SU1314074A1

SU1314074A1 - Planetary rock-drilling unit

Info

Publication number: SU1314074A1
Application number: SU853953301A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Попов; Самдык Черувич Ли; Леонид Савельевич Хейфец; Владимир Александрович Высоцкий
Original assignee: Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1985-07-26
Publication date: 1987-05-30

Abstract

Изобретение относитс к буровой технике , предназначенной дл скважин большого диаметра и проходки вертикальных горных выработок различного назначени . Целью изобретени вл етс повышение надежности агрегата путем увеличени стойкости шарошечных долот за счет снижени частоты их враш,ени при одновременном снижении энергоемкости путем увеличени и стабильности крут шего момента. Агре (Л со о Фиг.1The invention relates to a drilling technique intended for large diameter wells and penetration of vertical mine workings for various purposes. The aim of the invention is to increase the reliability of the unit by increasing the durability of the roller cone bits by reducing the frequency of their vras, while reducing power consumption by increasing and stability of the torque moment. Agra (L with about Fig.1

Description

гат включает траверсу 1, жестко св занные с ней корпусами 7 забойные двигатели 2, выполненные в виде поршневых механизмов с преобразовател ми возвратно- поступательного движени во вращательное. Поршневые механизмы выполнены в виде поршней 8 со штоками 9 с пазами. Г оршни 8 удерживаютс от проворота относительно корпусов 7 фиксатором 13 проворота в виде фигурного стержн . Один конец стержн жестко закреплен во внутренней верхней части корпуса 7, другой конец размещен в пазу поршн 8 с возможностью осевого перемещени . Каждый преобразователь возвратно-поступательного движени во вращательное выполнен в виде штока 9 с винтовой нарезкой и гайки 11,The gat includes traverse 1, downhole motors 2 rigidly connected with it by housings 7, made in the form of piston mechanisms with converters of reciprocating movement into rotary. Piston mechanisms made in the form of pistons 8 with rods 9 with grooves. Head pins 8 are kept from twisting relative to the housings 7 by a twist lock 13 in the form of a figured rod. One end of the rod is rigidly fixed in the inner upper part of the housing 7, the other end is placed in the groove of the piston 8 with the possibility of axial movement. Each converter of the reciprocating movement into a rotational movement is made in the form of a screw thread rod 9 and a nut 11,

1one

Изобретение относитс к буровой технике , предназначенной дл скважин большого диаметра и проходки вертикальных горных выработок различного назначени .The invention relates to a drilling technique intended for large diameter wells and penetration of vertical mine workings for various purposes.

Целью изобретени вл етс повышение надежности агрегата путем увеличени стой- кости шарошечных долот за счет снижени частоты их вращени при одновременном снижении энергоемкости путем увеличени и стабильности крут щего момента.The aim of the invention is to increase the reliability of the unit by increasing the stability of the roller cone bits by reducing the frequency of their rotation while reducing energy intensity by increasing and stability of the torque.

На фиг. 1 изображен буровой плане- тарный агрегат; общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a drilling planetary aggregate; general form; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Буровой планетарный агрегат включает траверсу 1, в которой установлены забойные двигатели 2. На валах 3 двигателей закреплены планетарные долота 4. В тра- верее жестко установлена центральна стойка 5, на которой между двигател ми расположены грузы-ут желители 6.The drilling planetary unit includes traverse 1, in which downhole motors 2 are installed. On the shafts of 3 engines there are fixed planetary chisels 4. In the trail there is a rigidly mounted central post 5, on which between the engines there are cargo-sets of jets 6.

Двигатели состо т из корпусов 7, в нижней части которых на подшипниках установлены полые пазы 3, а в верхней части корпусов размещены поршневые механизмы в виде поршней 8 со штоками 9. В полых валах установлены втулки 10 с размещенными в них гайками 11, а на выступающем из корпусов участке валов ус- таповлены передаточные элементы 12.The motors consist of housings 7, in the lower part of which hollow grooves 3 are mounted on bearings, and in the upper part of the housings piston mechanisms are placed in the form of pistons 8 with rods 9. In the hollow shafts there are bushings 10 with nuts 11 placed in them of the housings, the section of the shafts is fitted with the transmission elements 12.

