Желонка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В Е 24, 27 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТ АВТ енина проектно- следовательский м. С. Я, Жука во ССС , 1975.во ССС О, 1982ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена Лизыскательский и научно-исинститут Гидропроект и(54) (57) Ж ЕЛО НКА, содержа ща я .кор пус с клапанным седлом и клапан-долото с центральным стержнем и грузом, отличаюиаяся тем, что, с целью повышения скорости бурения путем фиксации клапана в открытом и закрытом положении, она снабжена подпружиненным штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, причем корпус связан со штоком посредством гибких элементов и огибаемых ими роликов, размещенных на верхнем торце груза.Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно к инструменту ударно-канатного бурения преимущественно скважин большого диаметра.Известна желонка, содержащая корпус с клапанным седлом, клапан, боек со стержнем и долото 1. Однако желонка отличается недостаточной надежностью в работе, вызваннои тем, что оседающий на клапане шлам ограничивает его перемещение и в конечном итоге прекращает циркуляцию жидкости.Известна также желонка, содержащая подвешенные на канате корпус с клапанным седлом и клапан-долото с центральным стержнем и грузом 2.Однако при бурении скважин с применением данной желонки наблюдается низкая производительность, обусловленная тем, что в желонке отсутствует принудительное открытие клапана, что в свою очередь препятствует обеспечению надежного забора шлама и в конечном счете приводит к снижению скорости бурения.Цель изобретения - повышение скорости бурения путем фиксации клапана в открытом и закрытом положении.Указан ная цель достигается тем, что желонка, содержащая корпус с клапанным седлом и клапан-долото с центральным стержнем и грузом, снабжена подпружиненным штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, причем корпус связан со штоком посредством гибких элементов и огибаемых ими роликов, размещенных на верхнем торце груза.На чертеже изображена желонка на левой проекции с закрытым клапаном, на правой - с открытым, общий вид.Желонка содержит клапан-долото, нижняя часть которого выполнена в виде долота 1 а верхняя - в виде конусного клапана 2. В центральной части клапана-долота имеется карман 3 для крупного шлама. На клапане-долоте соосно закреплены центральный стержень 4 и груз 5. Кон центрично кла пану-долоту установлен корпус 6 цилиндрической формы, в нижней части которого имеется конусное клапанное седло 7. Угол конусности клапана 2 и седла 7 принимается больше угла естественного откоса, чтобы крупный шлам не оседал на поверхности клапана-долота и под собственным весом скатывался с нее на забой скважины, В полости корпуса 6 имеются направляющие диафрагмы 8 с отверстиями, центрирующие корпус 6 относительно продольной оси клапана-долота, В полости, выполненной в дополнительном грузе 5, соосно клапану-долоту установлен с возможностью поступательного перемещения шток 9, соединенный с канатом 10 лебедки буровой установки (не показана). На дополнительном грузе 5 закреп 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лена крышка 11, между которой и головкой штока 9 установлена пружина 12. Головка штока 9 и корпус 6 соединены между собой гибкими звееньями 13, огибающими блоки 14, размещенные на крышке 1 1.Желонка работает следующим образом.При пуске желонки в скважину на канате 10 вес клапана-долота вместе с весом центрального стержня и груза 5 сжимает пружину 12, шток 9 при этом находится в верхнем положении (левая проекция чертежа), а корпус 6 опущен вниз под действием собственного веса - клапан закрыт. Возможен также вариант исполнения желонки без пружины 12, но в этом случае вес штока 9 должен превышать вес корпуса Ь.При входе в слой зашламованной жидкости на забое скважины долото 1 и расположенный над ним корпус 6 вытесняют жидкость со шлаком в пространство между стенками скважины и стенками корпуса 6. Уровень жидкости в скважине резко поднимается, при этом жидкость захватывает с собой шлам, находящийся на забое. При контакте долота 1 с забоем его лезвия разрушают породу, а в канате 10 появляется слабина. С пружины 12 снимается вес клапана-долота центрального стержня 4 и дополнительного груза 5. Шток 9 под собственным весом и усилием пружины 12 продолжает движение вниз, а поскольку вес штока и рабочее усилие пружины превышают в сумме вес корпуса 6, последний поднимается вверх под действием усилий в гибких звеньях 3, переброшенных через блоки 14.Клапа н желонки открывается (правая проекция чертежа), и зашламованная жидкость поступает во внутреннюю полость корпуса 6. Когда желонку начинают поднимать из скважины, канат 10 натягивается и пружина 12 под весом клапана-долота центрального стержня 4 и дополнительного груза 5, которые зависают на ней, сжимается, а цилиндрический корпус 6 под собственным весом опускается вниз, закрывая клапан 2 и имеющуюся внутри корпуса жидкость со шламом. За время, которое клапан 2 находится в открытом положении, из жидкости на верхний торец долота выпадают наиболее крупные фракции шлама, большая часть которых осе- дает в шламоприемном кармане 3. Крупный шлам, попавший на конусную поверхность клапана-долота, благодаря крутому наклону конусной поверхности не может удержаться на ней и падает обратно на забой. С закрытым клапаном желонку поднимают на устье скважины, устанавливают на шламоприемную площадку и канату 1 О опять придают слабину. Весом штока 9 и рабочим усилием пру1 59999 Составитель В. Чуносов Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец Заказ 3707/26 Тираж 540 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, 4жины 12 корпус 6 вновь поднимается вверх; открывая клапан, и зашламованная жидкость изливается из полости корпуса 6. Шламоприемный карман 3 периодически очищается от крупных фракций шлама, После разгрузки и очистки желонка вновь опускается на забой скважины и цикл бурения повторяется,Применение изобретения позволяет повысить надежность работы желонки, коэффициент ее заполнения шламом, скорость и производительность бурения.