Буровой снаряд

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН др Е 21 В 25/О ОПИСАН ОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ 8 ТОР СКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Куликов И.В. и др. Пневмоударное бурение разведочных скважин. И "Недра", 1977, с. 59, рис. 31 а.2. Авторское свидетельство СССР И 8 й 85 бз, . Е 21 В 10/Зб, 1979 (прототип).(5 М)(57) БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий ударный механизм с корпусом и удар" ,.ником, подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы,кольцевую коронку с направляющими выемками и ударные породоразрушающиеэлементы, установленные подвижно внаправляющих выемках, о т л. и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения неразрушенного керна при удар"но-вращательном бурении, ударные породоразрушающие элементы выполненыв виде стержней и расположены со смещением в направлении к перифериикольца коронки, при этом коронка закреплена на внутренней, трубе, жесткосоединенной с корпусом, а наружнаятруба установлена между ударником иударными породоразрушающими элементаИзобретение относится к горномуделу, к средствам бурения с отбороькерна.Известен буровой снаряд для буренияс отбором керна при ударно-вра5щательном бурении, содержащий ударныймеханизм, трубу и коронку 1 1,Применение в снаряде ударника даетвозможность повысить механическую скорость колонкового бурения в несколькораэ. Но качество керна при этом значительно снижается. Резко уменьшает"ся,длина столбиков керна, уменьшаетсялинейный и массовый .выход кернаЭтообъясняется особенностью разработкизабоя ударно-вращательным бурением,Если при вращательном колонковом бурении. керн вырезается из массива рез"цами коронки, то при ударно.-вращательном буренииразработка кольцевого 2 Озабоя осуществляется, главным образом,под воздействием ударной нагрузки,При этом происходит как поверхностное, так и объемное разрушение породына забое. В процессе бурвния ударныеимпульсы передаются от пневмоударника коронке трубой и вызывают вибрациюстенок трубы. При вхождении столбикакерна в полость трубы и контакте с ееповерхностью, под воздействием виб- зорации, происходит раскалывание столбика керна по плоскости наиболее глу"боких трещин в керне. Высота отдельныхстолбикоЪ керна резко"уменьшается иможет быть меньше внутреннего диамет-зра трубы. Это вызывает заклиниваниекерна в трубе и его разрушение. "Несколько меньшую степень развития трещин можно достичь применениемраздельно работающих режущих и удар Оных породоразрушающих элементов.Известен снаряд, содержащий ударный механизм с корпусом и ударником,подвижные одна относительно другойнаружную и внутреннюю трубы, кольцевую буровую коронку с направляющимивыемками. и ударные породоразрушающиеэлементы, .Установленные подвижно внаправляющих выемках 21.Однако устройство не обеспечиваетнадежной защиты керна от разрушения,50так как и ударные элементы поражают.зону такой же ширины, что и режущие,и такйм образом всегда находятся в, контакте с образуемой поверхностьюкерна.55Целью изобретения является получение неразрушенного керна при ударно-вращательном бурении,Указанная цель достигается тем, что в буровом снаряде, содержащем ударный механизмс корпусом и ударником, подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы, кольцевую буровую коронку с направляющими выемками и ударные породоразрушающие элементы, установленные подвижно в направляющих выемках, ударные породоразрушающие элементы выполнены в виде стержней и расположены со смещением в направлении к периферии кольца коронки, при этом ко" ронка закреплена на внутренней трубе, жестко соединенной с корпусом, а наружная трубд установлена между ударником и ударными породоразрушающими элементами.На фиг, 1 изображен колонковый сна. ряд в рабочем положении, продольний разрез; на фиг. 2 - Разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.Колонковый снаряд. смонтирован наколонне бурильных труб, Он состоит из ударного механизма - пневмоударника 1, включающего корпус 2 и ударник 3, керноприемной внутренней тру" бы 4, наружной трубы 5, кольцевой. .коронки 6, армированной резцами 7, ударных породоразрунающих стержней 8, переходника 9 и хвостовика 10. Переходник 9 имеет центральное отверстие 11 под хвостовик 10, а ниже - продольныебоковые окна 12, в которые входят выступы 13 хвостовика с возмбжностью его осевого перемещения. Переходник на резьбе соединен верхним своим кон. цом с корпусом 2 пневмоударникв, а нижним - с керноприемной трубой 4. Верхняя часть хвостовика 10 выполнена р виде стержня, который входит в полость цилиндра пневмоударника 1 и своим торцом воспринимает удар от ударника 3. Выступы 13 на нижней части хвостовика, выступающие из окон 12 своими нижними торцами, взаимодействуют с верхним торцом наружной трубы 5, высота окна больше высоты выступа, что обеспечивает аксиальное перемещение хвостовика 10 относительно переходника 9. Кернопри-. емная труба 4 размещена в полости .