Колонковый снаряд

Колонковый снаряд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Цель - повышение выхода керна. Для этого внутри колонковой трубы 1 размещена двойная спираль 9 с витками левого направления. Нижние концы спирали 9 соединены с подвижной втулкой 6, а верхние - друг с другом в виде упора для керна. Втулка 6 имеет радиальные каналы в виде торцовых выемок 7, сопряженных с местами присоединения концов спирали 9. Выемки соединены эластичной оболочкой. Снаряд имеет коронку, радиальные отверстия 5 которой сообщаются с промывочным каналом 4. В момент совмещения отверстий 5 и выемок 7 во втулке 6 происходит быстрое открывание и резкое закрывание каналов. При этом происходят гидравлические удары и кавитация, что создает вибрацию на коронке, способствует увеличению скорости проходки. Вибрация, передаваемая на спираль 9, способствует лучшей очистке витков спирали 9 от шлама и перемещению витков относительно керна. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ инГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4390953/31-03 (22) 18.02.88 (46) 15.1!.89. Бюл. ¹ 42 (71) Московский геологоразведочный ститут им. Серго Орджоникидзе (72) Г. С. Садыков, Г. А. Воробьев, А. E. Козловский, Б. А. Новожилов, А. Ф. Редько и А. В. Кочкарев (53) 622.243.64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 994685, кл. Е 21 В 25/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1317095, кл. F 21 В 25/00, 1985.

„„SU„„1521854 А 1

2 (54) КОЛОНКОВЫЯ СНАРЯД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Цель — повышение выхода керна. Для этого внутри колонковой трубы 1 размещена двойная спираль 9 с витками левого направления. Нижние, концы спирали 9 соединены с подвижной втулкой 6, а верхние — друг с другом в виде упора для керна. Втулка 6 имеет радиальные каналы в виде торцовых выемок 7, сопряженных с местами присоединения концов спирали 9. Выемки соединены эластичной

1521854 оболочкой. Снаряд имеет коронку, радиальные отверстия 5 которой сообщаются с промывочным каналом 4. В момент совмещения отверстий 5 и выемок 7 во втулке 6 происходит быстрое открывание и резкое закрывание каналов. При этом происходят гидравлические удары и кавитация, что созИзобретение относится к горному делу, в частности к средствам для бурения с отбором керна из скважин, Цель изобретения — повышение выхода керна.

На фиг. 1 изображен колонковый снаряд в момент бурения скважин; на фиг, 2— сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 3 (в увеличенном масштабе); на фиг. 5 — колонковый снаряд с керном при бурении восстающей скважины.

Колонковый снаряд содержит колонковую трубу 1 с породоразрушающей коронкой 2, имеющей кольцевую внутреннюю выемку

3, промывочные каналы 4 и радиальные отверстия 5 в стенке выемки 3.

Внутри выемки 3 установлена подвижная втулка 6 с радиальными каналами в виде торцовых выемок 7, соосных отверстиям 5.

Втулка 6 шарнирно соединена с нижними концами 8 двойной упругодеформируемой спирали 9 с витками левого направления. Верхние концы 10 спирали соединены друг с другом в виде упора для керна, образованного кольцом диаметром меньшим диаметра керна.

Торцовые выемки 7 сопряжены с местами при соеди не н и я ко н цо в 8 в соот ветству ющих наклонных вырезах 11.

Выемки спирали 9 могут быть соединены эластичной оболочкой 12, а радиальные отверстия 5 коронки могут сообщаться с промывочными каналами 4.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

Снаряд на бурильных трубах (не показаны) спускается на забой скважины. !!а коронку 2 подается вращение, осевая нагрузка и промывочный агент. При вращении колонковой трубы 1 подвижная втулка 6 с упругой спиралью 9 за счет сил трения вращается вместе с колонковой трубой 1.

