приспособление для навинчивания и отвинчивания бурового долота

Формула изобретения

1. Приспособление для навинчивания и отвинчивания бурового долота, содержащее полый корпус с фигурным участком под входное отверстие стола ротора, размещенный в полости корпуса стакан с центраторами и фиксаторы долота, отличающееся тем, что оно снабжено пружинной подвеской, установленной между днищами корпуса и стакана, причем фиксаторы долота выполнены в виде клиновых плашек с хвостовиком и приводом, стакан - с радиальными окнами, а корпус - с ответными клиновым плашкам наклонными пазами на внутренней поверхности и осевыми каналами под центраторы, при этом фиксаторы установлены в совмещенных радиальных окнах корпуса и стакана с возможностью радиального и осевого перемещения, стакан - с возможностью осевого перемещения совместно с фиксаторами долота, а фигурный участок расположен в его верхней части.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что каждый привод фиксатора долота выполнен в виде пружины с поджимной гайкой, установленных с наружной стороны корпуса, а торец клиновых плашек, обращенный в сторону оси приспособления, выполнен с пазом под спинку лапы долота.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что пружинная подвеска выполнена в виде нескольких пружин с направляющими элементами, служащими центраторами для стакана, при этом один конец направляющих элементов жестко соединен со стаканом, а другой снабжен ограничителем хода.

4. Приспособление по п. 1, отличающееся тем, что центраторы имеют вид стержней, а каналы под них выполнены на наружной поверхности стакана и внутренней поверхности корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к элементам малой механизации, и предназначено для навинчивания и отвинчивания буровых долот, преимущественно шарошечного типа.

Известно приспособление для замены бурового долота, содержащее полый цилиндрический корпус с квадратным основанием и фиксаторами долота, расположенными на внутренней поверхности корпуса (см. Иночкин П.И. и др. Справочник бурового мастера. - М.: Недра, 1968, С. 303 - 304).

К основным недостаткам этого устройства следует отнести значительную металлоемкость, возможность использования только с одним размером долот, а также возможность повреждения опор и вооружения шарошечного долота фиксаторами.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является приспособление для навинчивания и отвинчивания бурового долота, содержащее полый корпус с фигурным участком под входное отверстие стола ротора, размещенный в полости корпуса стакан с центраторами и фиксаторы долота (см. авт.св. СССР N 1219777, кл. E 21 B 12/00, 1984).

Основным недостатком этого приспособления является возможность повреждения промывочных узлов, вооружения и опорных элементов шарошек бурового долота фиксаторами, которые в рабочем положении располагаются в проемах между шарошками.

Другими недостатками устройства являются: малая надежность в работе, связанная с возникновением опрокидывающего момента из-за значительного удаления фиксаторов долота от стола ротора, что повышает опасность работ в связи с возможностью выброса долота совместно с приспособлением из отверстия стола ротора; возможность удара шарошек долота о дно корпуса, что может привести к повреждению его рабочих элементов. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности и надежности работы приспособления и, как следствие этого, повышение технико-экономических показателей шарошечных долот за счет предохранения их рабочих элементов от повреждения при навинчивании и отвинчивании долота.

Необходимый технический результат достигается тем, что приспособление для навинчивания и отвинчивания долота, содержащее полый корпус с фигурным участком под входное отверстие стола ротора, установленный в полости корпуса стакан с центраторами и фиксаторы долота, согласно изобретению снабжено пружинной подвеской, установленной между днищами корпуса и стакана, причем фиксаторы долота выполнены в виде клиновых плашек с хвостовиком и приводом, стакан - с радиальными окнами, а корпус - с ответными клиновым плашкам наклонными пазами на внутренней поверхности и осевыми каналами под центраторы, при этом фиксаторы установлены в совмещенных радиальных окнах корпуса и стакана с возможностью радиального и осевого перемещения, стакан - с возможностью осевого перемещения совместно с фиксаторами долота, а фигурный участок корпуса расположен в его верхней части.

Достижению необходимого технического результата способствует также и то, что привод каждого фиксатора выполнен в виде пружины с поджимной гайкой, установленных с наружной стороны корпуса, торец клиновых плашек, обращенный в сторону оси приспособления, выполнен с пазом под спинку лапы долота, а пружинная подвеска - в виде нескольких пружин с направляющими элементами, служащими центраторами для стакана, при этом один конец направляющих элементов жестко соединен со стаканом, а другой снабжен ограничителем хода, причем центраторы имеют вид стержней, отверстия под которые выполнены на наружной поверхности стакана и внутренней поверхности корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг. 1 изображает общий вид приспособления, фиг. 2 и 3 соответственно сечение А-А и Б-Б на фиг. 1.

