Буровой снаряд

О П И С А Н И Е и)945368ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоцнапнстнчес нихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 23.12.80 (21) 3226432/22-03с присоединением заявки (51)М, Кл. Е 21 В 25/04 3 веударстнкнны 11 квинтет СССР но делам нзебретеннй(5 З) УДК 622,24,05152(088.8) Дата опубликования описания 23.07.82(72) Авторы изобретения Г. К. Ешимов и Н, Д. Нечаев Белорусская геолого-гидрогеологическая ркспедиция управления геологии Белорусской 10 Р(Б 4) БУРОВОЙ СНДРЯД 1Изобретение относится к.горномуделу и может быть использовано при.бурении геологоразведочных скважинс отбором керна,Известен буровой снаряд для колонкового бурения геологоразведочных 5.скважин, включающий корпус, породоразрушающий наконечник и подпружиненную керноприемную трубу 1,11.Недостатком конструкции являетсянизкая механическая скорость буренияперемежающихся по твердости горныхпород вследствие неэффективности ихразрушения при вдавливании керноприемной трубы.Наиболее близким к изобретению15по технической сущности и достигаемому результату является буровой снаряд,содержащий корпус и размещенную внем подпружиненную керноприемную втул оку с резцами 1 2.Недостатком снаряда является эффективность его работы по перемежающимся породам вследствие значительной 2величины кольцевого забоя, что отрицательно сказывается, в первую очередь, на механической скорости бурения,Кроме того, все известные устройства не исключают радиальных вибраций бурового снаряда, возникающих вследствие того, что между стенками скважины, буровым снарядом и керном всегда имеется определенный технологический зазор, а сами буровые коронки имеют ярко выраженную разновысотность резцов.Цель изобретения - повышение эффективности работы снаряда по породам перемежающейся твердости путем автоматического регулирования обратного потока промывочной жидкости и уменьшения колебаний керноприемной втулки.Поставленная цель достигается тем, цто пружина присоединена верхним концом к торцу корпуса, а другим - к наружной стенке керноприемной втулки у ее нижнего края, при этом нижний виток пружины армирован твердым сплавом.5занием (в случае мягких пород) к разрушению истиранием, что более эффек"тивно в крепких породах,Таким образом, пружина 2, определяющая величину выхода керноприемнойвтулки 3 эа торцы промывочных каналов,выполняет роль наклонных ребер пере 1, менного угла наклона к плоскости забоя: чем мягче порода, тем больше 3 ЯПри этом навивка пружины имеет направление, соответствующее направлению вращения керноприемной трубы.На фиг. 1 изображен буровой снаряд при бурении твердых пород, общийвид; на фиг. 2 - то же, при бурениимягких пород.Буровой снаряд состоит из корпусанижний торец которого соединен с помощью пружины 2 правой навивки с нижним краем керноприемной втулки 3,оснащенной резцами 4, Виток пружины 2армирован твердосплавными резцами 5.Между корпусом 1 и керноприемной втулкой 3 размещено уплотнение 6.Устройство работает следуюцим образом,При бурении вращение от керноприемной трубы через корпус 1 передаетсяпружиной 2 на керноприемную втулку 3,которая разрушает часть кольцевогозабоя резцами чдругая часть забояразрушается армирующими пружину 2резцами 5, Промывочная жидкость подается на забой из межтрубного пространства бурового снаряда.При бурении мягких пород керноприемная втулка 3, поджимаемая пружиной2 значительно опережает корпус 1 итем самым уменьшает, количество промывочной жидкости, поступающей в керноприемную втулку 3 из затрубногопространства через кольцевой забой,образуемый резцами 1 и предохраняеткерн от размывания восходящим потоком, Пружина 2 при этом имеет минимальный наружный диаметр, а угол на/клона о ее витков имеет максимальную величину, что способствует увеличению скорости углубки снаряда,При встрече пропластков твердыхпород втулка 3, сжимая пружину 2,вдвигается в корпус 1, резцыкерноприемной втулки 3 охлаждаются болееинтенсивно возрастающим потоком промывочной жидкости, но керн в колонковой трубе не размывается, так какпредставлен более твердыми породамии площадь кольцевого зазора междукерном и корпусомспособствует ламинарному течению жидкости. Пружина 2при этом стремится к положению с мак"симальным диаметром и минимальнымуглом наклона о- витков спирали. Однако стенки скважины, сложенные креп"кой породой, не позволяют пружине 2увеличиваться в диаметре, а минимальный угол наклона витка спирали способствует переходу от разрушения ре 368 4 угол наклона, что способствует стабилизации осевой нагрузки и работы керноприемой втулки на забое и повышениюмеханической скорости бурения,Для надежного регулирования величины потока промывочной жидкости, поступаюцей в полость керноприемнойвтулки 3, последняя выполнена без промывочных окон, В зависимости от твердости буримых горных пород величинапотока в керноприемной втулке 3 можетбыть предварительно задана путем подбора втулок с определенным выпускомрезцов 1; чем выше твердость горныхпород, тем меньший требуется выпуск,25так как Уменьшается заглубление резцовч в породу, а зазор между торцом керноприемной втулки 3 и забоем определяет расход промывочной жидкости, попадающей в полость втулки 3,Жесткость пружины выбирается такжев зависимости от твердости буримыхгорных пород: чем выше твердость, тембольшую жесткость должна иметь пружина, Поэтому выпуск резцовдолженбыть также обратно пропорционаленз 5 жесткости пружины 2. Пружина 2, передающая осевую нагруэку и крутящий момент на керноприемную втулку 3, имеет навивку, которая понаправлению совпадает с направлением 40 вращения керноприемной втулки, Благодаря этому в процессе бурения пружина 2 постоянно стремится к увеличению своего диаметра до контакта со стенками скважины образованной армирующими45 пружину 2 резцами 5. Это способствует стабилизации бурового снаряда, т. е. уменьшению его радиальных колебаний,Применение предложенного буровогоснаряда позволит повысить механическую скорость бурения эа счет уменьшения кольцевого забоя скважины и взаимодействия витков пружины со стенками скважины и увеличить выход керна благодаря автоматическому регулирова нию обратного потока промывочной жидкости путем изменения величины выхода керноприемной втулки и уменьшению колебаний последней.9 Й 368 6при этом нижний виток пружины армирован твердым сплавом.2. Снаряд по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что навивка пружины имеет направление, соответствующее направлению вращения керноприемной втулки. 5Формула изобретения Составитель Н, Панор А. Шишкина Техред Т,фанта рректор О, Билак Тираж 623 Государственног елам изобретений Москва, Ж, Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб д. М 5 аз 5282/43ВНИИ Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,филиал П 1. Буровой снаряд, содержащий кор пус.и размещенную в нем подпружиненную керноприемную втулку с резцами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности. его работы по породам перемежающейся твердости путем автоматического регулирования обратного потока промывочной жид; 1 о кости и уменьшения колебания керноприемной втулки, пружина присоединена верхним концом к торцу корпуса, а другим " к наружной стенке керноприемной втулки у ее нижнего края,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 52 Ь 906, кл, Е 21 В 25/00 19712. Авторское свидетельство СССР И 613078, кл. Е 21 В 25/00, 1976(прототип).