При совпадении скоростей вращения коронки 2 и втулки 6, совмещение выемок 7 с отверстиями 5 не происходит, что ухудшает очистку внутренней полости колонковой трубы 1 от скопившегося шлама. Образовавшийся при бурении трещиноватых пород керн поступает в колонковую трубу 1 и взаимодействует с упругой спиралью 9. i5

2О

ЗО

55 дает вибрацию на коронке, способствует увеличению скорости проходки. Вибрация, передаваемая на спираль 9, способствует лучшей очистке витков спирали 9 от шлама и перемещению витков относительно керна. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

При взаимодействии упругой спирали 9 с керном спираль 9 несколько увеличивается в диаметре и керн свободно проникает вовнутрь спирали 9 и упирается в упор, образованный верхними концами 10 спирали 9. 3а счет сил трения происходит торможение скорости вращения подвижной втулки 6 до полной ее остановки. Колонковая труба 1 вращается относительно неподвижной втулки 6, поэтому происходит частое совмещение выемки 7 и отверстий 5. По мере углубки скважины поступающий в колонковую трубу 1 керн постепенно вытягивает упругую спираль 9. Упругая спираль 9 обхватывает разрушенный трещиноватый керн, который не контактирует с внутренними стенками колонковой трубы l. При этом не происходит соударения кусков керна друг с другом и вращения их относительно оси скважины. Это обстоятельство позволяет сохранить трещиноватый керн от разрушения. Образовавшийся шлам и кусочки керна под действием промывочной жидкосги и сил трения от вращающейся колонковой трубы транспортируются по виткам упругой спирали 9 к выемке 7 в подвижной втулке 6 н в момент совмещения выемки 7 с отверстием 5 выбрасываются в затрубное пространство. Лучшей очистке колонковой трубы 1 от шлама способствует размещение отверстий 5 над промывочными каналами 4 за счет эжектирующего эффекта, образующегося при выходе с большой скоростью промывочного агента из промывочного канала 4, над которым размещены отверстия 5.

Постоянное освобождение от шлама зазора между керном и колонковой трубой 1 позволяет исключить самозаклинку керна.

В момент совмещения отверстий 5 и выемок 7 во втулке 6 происходит быстрое открывание н резкое закрытие каналов.

При этом происходят гидравлические удары и кавитация, что создает вибрацию на коронке 2 и упругой спирали 9. Вибрация, переда ваемая на коронку 2, способствует увеличению скорости проходки, а вибрация,передаваемая на спираль 9, способствует лучшей очистке витков спирали 9 от шлама и перемещению витков спирали 9 отно-. сительно керна. При бурении скважин в слабых трещиноватых породах витки упругой спирали 9 оснащаются эластичной оболочкой

1521854

5 в виде сетки или пленки 12. Это позволяет сохранить керн трещиноватых пород от разрушения и вымывания его промывочным агентом.

По окончании рейса прекращается углубка скважины. При этом упругая спираль 9 обжимает керн и удерживает его от выпадения из колонковой трубы 1.

При бурении восстающих скважин из подземных горных выработок данное техническое решение позволяет избежать режима процессии за счет невыпадения керна из колонковой трубы l. Керн в колонковой трубе 1 удерживается, что позволяет центрировать колонковую трубу 1 по оси скважины и сохранить целостность керна от разрушения.

Формула изобретения

1. Колонковый снаряд, содержащий колонковую трубу с породоразрушающей коронкой, имеющей кольцевую внутреннюю выемку, промывочные каналы и радиальные отверстия в стенке выемки, и установлен. ную в кольцевой выемке подвижную втулку с радиальными каналами, соосными с отверстиями коронки, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода керна, он снабжен размещенной внутри колонковой трубы двойной спиралью с витками левого направления, нижние концы которой шарнирно

1О соединены с подвижной втулкой, а верхние— друг с другом в виде упора для керна, при этом радиальные каналы втулки выполнены в виде торцовых выемок, сопряженных с местами присоединения концов спи15 рали.

2. Колонковый снаряд по и. 1, отличающийся тем, что выемки спирали соединены эластичной оболочкой.

3. Колонковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что радиальные отверстия ко2О ронки сообщаются с промывочными каналами.! 521854

Составитель В. Акслер

Редактор М. Бандура Техред И. Верес КВорректор В. Кабаций

3а каз 690) /28 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 0!