Буровой снаряд

Буровой снаряд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнчесмих

Республик (t li945368 (6I ) Дополнительное w авт. саид-ву (22) Заявлено 23. 12. 80 (21) 3226432/22-03 с присоединением заявки №(51)М. Кл.

Е 21 В 25/04

ЯЬвудврстнаннъй квинтет

CCCP но делен нзвбретеннй. н открытнй (23)ПриаритетОпубликовано 23. 07. 82.Б1оллетень № 27 (53) УДК 622.24. .051 ° 52(088.8) Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

Г. К. Ешимов и Н. Д. Нечаев

Белорусская геолого-гидрогеологическая ркспедиция управления геологии Белорусской ССР (71) Заявмтель (54) БурОВОй СНАряД

Изобретение относится к.горному делу и может быть использовано при. бурении геологоразведочных скважин с отбором керна.

Известен буровой снаряд для колонкового бурения геологоразведочных скважин, включающий корпус, породоразрушающий наконечник и подпружиненную керноприемную трубу (1).

Недостатком конструкции является низкая механическая скорость бурения перемежающихся по твердости горных пород вследствие неэффективности их разрушения при вдавливании керноприемной трубы.

Наиболее близким к изобретению

15 по технической сущности и достигаемому результату является буровой снаряд, содержащий корпус и размещенную в нем подпружиненную керноприемную втул- 2о ку с резцами (2).

Недостатком снаряда является эффективность его работы по перемежающимся породам вследствие значительной

2 величины кольцевого забоя, что отрицательно сказывается, в первую очередь, на механической скорости бурения.

Кроме того, все известные устройства не исключают радиальных вибраций бурового снаряда, возникающих вследствие того, что между стенками скважины, буровым снарядом и керном всегда имеется определенный технологический зазор, а сами буровые коронки имеют ярко выраженную разновысотность резцов.

Цель изобретения — повышение эффективности работы снаряда по породам перемежающейся твердости путем автоматического регулирования обратного потока промывочной жидкости и уменьшения колебаний керноприемной втулки.

Поставленная цель достигается тем, что пружина присоединена верхним концом к торцу корпуса, а другим - к наружной стенке керноприемной втулки у ее нижнего края, при этом нижний виток пружины армирован твердым сплавом.

5 занием (в случае мягких пород) к разрушению истиранием, что более эффек" тивно в крепких породах.

Таким образом, пружина 2, определяющая величину выхода керноприемной втулки 3 эа торцы промывочных каналов, выполняет роль наклонных ребер пере1, менного угла наклона к плоскости забоя: чем мягче порода, тем больше

3 94

При этом навивка пружины имеет направление, соответствующее направлению вращения керноприемной трубы.

На фиг. 1 изображен буровой снаряд при бурении твердых пород, общий вид; на фиг. 2 - то же, при бурении мягких пород.

Буровой снаряд состоит из корпуса нижний торец которого соединен с помощью пружины 2 правой навивки с нижним краем керноприемной втулки 3, оснащенной резцами 4, Виток пружины 2 армирован твердосплавными резцами 5.

Между корпусом 1 и керноприемной втул кой 3 размещено уплотнение 6.

Устройство работает следующим образом.

При бурении вращение от керноприемной трубы через корпус 1 передается пружиной 2 на керноприемную втулку 3, которая разрушает часть кольцевого забоя резцами 4, другая часть забоя разрушается армирующими пружину 2 резцами 5, Промывочная жидкость подается на забой из межтрубного пространства бурового снаряда.

При бурении мягких пород керноприемная втулка 3, поджимаемая пружиной

2, значительно опережает корпус 1 и тем самым уменьшает, количество промывочной жидкости, поступающей в керноприемную втулку 3 из затрубного пространства через кольцевой забой, образуемый резцами 4, и предохраняет керн от размывания восходящим потоком. Пружина 2 при этом имеет минимальный наружный диаметр, а угол на/ клона ее витков имеет максимальную величину, что способствует увеличению скорости углубки снаряда.

При встрече пропластков твердых пород втулка 3, сжимая пружину 2, вдвигается в корпус 1, резцы 4 керноприемной втулки 3 охлаждаются более интенсивно возрастающим потоком промывочной жидкости, но керн в колонковой трубе не размывается, так как представлен более твердыми породами и площадь кольцевого зазора между керном и корпусом способствует ламинарному течению жидкости. Пружина 2 при этом стремится к положению с мак" симальным диаметром и минимальным углом наклона о витков спирали. Однако стенки скважины, сложенные креп. кой породой, не позволяют пружине 2 увеличиваться в диаметре, а минимальный угол наклона витка спирали способствует переходу от разрушения ре368 4 угол наклона, что способствует стабилизации осевой нагрузки и работы керноприемой втулки на забое и повышению механической скорости бурения, Для надежного регулирования величины потока промывочной жидкости, поступающей в полость керноприемной втулки 3, последняя выполнена без промывочных окон. В зависимости от твердости буримых горных пород величина потока в керноприемной втулке 3 может быть предварительно задана путем подбора втулок с определенным выпуском резцов 4; чем выше твердость горных пород, тем меньший требуется выпуск, 25 так как Уменьшается заглубление резцов

4 в породу, а зазор между торцом керноприемной втулки 3 и забоем определяет расход промывочной жидкости, попадающей в полость втулки 3.

Жесткость пружины выбирается также в зависимости от твердости буримых горных пород: чем выше твердость, тем большую жесткость должна иметь пружина. Поэтому выпуск резцов 4 должен быть также обратно пропорционален жесткости пружины 2.

Пружина 2, передающая осевую нагруэку и крутящий момент на керноприемную втулку 3, имеет навивку, которая по направлению совпадает с направлением

40 вращения керноприемной втулки. Благодаря этому в процессе бурения пружина 2 постоянно стремится к увеличению своего диаметра до контакта со стенками скважины, образованной армирующими

45 пружину 2 резцами $. Это способствует стабилизации бурового снаряда, т. е. уменьшению elo радиальных колебаний.

Применение предложенного бурового снаряда позволит повысить механическую скорость бурения эа счет уменьшения кольцевого забоя скважины и взаимодействия витков пружины со стенками скважины и увеличить выход керна благодаря автоматическому регулирова55 нию обратного потока промывочной жидкости путем изменения величины выхода керноприемной втулки и уменьшению колебаний последней.

945368 6 при этом нижний виток пружины армирован твердым сплавом.

2. Снаряд по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что навивка пружины имеет направление, соответствующее направлению вращения керноприемной втулки.

Формула изобретения

Фиа 7

Составитель Н. Панин

Редактор А. Шишкина Техред Т.Фанта Корректор О. Билак

Заказ 5282/43 Тираж 623 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1. Буровой снаряд, содержащий кор пус.и размещенную в нем подпружиненную керноприемную втулку с резцами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности. его работы по породам перемежающейся твердости путем автоматического регулирования обратного потока промывочной жид- 1в кости и уменьшения колебания керноприемной втулки, пружина присоединена верхним концом к торцу корпуса, а другим " к наружной стенке керноприемной втулки у ее нижнего края, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

It 524906, кп. Е 21 В 25/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 613078, кл. Е 21 В 25/00, 1976(прототип).