Штоки 9 имеют винтовую нарезку и взаимодействуют с гайками 11, которые совместно со штоками вл ютс преобразовател ми возвратно-поступательного движени во врап1ательпое. Гайки 11 установлены во втулках 10 с возможностью одностороннего вращени относительно валов, например, за счет выполнени их в виде храпового механизма. Поршни 8 удерживаютс от проворота относительно корпусов 7 с помощью фиксаторов 13 проворота, выполненных в ви- The rods 9 are screw-cut and interact with the nuts 11, which together with the rods are converters of the reciprocating movement into vertical. The nuts 11 are installed in the sleeves 10 with the possibility of one-sided rotation with respect to the shafts, for example, by making them in the form of a ratchet mechanism. The pistons 8 are kept from turning relative to the housings 7 with the help of the twisting clips 13 made in

установленной в полом валу 3 двигател 2. На валах 3 установлены шарошечные долота 4. На траверсе 1 жестко установлена центральна стойка 5, на которой свободно расположены и соединены с ней грузы-ут желители 6. Они состо т из грузов, ограниченных сверху грузом 14 и снизу плитой 15, выполненной в виде зубчатого колеса, кинематически св занного с валами 3. При перемещении штока 9 вниз по винтовой гайке 11 она начинает вращатьс . Вращение от гайки 11 передаетс на шарошечные долота 4. Вращение от вала 3 передаетс на грузы 6 через зубчатое колесо . Второй двигатель работает также, но только начало цикла начинаетс с холостого хода. 1 3. п. ф-лы, 2 ил.engine 2 installed in the hollow shaft 3. Roller bits 4 are mounted on the shafts 3. Central support 5 is rigidly mounted on the cross beam 1, on which the cargo-sets 6 are freely positioned and connected to it, they consist of loads limited from above by load 14 and at the bottom, a plate 15 made in the form of a gear wheel, kinematically connected with shafts 3. As the stem 9 moves down along the screw nut 11, it begins to rotate. The rotation from the nut 11 is transmitted to the roller bits 4. The rotation from the shaft 3 is transmitted to the weights 6 via a gear wheel. The second engine also works, but only the beginning of the cycle starts at idle. 1 3. p. F-ly, 2 ill.

де фигурных направл ющих осевого перемещени поршней, например стержней с квадратным сечением. Один конец фиксатора 13 жестко закренлен во внутренней части корпусов 7, а другой - свободно размещен в пазах поршней 8.Figured guide axial movement of the pistons, for example rods with a square cross section. One end of the latch 13 is rigidly zakrenlen in the inner part of the housing 7, and the other is freely placed in the grooves of the pistons 8.

Грузы-ут желители 6 состо т из грузов, ограниченных сверху грузом 14 и снизу плитой 15, кинематически св занной с валами 3 двигателей 2 за счет выполнени ее в виде центрального зубчатого колеса и взаимодействи с передаточными элементами 12 валов в виде сателлитов.U-loads 6 consist of loads limited by a load 14 on top and a plate 15 below, kinematically connected with the shafts 3 of the engines 2 by performing it as a central gear and interacting with the transmission elements 12 shafts in the form of satellites.

Работа бурового планетарного агрегата осуществл етс следующим образом.The operation of the planetary drilling aggregate is carried out as follows.

