Колонковый снаряд

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 720137(72) Автор изобретения С. И, Беляков Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых,специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу(54) КОЛОНКОВЫЛ СНАРЯД Изобретение относится к бурению скважин, а именно к бурению разведочных скважин с отбором керна ударно-вращательным способом с применением погружных ударных механизмов, и может быть использовано при разведке месторождений полезных ископаемых. Известны колонковые снаряды для взятия керна при бурении по прочным горным породам с кернорвательным устройством в виде цилиндрической цанги 1.Недостатком этих снарядов является то, что кернорвательное устройство имеет подвижные относительно колонковой трубы элементы, из-за чего усложнена конструкция, требуется уменьшение диаметра керна для размещения кернорвателя в зазоре между керном и стенкой скважины, недостаточно надежны в работе. Кроме того, такие конструкции снарядов основаны на том, что разрушение пород забоя скважины и калибровка керна производится одним кольцевым долотом, что приводит к разрушению керна за счет постоянного его контакта с вращающимся и вибрирующим кольцевым долотом. 2Известен также колонковый снаряд,включающий наружный переходник, наружную колонковую трубу, кольцевое долото, шток, установленный на наружном переходнике, внутреннюю колонковую трубу с внутренним переходником, соединенным со штоком, и кер нор в ател ь 2 .Этот колонковый снаряд изолирует кернот кольцевого долота, чем прехохраняет его от разрушения во время бурения, надежно удерживает его в ходе подъема снаряда.Однако он может эффективно использоваться только при бурении по мягким горным породам. Для прочных горных пород необходимы надежные кернозахватные устройства, которые могли бы обеспечить отрыв керна от забоя и удержание его в процессе подъема. Известные конструкции кернорвателей для их размещения в данном снаряде, потребуют уменьшения диаметра керна, что приведет к понижению процента выхода его.Цель изобретения - повышение выхода 20керна при ударно-вращательном бурении скважин.Цель достигается тем, что шток выполнен с фигурной головкой и связан с наруж 720 гч 7ным переходником посредством шлицевсго соединения, внутренний переходник выполнен с фигурным пазом под головку штока. а кернорватель - в виде винтовой нарезки ня Внутренней поверхности внутренней колонковой трубы с углом подьема витков определяющимся по следующей формулс:ЗПС = ----- т- -2 Р и ро/т- в.) 2(г где Р - осевая нагрузка на внутреннюк) колонковую трубу во время удара, кг;и. - число заходов винтовой нарезки;1.) - внутренний диаметр внутренней колонкбвой трубы, см;гп - ширина витка винтовой нарезки няплоскости, перпендикулярной осиснаряда, см;200 в минимальное значение пределапрочности твердой горной породына скалывание, кгс/см.На чертеже представлен колонковый снаряд, продольный разрез,Колонковый снаряд состоит из наружного переходника 1, соединенного с наружной колонковой трубой 2, на которой усгяновлено кольцевое долото 3. Внутри наружпой колонковой трубы 2 имеется внутрепняя колонковая труба 4 с внутренним перехдником 5, установленным ня штоке 6.1.ток 6 имеет фигурнуго головку 7 и соединяется с переходником 1 посредством. ш;ицевого соединения 8, а на внутреннем переходнике 5 имеется фигурный пяз 9 под гонвку 7 штока 6. На внутренней поверхности внутренней колонковой трубы 4 Выполнена винтовая нарезка 10, служащая длязахвата, отрыва и удержания кернаНризвлечении снаряда из скважины. Снггря,.),используется в комплекте с погружным ударным механизмом 12.Колонковый снаряд работает следующимобразом.В процессе бурения долото 3 вырабатывает забой скважины, оставляя уступ горной породы в зоне, прилегающей к поверхности керна. Внутренняя колонковая трубя4 опирается заостренным торцом в этспуступ, прижимая внутренний перехо.г,ник 5к переходнику 1, что обеспечивает передачуудара на режущую кромку колонковой трубы 4. В этом положении колонковая тзуб)яимеет возможность перемещаться под дс 11(.твием удара вниз и вращаться незявиси 1(:от наружной трубы 2.Во время удара нижняя заостреннаякромка колонковой трубы 4 скалывает уступпороды, калибруя керн, и нарезает на г;оверхности керна винтовую нарезку, соответствующую винтовой нарезке 10 на внутренней цилиндрической поверхности колонковой трубы 4. Угол наклона винтовой нарезки 10 выбирается из условия предохранения 1 ипГ;) гк)Й 1 яр(зки Образ; ,иЗ )ПИ) НЯ ПОРРПХНОСТИ гРППЯ )Т КОЯ" БРЕМП бУРЕНИЯ КЕРН КЯЛИб)У( ; - : "., гР(кои колонкОВОи тг)убы г бР. П(БР Я -"( 1:.: РЗЯ ХОДИТ ПЛОТНО ПОД ДЕЙС ГВ),С(: у г рнядеж но 1 держивяется и. из)1 1 (Р ),0 От Выпадения в ходе погьег, я . яПОР Пл(1. ( .СгЬг. ОЛ ) ПКОВ 1РПЯ В Н(НИ)0 С И(ПОЛ"МР)Ь М"ВПЕМЯ СНЯ 1)ЯДЯМ 11 ДЛЯ Мг(БРНО-БГ)ЯП;ЯгсгльОГ(, бурсПгя, )озволяет полно тьи) изо. Нрзв:(ггг кс 1)н От действия врящгюпгсго( я кльцсвого1 О Гг КЯ 1 ИОРОвг 1 ТЬ ЕГО 1 ПЕС:1 П ."1: ,. ,)1 Р 1 П 1)1; и( Г ЭЪГЗКЯ М И ПОНИ )П(1( гс 3 г, .", ПТ (НИЗИЬ ВОЗМОЖНОСТЬ РЯЧЯЛЬ 1 ЫХ ".а,.М)3(гИИ кепня, изолировать керн .: Действии по;окя,пес (вамиоедг 1 Гяе(1(11 ( 1 я диметь керн Оольшого дня )с Тря зя счет:, -;:1 ьШ(Х РЯДИЯЛЬНЫХ г)ЯЗМС, ОР 1-1;г)ЗЯТС,.у(троиствя и В то же 1)рг,г; ", )с)20 о Составитель В. Никуекред К. Шуфрнчнраж 626 нн Корректор Ю. Макаренк Подписное ор т. Авдейчн 0184/23 Реда Зака СССРий д, 4,5 ЦНИИПИ Госпо делам113035, Москва илиал П ПП Пат ударственного комитетизобретений и откры Ж - 35, Раушскан на ент, г. Ужгород, ул,ектнаи, 4 5В - внутренний диаметр внутреннейколонковой трубы, см;гп - ширина витка винтовой нарезки наплоскости, перпендикулярной осиснаряда, см;200 - минимальное значение пределапрочности твердой горной породына скалывание, кгс/см 2. ЪИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Граф Л. Э. и Коган Д. И.Гидроударные машины и инструменты, М., Недра,1972, с. 129, рис. 47.2. Сулакшин С. С. Современные способыи средства отбора проб полезных ископаемьх. М., Недра, 1970, с. 97 - 98 (прототип)