender borehole extender, comprising a housing with a central passage channel and slots, a piston placed therein, a spring-loaded rod and retractable legs with rock cutting elements (RF patent No. 2231612, IPC ⁷ Е21В 7/28, op. June 27, 2004).

Недостатками расширителя является наличие крестообразных кронштейнов на штоке и ответных крестообразных пазов на лапах, что сильно усложняет конструкцию узла выдвижения лопастей в рабочее положение, что, в конечном итоге, сказывается на надежности всей системы. Кроме того, из-за конструктивных особенностей в данном расширителе ограничен максимальный диаметр выдвижения лап, а при падении расхода промывочной жидкости может произойти неполное раскрытие лопастей и, следовательно, снижение диаметра расширения.The drawbacks of the expander are the presence of cruciform brackets on the rod and reciprocal cruciform grooves on the legs, which greatly complicates the design of the node for extending the blades to the working position, which, ultimately, affects the reliability of the entire system. In addition, due to the design features in this expander, the maximum extension diameter of the legs is limited, and when the flow rate of the washing liquid drops, incomplete opening of the blades and, consequently, a decrease in the expansion diameter can occur.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является расширитель, содержащий корпус с пазами, центральным проходным каналом и центратором, подпружиненный полый вал, поршень и лопасти, выдвигаемые посредством реечной передачи (патент №2318975, МПК⁷ Е21В 7/28, оп. 10.03.2008 г.).Closest to the claimed utility model in terms of technical nature and the achieved result is an expander containing a housing with grooves, a central passage channel and a centralizer, a spring-loaded hollow shaft, a piston and blades, advanced by rack and pinion (patent No. 2318975, IPC ⁷ Е21В 7/28, op. March 10, 2008).

Недостатками данного расширителя являются сложность конструкции, а так же низкий ресурс из-за воздействия давления промывочной жидкости на зубчатое зацепление во время расширения.The disadvantages of this extender are the complexity of the design, as well as a low resource due to the influence of the pressure of the flushing fluid on the gearing during expansion.

Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение ресурса расширителя и улучшение его эксплуатационно-технических характеристик.The objective of the proposed utility model is to increase the resource of the expander and improve its operational and technical characteristics.

Поставленная задача решается тем, что расширитель раздвижной содержит корпус, внутри которого расположен толкатель с навернутым на него поршнем, сжимающим пружину, и твердосплавной втулкой, зафиксированной крышкой, на котором навернуты нижний и верхний центраторы и закреплены лопасти, оснащенные PDC резцами, согласно полезной модели, корпус выполнен с выступом для фиксации лопастей в открытом положении и упором для поршня, снижающим воздействие давления промывочной жидкости на зубчатое зацепление лопастей с толкателем.The problem is solved in that the expanding expander contains a housing, inside which there is a pusher with a piston screwed on it, compressing the spring, and a carbide sleeve fixed by a cover, on which the lower and upper centralizers are screwed and blades equipped with PDC cutters are fixed, according to the utility model, the housing is made with a protrusion for fixing the blades in the open position and an emphasis for the piston, which reduces the effect of the pressure of the washing liquid on the gearing of the blades with the pusher.

Выступ на корпусе для фиксации лопастей позволяет укрепить их тело во время раскрытия. Наличие упора для поршня позволяет исключить воздействие давления промывочной жидкости на зубчатое зацепление лопастей с толкателем во время расширения.The protrusion on the body for fixing the blades allows you to strengthen their body during disclosure. The presence of an emphasis for the piston eliminates the effect of pressure of the flushing fluid on the gearing of the blades with the pusher during expansion.

Преимущество предлагаемого раздвижного расширителя в сравнении с прототипом заключается в следующем:The advantage of the proposed sliding expander in comparison with the prototype is as follows:

- увеличение ресурса расширителя, а именно ресурса зубчатого зацепления;- increase the resource of the expander, namely, the resource gearing;

- простота изготовления и удешевление конструкции.- ease of manufacture and cheaper design.

На прилагаемой фигуре 1 показан общий вид расширителя лопастного, на фиг. 2 - узел крепления лопастей.The attached figure 1 shows a General view of the expander paddle, in FIG. 2 - node mounting blades.

