Переходник колонковой трубы

(53) УДК 622.243. .64:622.243.14 (088.8) Опубликовано 15.08.81, Бюллетень 30Дата опубликования описания 25:08.81 ло делан нзебретеннй и открытий(72) Автор изобретения А. С. Елшанский Иркутский политехнический институт(54) ПЕРЕХОДНИК КОЛОНКОВОЙ ТРУБЫ Изобретение относится к креплению колонны бурильных труб с колонковыми трубами при проведении геологоразведочного бурения.При бурении скважин буровой снаряд, в частности, переходник с бурильных труб на колонковую трубу, должен обладать достаточной прочностью, передавать вращение, осевое усилие на забой, необходимое для разрушения пород, н быть путеводом промывочной жидкости к забою скважины для охлаждения бурового наконечника и удаления выбуренной породы (шлама) из скважины,Известен сливной переходник, состоящий из корпуса с радиальными отверстиями и внутреннего сердечника с такими же отверстиями, связанного с упорной муфтой своим верхним концом, а нижний конец сердечника снабжен шлицами, контактирующими с соответствующими шлицевыми паза-. ми корпуса, торцовым буртиком и радиальными, сужаюцимися наружу наклонными окнами, расположенными между шлицами и предназначенными для пропуска шарикйфиксатора при подъемесердечника 11. Недостатком данного переходника является его ограниченная направленность на выполнение определенных функций и неприспособленнбсть оказывать воздействие на режимы бурения в зависимости от крепости буримых пород.Известен также переходник колонковойтрубы, содержащий муфту с хвостовиком, имеющим радиальные отверстия, и установленный концентрично с хвостовиком ниппель выполненный с радиальными отверстиями и подпружиненный относительно муфты, причем ниппель зафиксирован срезным элементом относительно муфты 2.Недостатком данного переходника является то, что он не может регулировать количество промывочной жидкости, податю ваемой на забой в процессе бурения, а так.же осевой нагрузки в зависимости от проходимых пород.Цель изобретения - автоматическое регулирование осевой нагрузки на забой и количество подаваемой на забой промывочной 3 жидкости в процессе бурения.Указанная цель достигается тем, что нип.- пель установлен с возможностью ограни.ценного осевого перемещения относительнамуфты в процессе оурения и совмещения отверстий при крайнем верхнем его положении Л также тем, что отверстия выполнены в несколько рядов,На фиг. 1 изображен общий вид переходника; на фиг. 2 -- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4- вид В на фиг. 1.Переходник включает (для соединения с колонной бурильных труб) муфту 1 с хвостовиком 2, выполненного (нижняя часть) шестигранного сечения и имеющего ряд отверстий 3, на котором свободно посажен ниппель 4 с таким же рядом отверстий 5 (для соединения с колонковой трубой) и закрепленный гайкой 6, служащей для ограничения перемещения от действия осевого усилия и пружины 7 ниппеля 4 по хвостовнку 2 муфты .Переходник работает следующим образом.Полная деформация пружин 7 рассчитывается из максимально возможных осевых усилий на коронку, которая определяет и величину перемещения ниппеля 4 по хвостовику 2 муфты 1. Известно, что при бурении крепких пород на забое скважины образуется малое количество шлама, а при бурении слабых пород - большое количество шлама, Поэтому для удаления шлама из-под коронки в каждом случае необходимо разное количество промывочной жидкости, а скорость восходящего потока промывочной жид. кости в затрубном пространстве должна быть постоянной, обеспечивая нормальную работу системы снаряд-скважина. А также известно, что при бурении крепких пород необходимо увеличивать осевое усилие на коронку, а при бурении слабых пород - снижать Отсюда при бурении пород различной крепос. ти необходимо соблюдать режимы бурения, При бурении перемежающихся пород выдерживать режимы бурения затруднительноа в этих условиях чаще всего возникают различные осложнения, аварии. Излишнее количество промывочной жидкости, подаваемой под коронку, а равно и излишнее увеличение осевого усилия на коронку, снижают механическую скорость бурения, что крайне не- желательно. В переходнике для регулирования осевого усилия на коронку установлена пружина 7, Аналитически осевое усилие на коронку с учетом действия пружины 7 выражается следующей зависимостьюРк = Щ - Рмакс,) + РВ (1)где Рк - осевое усилие на коронку, кгс.Рв - суммарное усилие иа эбой отвеса снаряда и гидросистемы станка, кгс;Рма 4 с - максимальное усилие сжатияпружины, кгс;Р 3 - усилие сжатия пружины в зависимости от буримых пород, кгс.При увеличении осевого усилия ниппель 4 перемещается по хвостовику 2 муфты 1 ичерез ряд отверстий 3 и 5 образуется общее сльвное отверстие, через которое происходит слив промывочной жидкости из снаряда в затрубное пространство. При полном совмещении рядов отверстий 3 и 5 происходит максимальный слив промывочной жидкости, При снижении осевого усилия, а это происходит при бурении слабых пород, ряды отверстий 3 и 5 смещаются под действием пружины и слив промывочной жидкости прекращается, вся промывочная жидкость поступает под торец коронки.Количество промывочной жидкости подаваемой под коронку, определяется следуюцим выражениемЯк Ян - Цзп, (2) 20 формула изобретения 50 1, Переходник колонковой трубы, содержащий муфту с хвостовиком, имеющим радиальные отверстия, и установленный концентрично с хвостовиком ниппель, выполненный с радиальными отверстиями и подпружиненный относительно муфты, отличаюз щийся тем, что, с целью автоматическогорегулирования осевой нагрузки на забой и количества подаваемой на забой промывочной жидкости в процессе бурения, ниппель где й - количество промывочной жидкости, поступающей под коронку, л/мин;(;)н - количество промывочной жидкости, подаваемой насосом в бурильные трубы, л/мин;Яя - количество промывочой жидкости, сливаемой из бурильных труб в затрубное пространство, л/мин.При работе переходника выполняетсясоответствие между зависимостями (1) и (2), т,е. происходит автоматическое регулирование осевого усилия и количества промывочной жидкости.з 0 Применение данного переходника в компоновке бурового снаряда позволяет рационально решить вопрос технологии бурения скважин по перемещающимся поро,ам независимо от степени квалификации и опыта бурильщиков. Данный переходник поз.35 воляет получать оптимальные усилия на породоразрушающий инструмент в зависимости от крепости буримых пород, способствует автоматической подаче необходимого количества промывочной жидкости для охлаждения коронки и выноса шлама из-под ко ронки, при этом обеспечивая полное и своевременное удаление шлама из скважины за счет создания постоянной скорости восходящего потока в затруднительном пространстае, что значительно способствует сохранению 45 стенок скважины. Применение данного переходника при бурении по перемежающимся городам значительно снижает себестоимость бурения.855186 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно муфты в процессе бурения и совмещения отверстий при крайнем верхнем его положении.2, Переходник по п, 1, отличающийся тем, что отверстия. выполнены в несколько рядов. в в г в.нкас Состав ител Техред А. Бо Тнраж ЙтКИПИ Государствеавого во деяам иаобретений 3035, Москва, Ж - 35, Ра вал ППП кПатент, т, Ужгой Корректор с ЩомакПодписноекомвтета СССРи открытийшская наб., д, 4/5род, ул. Проектная, 4 дактор М. Хомак аз 6823/45ВН 4 б Источники информации,принятые вЪнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР205747, кл Е 21 В 17/06, 1967.2. Авторское свидетельство СССР34475, кл. К 21 В 21/00, 1933 (прототип,