Приспособление для навинчивания и отвинчивания бурового долота содержит корпус 1 с фигурным участком 2 (преимущественно квадратной формы) под входное отверстие стола ротора, стакан 3, размещенный в полости корпуса 1, фиксаторы долота 4, выполненные в виде клиновых плашек, и пружинную подвеску. Корпус 1 выполнен с радиальными окнами 5, переходящими со стороны внутренней поверхности в пазы 6 с наклонными стенками 7 и осевыми каналами 8 и 9 соответственно для слива промывочной жидкости и под элементы пружинной подвески. Фигурный участок 2 корпуса 1 расположен в его верхней части. Фиксаторы долота 4 имеют в плане Т-образную форму и установлены с возможностью радиального и осевого перемещения относительно корпуса 1, причем осевое перемещение осуществляется совместно со стаканом 3. Торец расширенной части плашек 4, обращенный в сторону оси приспособления, выполнен с пазом 10 под спинку лапы долота, а противоположный торец - с наклонной поверхностью, ответной наклонной стенке 7 паза 6 корпуса 1. При этом узкая часть плашек 4 представляет собой цилиндрический хвостовик 11, на котором размещен привод для радиального перемещения плашек 4, выполненный в виде пружины 12 с поджимной гайкой 13, установленных с наружной стороны корпуса 1, причем пружина 12 размещена между корпусом 1 и гайкой 13. Ширина расширенной части плашек 4 превышает их высоту и соответствует диаметру хвостовика 11, при этом диаметр хвостовика 11 меньше высоты радиальных окон 5. Расширенная часть плашек 4 может быть выполнена отдельно от хвостовика 11 и соединяться с ним как жестко, так и разъемно. Стакан 3 выполнен с радиальными окнами 14 под клиновые плашки 4, совмещенными с пазами 6 и радиальными окнами 5 корпуса 1, причем высота окон 14 равна высоте клиновой части плашек 4, а количество их соответствует числу лап долота. Днище стакана 3 имеет осевые каналы 15 и 16 соответственно под направляющие элементы 17 и для слива промывочной жидкости. Пружинная подвеска выполнена в виде нескольких пружин 18 с направляющими элементами 17, верхний конец которых жестко, например, посредством резьбы, соединен с днищем стакана 3, а нижний конец свободно проходит через осевое отверстие 9 на днище корпуса 1 и снабжен ограничителем хода в виде гайки 19 и стопорного шплинта 20. В этом случае направляющие элементы 17 одновременно служат и центраторами для стакана 3, а гайки 19 - для регулирования хода стакана, а следовательно, и для изменения диапазона работы с долотами разного диаметра. По другому варианту (см. правую часть фиг. 1 и 3) пружинная подвеска располагается под днищем стакана 3. В этом случае в качестве центратора для стакана 3 служат стержни 21, которые устанавливаются в совмещенных каналах 22 и 23 соответственно на внутренней поверхности корпуса 1 и наружной поверхности стакана 3.

Принцип работы приспособления заключается в следующем. Долото посредством специального колпачка или переходника устанавливают внутри стакана 3 таким образом, чтобы спинки лап вошли в контакт с внутренней поверхностью пазов 10 клиновых плашек 4, которые в исходном положении под действием пружины 12 располагаются заподлицо с внутренней поверхностью стакана 3. Под действием веса долота стакан 3 сжимает пружины 18 и опускается вниз. При этом стакан через верхнюю стенку окон 14 давит на плашки 4, которые одновременно перемещаются в вертикальной и горизонтальной плоскостях по наклонным стенкам 8 пазов 7 и зажимают долото, одновременно центрируя его относительно продольной оси корпуса 1. После этого снимают колпачок или переходник и долото через резьбовой ниппель соединяют с УВТ или турбобуром. Затем на УВТ или турбобуре закрепляют ключ и путем вращения ротора или машинного ключа производят навинчивание долота. После этого предварительно закрепив ротор, производят окончательное крепление долота. Отвинчивание долота производят аналогичным образом, только при этом используют второй ключ и вращают его в противоположную сторону.

Применение предложенного приспособления увеличивает стойкость долота за счет исключения повреждения его рабочих элементов (промывочных узлов, вооружения и опор) и сокращает затраты времени на свинчивание и развинчивание долота благодаря автоматическому захвату и фиксацию его клиновыми плашками при одновременном исключении удара долота и дно корпуса 1. Кроме того, благодаря радиальной подвижности плашек 4 каждое приспособление может быть использовано с несколькими типоразмерами долот. Это упрощает работу буровой бригады, снижает затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией элементов малой механизации. Особо следует подчеркнуть то, что благодаря выполнению фигурного участка в верхней части корпуса 1 исключается вероятность опрокидывания приспособления и тем самым повышается безопасность работ при замене буровых долот.