Двойной колонковый снаряд

(51) 4 Е 21 В 25 00 21 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОЛОНКОВЫЙ СНА- ружную трубу, поос с корпусом, соетрубой и имеющим(54) (57) ДВОЙ НОЙ К РЯД, содержащий н гружной поршневой н диненным с наружнои 5 юб ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР644937, кл. Е 21 В 25/00, 1975.Волков А. С. и Волокитенков А. А. Бурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости. - М.: Недра, 1970, с. 19, рис. 47.1255709 А рабочую камеру, соединенную с внешним пространством и полостью наружной трубы системой каналов с клапанами, а также гидравлический привод поршня насоса, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода керна, он снабжен внутренней керноприемной трубой с переходником, имеющим канал с клапаном, сообщающий полость керноприемной трубы с камерой насоса, и связанным подвижным подпружиненным соединением с корпусом наружного поршневого насоса, а также дросселирующим клапаном в канале, сообщающим камеру с внешним пространством и установленным с возможностью взаимодействия с переходником керноприемной трубы, при этом гидравлический привод поршня выполнен в виде части бойка, а корпус насоса и переходник керноприемной трубы являются наковальнями.1255709 Составитель Е. Молчанов Редактор О. Бугир Техред И. Верее Корректор М Демчик Заказ 4794/33 Тираж 548 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, 4Изобретение относится к горному делу и к средствам для бурения с отбором керна.Цель изобретения - увеличение выхода керна.На чертеже изображен двойной колонковый снаряд, разрез.Двойной колонковый снаряд содержит наружную трубу 1, соединенную с корпусом 2 погружного поршневого насоса, образованного рабочей камерой 3 в корпусе 2, соединенной системой каналов 4 и 5 с внешним пространством и полостью наружной трубы 1. В каналах 4 и 5 установлены обратные клапаны 6 и 7. В состав насоса входит также поршень 8 с гидравлическим приводом возвратно-поступательного движения в виде гидроударцика 9. Поршень 8 является частью бойка 10 гидроударника 9.Внутри наружной трубы 1 установлена керноприемная труба 11 с переходником 12, связанным подвижным подпружиненным соединением (детали 13 - 15) с корпусом 2.В переходнике 12 выполнен канал 16 с клапаном 17, сообщающий полость керцоприемной трубы 11 с камерой 3. Внутри камеры 3 насоса установлен дросселируюгций клапан 18, воздействующий на поток в канале 4, сообщающий камеру с внешним пространством. Клапан 18 установлен с возможностью взаимодействия с переходником 12. При ударном взаимодействии бойка 10 и его части (поргцня) 8 с корпусом 2 и переходником 12 последние являются наковальняСнаряд работает следующим образом.При бурении рыхлых несвязанных пород, сопротивление которых внедрению снаряда незначительно, осевое усилие на трубу 11 определяется только усилием предварительного сжатия набора пружин 13, Переходник 12 находится при этом в крайнем нижнем положении, не взаимодействуя с дросселирующим клапаном 18 и не прикрывая канал 4. Боек 1 О с поршнем 8 гидроударника 9, совершая возвратно-поступательные движения, в нижней точке ударяет только по корпусу 2, передавая энергию удара через наружную трубу 1. При движснии бойка с поршнем 8 вверх в камере 3 возникает разрежение, что вызывает всасывание в камеру 3 жидкости из скважины и полости трубы 11 через каналы 4 и 16. При этом под разностью движений в камере 3 и межтрубном пространстве клапан 7 перекрывает канал 5. При уходе бойка с поршнем 8 вниз давле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 цие жидкости в камере 3 повышается, что приводит к перекрытию клапанами 6 и 17 каналов 4 и 16 и нагнетанию жидкости из камеры 3 через канал 5 в полость наружной трубы и на забой скважины.Таким образом, осушествляется обратная промывка в полости трубы 11, причем ее интецсивность для указанных условий минимальна, поскольку канал 4 полностью открыт. Это предохраняет керн рыхлого, несвязанного грунта от разрушения и выноса восходящим фильтрационным потоком жидкости.По мере нарастания сопротивления, а также при смене породы труба 11 вместе с переходником 12 утапливается внутрь наружной трубы 1, сжимая пружины 13. Переходник 12 перемещает дросселирующий клапан 18 к выходу из канала 4, увеличивая гидравлические сопротивления для поступления жидкости из скважины внутрь камеры 3 и благоприятствуя таким образом поступлению жидкости в камеру 3 из полости трубы 11. Увеличение интенсивности обратной промывки, а следовательно, и фильтрационной силы восходящего потока жидкости приводит к подтягиванию керна, предотврашает его перетирку и заклинку, отдаляет наступление свайного эффекта. В то же время величина фильтрационной силы оказывается неопасной для разрушения структуры керна в связи с возросшими гидравлическими сопротивлениями в полости трубы 11.При некоторой степени сжатия пружин 13 наступает взаимодействие трубы 11 через переходник 12 с бойком 1 О гидроударника 9 и часть энергии удара гидроударника 9 передается трубе 11, способствуя преодолению ею возрастающего сопротивления породы внедрению. Причем с увеличением сопротивления горной породы часть энергии, передаваемой трубе 11, увеличивается, и при бурении по твердым сцементированным породам, когда набор пружин 13 полностью сжимается, боек 10 в нижнем положении наносит удары с максимальной энергией только по переходнику 12. Труба 11 при этом не вращается. Таким образом, достигается регулирование энергии удара по трубе 11 в зависимости от физико-механических свойств буримой породы, что ведет к сохранению структуры керна при бурении в мягких породах путем ограничения скорости внедрения и к повышению производительности бурения в твердых породах.