наружной трубы 5 и сопрягается с ней с воэможностью аксиального перемещения. К нижнему торцу трубы 4 на резьбе присоединена коронка 6.В кольце коронки выполнены сквозные вертикальные направляющие выем3 1016179 4ки 11, в которых установлены с воз- полсжение. Хвостовик 10 перекрывает .можностью осевого перемещения породо- канал 15. Пневмоударник начинает . РЬзрушающие стержни 8. Верхние торцы работать. Ударные импульсы при этомстержней плоские, они воспринимают передаются от ударника через хвостоудары нижнего торца трубы 5. Нижние з вик 10;трубу 5 и породоразрушающиеконцы стержней 8 приспособлены для стержни 8 породе забоя. Под воздейстразрушения породы, они, в зависимос- . вием ударной нагрузки под лезвиямити.от характера породы, могут быть стержней 8 в массиве забоя происходитвыполнены заостренными или в виде лез- главным образом, объемное разрушение.вий - уплощенными, например, в ради породы,т.е. образуется множество внутальных направлениях. Разворот стерв" ренних трещин.Зти трещины распространей 8 в своих каналах предотвращен няются вглубь массива во всех направналичием у стержней и каналов сопря- лениях.Так как лезвия стержней 8 нахо"женных плоских боковых участков, :дятся на расстоянии, равном - от)жСами стержни смещены в направлении в и этой части массива, которая ч дальнейк периферии кольца за счет того, что шем будет составлять поверхностьвыемки 11 в коронке размещены сим" столбика керна, то основная частьметричнотак, чтобы соблюдалось не- трещин не достигает тела, составляю"равенство О Ф д (фиг.1), где О" ми- щего в дальнейшем керн. По мере внеднимальное расстояние между двумя диа-. 2 ф рения коронки в массив этот кольцевойметрально противоположными стержнями, объем породы вырезается резцами коронд - диаметр входного отверстия корон- ки. Так как и коронка, и керноприемки по резцам 7. Кольцевое. сечение ар- ная труба не передают ударных импульмированной части коронки имеет вид сов, то при вхождении столбика кернапрямоугольника, переходящего в ниж- уЗ в полости коронки и керноприемной тру.ней части в равнобочную суживающую- бы он не подвергается воздействию вибся книзу трапецию. Основание трапе- рации, что предохраняет его от разции больше диаметра нижнего конца рушения. В конце .рейса выключают подвпородоразрушающего стержня.8. В ниж" чу сжатого воздуха в трубы и вращениеней части корпуса пневмоударника.име. колонны. Снарлд извлекают на поверхется канал 15, перекрытый в Рабочем ность.положении хвостовиком 10, который Наличие в снаряде породоразрушаю.обеспечивает выключение пневмоудар- щих стержней обеспечивает ему высокуюника в транспортном положении. механическую скорость Сурения, харакНа бурильных трубах снаряд спус- терную для ударно-вращательного буре- кают в скважину. В конце спуска вклю- ниЯ. Расположение стеРжней в коРонке чают подачу сжатого воздуха в трубына некотором расстоянии от входногоих установка в спуске снаряда, под деиствием свое- коронке с возможнчко онке с возможностью аксиального го веса, стержни 8, труба 4 и хвосто- перемещения относительно коронки, вик 1 О перемещаются в свое нижнее по- предохра яе кер ложение, Верхняя часть хвостовика 10 нем трещин. Ру рт ео ин. Разг зка коронки и кероткрывает канал 15 и полость нижней ноприемной тру . р д йемной т бы от передачи ударных части цилиндра пневмоударника сооб- . импульсов прей Рох аняет керн от разщается с полостью керноприемной тру-, рушения и самоза ля и самозаклинки его в кернобы. При этом сжатый воздух посту- . приемной трубе. дй бе. Зто ает возможность пает в скважину (путь воздуха пока- избавиться от сбора шлама в процесзан стрелками на Фиг. 1).тс тствие снаряда в деталях, переПосле продувки скважины выклоча"Отсутствие с р д д ют подачу воздуха в трубы., снаряд. дающих Ударн Уих а ые импульсы, разъемных опускают на забои, колонне тру сщают вращение и вновь вклочают пода- надежностьна ежность снаряда в работе. чу сжатого воздуха в трубы. Осевоедавление и крутящий момент передаются Все перечисленное обеспечивает вы. на керноприемную трубу и.коронку че- сокую механическую. скорость бурения, рез корпус пненмоударного механизма ф повышение производительности буре- и. переходник 9. При установке сна- ния, повышение инФормативности конеч" ряда на забой стержни 8, труба 5 иного Результата буровых работ - из,хвостоник 10 занимают свое верхнее влекаеиого керна.Реда Зэка е 1 И ни Ра Уж щщщ тная,ород, ул. тор А. Нишк 3336/33 по113035щщ щщ . АФилиал ПП Составит на Техрев Т Тираж БО И Государстве делам,иэобре Москва Н5 П "Патент", гель В. АкслерИаточка Код Р Подпи ного комитета СССР