Буровой снаряд

(56) Волков А. С., Волокитенков А. А. Бурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости. М.: Недра, 1970, с. 75 - 106.Авторское свидетельство СССР628282, кл. Е 21 В 21/00, 1978(57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для буровых скважин. Цель изобретения - повышение производительности бурения за счет интенсификации об- ратной промывки. Снаряд содержит породоразрушающий инструмент 1 и колонну бурильных труб с воздухопроводными 2 и водо- подъемными 3 каналами и смеситель 4 для аэрации промывочной жидкости. Смеситель 4 лашнико ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ расположен выше инструмента 1 и ниже уровня жидкости в скважине и выполнен в виде кольцевой камеры (К) 5 с тангенциально установленными соплами (С)6:. Причем в К 5 напротив С 6 с зазором установлены плоские упругие спиральные пластины (П) 8.Внутренней поверхностью П 8 установлены тангенциально с С 6 и консольно связаны с периферийной поверхностью К 5. Сжатый воздух через канал 2 доходит до смесителя 4 и через С 6 выходит. Благодаря наличию П 8 воздух движется по их внутренней поверхности. Возбуждаются колебания П 8, возникающие в результате перепада давления и неравномерности подачи воздуха через С 6. В центре вращающегося потока образуется зона разрежения, куда поступает жидкость из канала 3. Воздух диспергируется жидкостью и канал 3 заполняется аэрированной жидкостью. За счет разности плотностей жидкостей в канале 3 и в скважине создается обратная циркуляция жидкости, которая очищает забой и охлаждает инструмент 1. 2 ил.320383 Фоуззгцли изоб)егенил 131Изобретение относится к горному делу,а именно к прогывке буровых скважин, цможет найти применение при бурении геологоразведочных, гидрогсологических и сгециальцых скважин.Цель изобретенияговьггггеггие производительности бурения зя счет интсцсцфикацггиооратной промывки.Нгг фиг. 1 изображен буровой снаряд,обгций вид; на фиг. 2 -- разрез А - Л цафиг. 1,Буровой снаряд состоит из породорязрушающего инструмента 1, колонны бурильных труб, содержащих воздухопроводные 2ц водоподъемный 3 каналы, и смесителя 4л;г 5 г аэрации п 1 омывочцой жидкостгг рггспо.ложеццого выше породоразругцяющего инструмента 1 и ниже уровня жидкости в скважине. Смеситель 4 для аэрации промывочной жидкости выполцегг в виде кольцевойкамеры 5 с тацгеггциально установлеггньгчгсоплами б и герметично сообщающимся своздухопроводцым каналом 2 с помощью кокуха 7. Кольцевая камера 5 выполнена ввиде канавки прямоугольного сечения, Вкольцевой камере 5 с зазором установлсгыплоские упругие спиральные пластины 8 напротив сопл 6. Спиральные пластины 8 своейвнутренней поверхностью установлеггы тяцгецциально к соплам б и коцсольно установлены на периферийной поверхности кольцевой камеры 5. Герметичное соединениевоздухопроводных 2 и водоподьемного 3 каналов в буровом снаряде обеспечено с гюмощыо фланцев 9 и болтового соеднггения 10.Буровой снаряд работает следующим образом.С поверхности через спсггиялыгьгй цеврацгагощийся сальник-вертлюг (не показан)в воздухопроводный канал 2 подается сжатый воздух. Воздух по воздухопроводнымканалам 2 доходит до смесителя 4 для аэрации промывочной жидкости и вьгходггг черезсопла 6. Благодаря тому, что напротивсоил 6 установлены плоские упругие спиральные пластины 8 своей внутренней поверхностью тангенциально к соплам, воздух движется по внутренней поверхности пластигг 8,Двикение воздуха по внутре ннсй поверхности спиральных пластин 8 возбуждает уцих колебательцые движения со звуковойчастотой. Причиной возникновения колеоаций у пластин 8 является наличие перепададавления, действующего на внутреннююи наружную поверхности ггластиг 8, и церавггомерность подачи гзоздухя через согпя 6. Этопроисходит следующим образом.Струя сжатого воздуха, двигаясь цо вцугрецней поверхности спиральной пластины 8,за счет перепада статического давления меж 2ду обоими сторонами пластины 8 вызывает се раскручивание и придает ей форму, близкую к ггилицдрической. Воздух раскручивается и под действием цецтрооежных сил прижимается к внутренней цилиндрической поверхности пластины 8. В результате этого в центре вращающегося потока образуется зона разрежения. В зону разрежения через зазор между кольцевой камерой б и пластиной 8 устремляется часть жидкости из водоггодьемного канала 3. С другой стороны, воздух по соплам 6 поступает непрерывно, вследствие чего объем врагцающегося потока резко возрастает, в результате происходит гидравлический удар встречных потоков и часть газожидкостной смеси выбрасывается через зазор между кольцевой камерой 5 и пластиной 8 в водоподьемный канал 3. После выброса газожидкостной смеси в цилиндрической камере, образованной пластиной 8, опять возникает зона разрежения, и процесс гнвторяется с высокой частотой, достигая звукового или ультразвукового диапазона. В результате такого диспергирования воздуха в жидкости водоцодьемный канал 3 заполняется тонкодисперсцой аэрировацной жидкостью. За счет разности плотностсй жидкостей в скважине и водоподъемном канале 3 в буровом снаряде создается обратная циркуляггия промывочной жидкости. Жггдкость из скважины, очищая забой от гцлама и ох.гаждая породоразрушаюгций цггструмент 1, поступает в зоцу схгеггения. Здесь она аэрируется и дальше по водоподьемному каналу 3 поднимается на поверхность, где через сальцик-вертлюг и цгланг поступает в отстойник. После очистки промывочной жидкости ца поверхгнсти ггя снова ггостугает в скважинл Буровой снаряд, содержащий породоразрушающий инструмент и колонну бурильных труб, имеющую воз;гухопроводцые и водоподьемный каналы и смеситель для аэрации промывочной жидкости, размегцецный вьггдс породоразрушающего инстрх мента и ниже уровня жидкости в скважине и выполненный в виде кольцевой камеры с тацгенциальцо установленныхггг соплами, тличагоигийся тем, что, с целью гговышения производительности бурения за счет интенсификации ооратной промывки, он снабжен плоскими упругими спиральными пластинами, установленными в кольцевой камере с зазором напротив сопл, причем пластины своей внутренней поверхностью установлены тангецгиальгго к соплам и консольцо связаны с периферийной поверхностью кольцевой камеры.Составитель И. БелТехред И. ВерееТираж 532 по делана изобретений и открытиГнская иаб., д. 4 5тие, г. Ужгород, 1 л. Проектная. 4 когиитета а, Ж - 3 веское п Редактор Л. Повхан