Расширитель раздвижной состоит из корпуса 2, внутри которого расположен толкатель 6. На корпус 2 навернуты нижний 3 и верхний 4 центраторы. На верхнем центраторе 4 выполнена замковая резьба для крепления расширителя раздвижного к колонне бурильных труб. Нижний центратор удерживается от самопроизвольного отворота фиксатором 13, который установлен в паз штока 14. Фиксатор от выпадения удерживает пробка 12. На толкатель 6 навернут поршень 8, сжимая тем самым пружину 7, а в толкатель 6 вставлена твердосплавная втулка 10, фиксирующаяся крышкой 9. Лопасти армированы PDC пластинами (резцами) и крепятся в пазах корпуса 2. Корпус лопастей 1 выполнен с выступом 11 для их фиксации в открытом положении и одновременно усиливающим их тело, а также снижающим воздействие на корпус расширителя 2. Корпус расширителя 2 выполнен с упором 5 для поршня 8 для исключения воздействия давления промывочной жидкости на зубчатое зацепление лопастей 1 с толкателем 6 во время расширения.The sliding extender consists of a housing 2, inside of which a pusher 6 is located. Lower 3 and upper 4 centralizers are screwed onto housing 2. On the upper centralizer 4, a locking thread is made for attaching a retractable extender to a drill pipe string. The lower centralizer is kept from spontaneous lapel by the latch 13, which is installed in the groove of the rod 14. The latch holds the stopper 12. The piston 8 is screwed onto the pusher 6, thereby compressing the spring 7, and the carbide sleeve 10, which is fixed by the cover 9, is inserted into the pusher 6. reinforced with PDC plates (cutters) and fastened in the grooves of the housing 2. The housing of the blades 1 is made with a protrusion 11 for fixing them in the open position and at the same time strengthening their body, as well as reducing the impact on the housing of the expander 2. Expander housing 2 made with a stop 5 for the piston 8 to exclude the influence of the pressure of the washing liquid on the gearing of the blades 1 with the pusher 6 during expansion.

Работа устройства заключается в следующем.The operation of the device is as follows.

Наиболее целесообразно использование расширителя в мягких породах. Расширитель раздвижной крепят к бурильным трубам посредством замковой резьбы, затем транспортируют к месту расширения. Промывочную жидкость подают по бурильным трубам во внутреннюю полость корпуса 2. За счет малого диаметра центрального отверстия твердосплавной втулки 10 создается избыточное давление, которое передается на поршень 8, передающий усилие толкателю 6, за счет чего он двигается вниз, сжимая пружину 7. Толкатель 6, входящий в зубчатое зацепление с лопастями 1, выдвигает лопасти 1 наружу в рабочее положение под углом 90°.The most appropriate use of the expander in soft rocks. A sliding expander is attached to the drill pipe by means of a locking thread, then transported to the expansion location. Flushing fluid is supplied through drill pipes to the internal cavity of the housing 2. Due to the small diameter of the central hole of the carbide sleeve 10, excessive pressure is created, which is transmitted to the piston 8, which transfers force to the follower 6, due to which it moves downward, compressing the spring 7. The follower 6, gearing with the blades 1, pushes the blades 1 out into the working position at an angle of 90 °.

Промывка и охлаждение вооружения лопастей 1 производится через пазы корпуса 2.Flushing and cooling the armament of the blades 1 is carried out through the grooves of the housing 2.

В процессе бурения сопротивление породы резанию, разрушению преодолевается за счет крутящего момента и осевой нагрузки, приложенных к расширителю раздвижному посредством верхнего привода. При прекращении подачи жидкости происходит разжатие пружины 7 и возврат лопастей 1 в транспортное положение.In the process of drilling, the resistance of the rock to cutting, destruction is overcome due to the torque and axial load applied to the expander sliding through the top drive. When the supply of fluid stops, the spring 7 is unclenched and the blades 1 return to the transport position.

Увеличение ресурса работы расширителя достигается за счет модернизации корпуса, что позволяет добиться увеличенной износостойкости для зубчатого зацепления толкателя и лопастей. Помимо этого, упрощение конструкции за счет исключения втулки и иглы из расширителя значительно ускоряет производство и удешевляет процесс реставрации и стоимости расширителя в целом.An increase in the service life of the expander is achieved due to the modernization of the housing, which allows to achieve increased wear resistance for the gearing of the pusher and blades. In addition, simplifying the design by eliminating the sleeve and needle from the expander significantly speeds up production and reduces the cost of the restoration process and the cost of the expander as a whole.

Claims

Extendable extender, comprising a housing, inside which a pusher is located with a piston screwed on it, compressing the spring, and a carbide sleeve fixed by a cover, on which the lower and upper centralizers are screwed and blades equipped with PDC cutters are fixed, characterized in that the housing is made with a protrusion for fixing the blades in the open position and an emphasis for the piston, which reduces the effect of the pressure of the washing liquid on the gearing of the blades with the pusher.