Буровой снаряд

СОЮЗ СОВЕТСКИХаОВИВФОтаесиииРЕСПУБЛИК ЯО 067195 А 511 Е 21 В 21/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Фг фЪ )трОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " ц(71) Свердловский ордена Трудового Крас-ного Знамени горный институт им. В. В. Вахрушева(54) (57) БУРОВОЙ СНАРЯД, содержагций породоразрушающий инструмент н эрлиф 1 в виде воздухонагревательного сальникавертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коак- сиально .расположенной в бурильных трубах колонны воздухопроводных труб со смесителем на .нижнемконце, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости, он снабжен упругими щетками, при этом щетки за. креплены по периметру внешней стороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной час. тью сальника-вертлюга.6Изобретение относится к горному .делу,а именно, к средствам для промывки буро"вых скважин при бурении с использованием труб с каналами для жидкости и газа.Известны буровые снаряды, содержащиепородоразрушающий инструмент и эрлифт с колоннами бурильных и воздухопроводиых труб, и воздухонапорнцм сальникомвертлюгом 1.Однако возникающая при работе такого снаряда обратная циркуляция промывочной жидкости нестабильна, так как образующийся в смесителе поток аэрированной жидкости имеет неравномерную плотность.Известен буровой снаряд с элементамидля диспергировайия воздуха в потоке жид кости, содержащий породоразрушающий ин.струмент и эрлифт в виде воздухонагнетательного сальника-вертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коаксиально расположенной в бурильных трубах колонны воздухопроводяых 20 труб со смесителем на нижнем кон це 12 .Однако известное техническое решениесо смесителем на нижнем конце не устраняет изменений плотности аэрированной жидкости по мере движения ее вверх и возникающей из-за разности скорости подъема пузырьков воздуха и соответственно жидкости, а возникающая в результате этого явления пульсация потока отрицательно сказывается на эффективности бурения.Цель изобретения - повышение эффек- з 0тивности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости.Указанная цель достигается тем, что буровой снаряд, содержащий породоразрушающий инструмент и эрлифт в виде воз. духонагнетательного сальника-вертлюга и 35соединенных с ним колонны бурильных труб со сливнцми окнами и коаксиально расположенной в бурильных трубах колонны возду.хопроводйых труб со смесителем на нижнем конце, сйабжен упругими щетками, при этом щетки закреплены по периметру внешней стороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной частью сальника-вертлюга.На фиг, 1 показан предлагаемый буровой снаряд; на фиг. 2 - разрез А - А на 45 фиг. 1.Снаряд состоит из колонковой трубы 1 с породоразрушающим инструментом 2 и эр= лифта в виде колонны бурильных труб 3, воздухопроводных труб 4 и смесителя 5, Воздухопроводяце трубы 4 расположены ко аксиально внутри бурильных труб 3 и свя.заны вверху с неподвижной частью воздухоиапорного сальника-вертлюга 6, На воздухопроводных трубах 4 с интервалом 5 - 15 м по внешнему периметру жестко установлены упругие щетки 7.;Полость кольцевого пространства между бурильными трубами 3 и воздухопроводными трубами 4 сообщается со скважиной через сливные окна 8 в бурильных трубах 3. Сжатый воздух в снаряд подается по шлангу 9.Снаряд работает следующим образом.Сжатый воздух, от компрессора (не показан) поступает по шлангу 9 через сальник-вертлюг 6 и воздухопроводнце трубы 4 к смесителю 5. Из смесителя 5 воздух выходит в кольцевое пространство между буриль.ными трубами 3 и воздухопроводными трубами 4 и образует здесь аэрированную жидкость. За счет разниць 1 удельных весов жидкости, находящейся в затрубном пространстве (скважине) и аэрированной в кольцевом пространстве между бурильными 3 и воздухопроводными трубами 4 создается обратная циркуляция щромывочной жидкости. Жидкость из скважины, очищая забой от шлама и охлаждая породоразрушающий инструмент 2, поступает во внутрь колонковой трубы 1. Из последней по бурильным трубам 3 жидкость поступает в кольцевое пространство между трубами 3 и 4, где она аэрируется. Дальше, поднимаясь по кольцевомупространству между трубами 3 и 4, аэрированная жидкость в буровом снаряде под воздействием сил вращается вместе с бурильными трубами. Поднимаясь вверх, она через определенные интервалы встречает на своем пути неподвижные щетки 7. Благодаря тому, что аэрированная жидкость вращается после прохождения каждой щетки в этой жидкости происходит восстановление однородности структуры газожидкостной среды путем механического перемешива ния ее жидкости и газообразной фаз. Вращающиеся и движущиеся вверх большие пузырьки воздуха и жидкая фаза при встрече с упругимии щетками разбиваются и тщательномеханически перемешиваются между собой. Расстояние между щетками выбираетсяв зависимости от скорости разделения жидкой и газообразной фаз потока. В нижней части воздухопроводных труб щетки располагаются с интервалом 10 - 15 м, так какздесь скорость разделения на жидкую и газообразную фазу еще мала, В верхней части (в виду того, что при.-подъеме аэрированной жидкости разделение ее на воду и воздух .происходит быстрее) щетки располагаются с меньшим интервалом, от 5 до 10 м.Устранение пульсации промывочнойжидкости повышает интенсивность обратной промывки и понижает удельный расход воздуха, т, е, при одном и том же расходе воздуха в предлагаемом буровом снаряде можно получить больший расход промывочнойжидкости у породоразрушающего инстру. мента по сравнению с прототипом, улучшить удаление шлама и повысить эффективность бурения.Составитель В. Акслехред И. Верес 569 Тигор Редактор М. Келемеш Т Закаэ 10908/37 ТВНИИПИ Госу по делам 13035, Москва,Филиал ППП Пате