Агрегат подвешивают на бурильной колонне и подают по ней рабочий агент к двигател м 2. Рабочий агент.из траверсы 1 по каналам «а попадает в полости цилиндров двигателей. В первом двигателе рабочий агент по каналу «а, межкольцевому пространству «в и каналу «с воздействует на поршень 8 со штоком 9 и перемещает его из верхнего положени в нижнее. При этом закрываютс канал «с и выхлопной канал «d и открываютс канал «е и выхлопной канал «f. Через каналы «а и «е рабочий агент перемещает порщень 8 со штоком 9 из нижнего положени в верхнее и т. д.The unit is suspended on a drill string and the working agent is fed through it to the engines 2. The working agent from traverse 1 through the channels enters the cavity of the engine cylinders. In the first engine, the working agent through the channel "a, the annular space" in and the channel "c acts on the piston 8 with the rod 9 and moves it from the upper to the lower position. This closes the channel "c and the exhaust channel" d and opens the channel "e and exhaust channel" f. Through the channels "a and" e, the working agent moves the piston 8 with the rod 9 from the lower position to the upper one, and so on.

При перемещении штока 9 поршн 8 вниз по винтовой гайке 11 последн начинает вращатьс . Вращение от гайки 11 передаетс на шарошечные долота 4 через втулку 10 и вал 3. Врашение от вала 3 передаетс на грузы-ут желители 6 через передаточные элементы 12 и зубчатое колесо 15.When moving the rod 9 of the piston 8 down the screw nut 11, the latter begins to rotate. The rotation from the nut 11 is transmitted to the roller bits 4 through the sleeve 10 and the shaft 3. The rotation from the shaft 3 is transmitted to the weights-joints 6 through the transmission elements 12 and the gear wheel 15.

Второй двигатель работает так же, как и первый, но только начало цикла начинаетс с холостого хода - с нижнего положени поршн - в верхнее, тогда как у первого двигател в этот момент времени поршень перемеш,аетс с верхнего положени в нижнее. Убедившись во враше- нии долот (породоразрушающих: инструментов ), буровой агрегат опускают на забой. Породоразрушающие инструменты на забое врашаютс вокруг своих осей и вокруг оси агрегата, производ разрушение пород и соответственно углубку скважины.The second engine works in the same way as the first one, but only the beginning of the cycle starts from idling - from the lower position of the piston to the upper one, whereas for the first engine at this point in time the piston is mixed, from the upper position to the lower one. After assuring that the bits (rock cutting tools) are rotated, the drilling unit is lowered to the bottom. Downhole tools at the bottomhole are built around their axes and around the axis of the aggregate, producing destruction of the rocks and, accordingly, dredging of the well.

Промывочный агент на забой скважины поступает через выхлопной канал «d,гайку 11, полый вал 3 и через дополнительный канал, расположенный в центральной стойке (не показан), и насадку.The flushing agent on the bottom of the well enters through the exhaust channel “d, the nut 11, the hollow shaft 3 and through the additional channel located in the central rack (not shown), and the nozzle.

Claims

1. A drilling planetary unit, including traverse, rigidly associated with outboard engines, outboard engines, on hollow shafts of which roller cone bits and cargo-ides are installed, characterized in that, in order to increase the reliability of the unit by increasing the durability of roller cone bits by reducing the frequency of their vrash, while reducing energy intensity by increasing and stabilizing

torque, it is equipped with a central rack rigidly mounted on the cross-beam, on which cargoes and cargoes are freely placed, and a plate connected to the central rack, made in the form of a central gear wheel, kinematically connected with rotary engine shafts, and rotary engines made in the form of piston mechanisms with converters of reciprocating movement into rotary, made with the possibility of one-sided rotation, and locking clamps.

2. The unit according to claim 1, characterized in that the reciprocating movement into rotational converter is made in the form of a screw pair consisting of a piston shaft with a screw thread and a nut installed in the hollow shaft of the engine.

3. The unit on the PP. 1 and 2, characterized in that the rotation lock is made in the form of a figured rod, one end of which is rigidly fixed in the inner upper part of the housing of the rotary engine, while in the piston of the piston mechanism there is a groove in which the other end of the figured rod is placed with the possibility of axial movement .

0

FIG. 2