Снаряд для ударно-вращательного бурения

(54) СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ Изобретение относится к буровой технике, а именно к снарядам для враща тельного бурения скважин с наложением вибрации,Известен снаряд для бурения скважин ударно-вращательным способом, содержащий колонну труб, гидроударник,колонковую трубу и коронку спромывочными пазами 11Недостатокм данного снаряда является сложность конструкции из-еа наличия в нем гидроударника,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является снаряд для ударно-вращательного бурения, содержащий породоразрушающий инструмент с промывочными пазами на внутренней и внешней поверхности и сплошным кольцевым участком для перекрытия потока и корпус с переходником, соединенным с бурильной колонной 2 Однако данный снаряд не обеспечивает эффективного разрушения породыиз-ва незначительной силы ударов.11 елью изобретения является повышение эффективности разрушения породыпутем увеличения силы ударов снаряда,Еель достигается тем, что снарядснабжен установленным в корпусе кавитатором, жестко соединенным с переходником,На фиг, 1 изображен снаряд, общийвид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;на фиг, 3 - положение породораэрушаюшего инструмента в момент удара;нафиг. 4 - породоразрушающий инструмент15в момент отрыва от забоя,Снаряд состоит иэ бурильной трубы 1,соединенной с переходником 2, в котором размещен кавитатор 3 в виде дрос 20селя с острыми кромками, или сопла.Дроссель имеет канал 4 для проходаподводящего потока. Корпус в виде колоноковой трубы 5 своей верхней частьксоединен с переходником 2, а нижней 891880 4с пбродораэрушающим инструментом ввиде коронки 6, Кавитатор Э выступаетв верхнюю часть колоновой трубы 5.Коронка 6 имеет режущую часть 7, навнутренней и наружной боковых поверхностях которых выполнены пазы 8 и 9для прохода между коронкой и керном10 и стеной скважины 11. На торце 12режущей части коронки 6 выполнен сплошной кольцевой участок 13, который разделяет подводящий и отводящий потоки.Между торцем 12 коронки и забоем 14скважины при подъеме снаряда образуется зазор 15 для прохода промывочной ядкости.Снаряд работает следующим образом,Промывочная жидкость прокачивается через колонну бурильных труб и далее через дроссель с каналом .4 и колонковую трубу 5.При подъеме снаряда над забоем жидкость выходит из колонковой трубы 5по боковым каналам 1 и 2 в теле коронки 6 и зазору 15 между торцем 12и забоем скважины 14, а при постановке снаряда на забой скважины канал 8для выхода жидкости иэ колоковой трубы 5 перекрывается, так как между торцем 12 и забоем 14 скважины создается контакт,Давление Р в бурильных трубахподнятого над забоем снаряда превышает давление в колонковой трубе Рна величину перепада в дросселеР,при этом в колонковой трубе .5 образуется кавитационная полость, Образованиекавитационной полости - результат истечения жидкости с большой скоростьючерез дроссель 4, при котором меняеъ.ся агрегатное .состояние жидкости ичасть ее превращается в пар. Это явление связано с уменьшением скоростипотока после дросселя в расширенномучастке, диаметром О, в результатекоторого нарушаетсясплошность потока и в нем образуются газовые или паровые каверны,После постановки снаряда на забой14 скважины истечение жидкости наколонковой трубе 5 прекращается, таккак.подводящий и отводящий потоки разделены торцем 12 коронки, контактирую.шим с забоем скважины. Жидкость заполняет кавитационную полость и давление Р в колонковом наборе повышается, Величина давления на короткийпромежуток времени превышает давле. ние Рт в трубах, так как в полостиколонковой трубы 5 при остановке потока и захлопывания кавиташоцного пузыря образуется гидроудар, Рост давления Р приводит к образованию подъемной сйлы, действующей вверх на пере 5 ходник и приводящей к резкому подъему снаряда от забоя скважины. Послеподъема снаряда над забоем давлениев колонковом наборе снижается, появляется условие для образования кави 1 О тационной полости, пропадает подъемная сила. Снаряд ударяет по забою скважины и цикл подъема снаряда над забоем и удара снарядом по забою повторяется.1 у Удары коронкой снаряда по забоюприводят к росту скорости бурения. Этому также способствуют импульсы давления между забоем и торцем коронки,Таким образом, наличие кавитационр ного пузыря в поднятом над забоем снаряде позволяет поставить снаряд на забой, а перепад давления в дросселе 4способствует увеличению осевого давления на забой скважины, так как к осевойд нагрузке от веса снаряда добавляетсясоставляющая от давления жидкости состороны бурильных труб 1. Постановка. снаряда на забой приводит к захлопыванию кавитационного пузыря и образованию подъемной силы, Частота и,характер колебаний снаряда .определяетсясоотношением внутренних диаметров труби колонкового снаряда, диаметром дросселя и его формой, расходом жидкости,длиной колонкового снаряда глубиной33скважины, осевой нагрузкой, а такжерядом других факторов,Конструкция коронки 6 может отличиться от описанной, однако принципиальной ее особенностью должно оставать 46Фся разделение подводящего и отводящегопотоков при контакте торца коронки сзабоем скважины,Предлагаемый снаряд обеспечиваетрост механической скорости бурения за45счет увеличения силы удара породоразрушающего ииструмента.формула изобретенияСнаряд для ударно-вращательного бурения, содержащий породоразрушающий инструмент с промывочными пазами на внутренней и наружной поверхности и сплошным кольцевым участком для перекрытия потока и корпус с переходником, соединенным с бурильной колонной, о т - ч и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсЯ,Чаз 1170/44 Тираж 630 Подписное 11 И 11 11;/111 "11 лтет", г, Ужгород, ул, Проектная 0 вые 5 зффектппост 1 зу 1 спородв путем уолчея силы ударов,он снабжен установленным в корпусекавитатором жестко соедоным с переходником,Источники информациипринятые во нимание при экспертизе ЬГр: Ф Л. Э., и Коган д. И. ГидРо" ударные машины и инструмент, М. Недра1972 с. 26, рис, 11. 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2788091, кл. Е 21 В 9/00,1979,