Колонковый снаряд

(51).5 Е 21 В 25/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОВРЕТЛИСТВУ ИЯ 14793679/0319,02.9007,08,92, бюл. Р 29Донецкий политехническийтИ.В.Равилов, В,И.Сахно, Вв, А.Н,Лабинцев. и О.А,Ер1. Авторское свидетельств00757, кл. Е 21 В 25/ООу 1Авторское свидетельство84477, кл. Е 21 В 25/00, 1КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯДИспользование: средства дя с отбором керна и обратной 2куляцией прохмывоцной. жидкости, Сущность изобретения: колонковый снаряд 1 содержит колонковуЮ трубу с погружинсти- ным насосом, камера которого в кор-"пусе сообщается. с вйешним простран- .А,РУ- ством и полостьтю "колонькномвой трубы, а офеев- .: поршень имеет йривьодн Ув виде" бойка о СССР:. , гидроударника и подвижный демпфер, 989.выполненный в- виде подпружиненного СССР стаканас с ххвостсосвпитком,"птьрй этом" пор вень расположен"в полостйт пцоцдвдижйогостакана а корпус выполнен с каналами, сообщающими пространство над лябч"и под стаканом свнешним йроосттран-цир .ством. 2 ил..(5ре тИзобретение относйтся к области , Ь виде штока бойка гйдроударника, колонкового бурения, а именно к уст-.":, корпусом, Соседаинейййи"сколонкротеои ройствам для создайия обратной при"." трубой, и рабочей камерой, гидрав" забойной циркуляции промывочной . : .-., лически свяэанйой системой каналовЯ жидкости при бурении скважин в рых-, . "с "клапанами с йоцльоьсттью колонковой лых породах. . : : .;..трубы: и внешним пространствосм. Пор-вввввщИваестен колонковый снаряд 1,вень насоса, вЫполнлющий функции содержащий колонковую трубу, погруж" демпФера антикавитационного меха" ной поршневой насос с поршнем, при":низма", установлен подвижно на што-: вод которого выполнен в виде. бойкаке бойка гидроударника и подпружи".Э гидроударника, корпусом, соедийевнньМ :нен относительно него.: О с колонковой трубой, размещенным в :" ., . Основным недостатком колонкового1 Я корпусе цилиндром с рабочей камерой,.снаряда является низкий выход керна(Д сообщающейся системой каналов с кла . при бурении в рыхлых, несвязйых попанани с полостью колонковой трубыРодах, нто обусловлено следующим,)ьь и внешним пространством.. При незначительном или полном отсут" .Наиболее близким по технической ствии притока жидкости в полость сущности и достигаемому результату . колонковой трубы происходит отрыв к изобретению является колонковый поршня от уровня жидкости в рабочей снаряд 2 р содержащий колонковую . . камере поршневого насоса. Вызванные трубу, погружной поршневой насос скавитацией гидравлические удары и поршнем, привод которого выполнен пульсации давления, распространяю"щиеся в полости колонковой трубы,ухудшают условия кернообразованиягрунта, нарушают структуру керна,снижают его выход.Целью изобретения является повышение выхода керна путем снижениякавитационных явлений в рабочей камере погружного поршневого насоса,Цель достигается .тем, что в колонковом снаряде, содержащем колонковую трубу и погружной насос в видекорпуса с цилиндрицеской камерой,сообщающейся с внешним пространством через выпускной канал с клапаноми с полостью колонковой трубы черезвпускной канал с клапаном; поршня,имеющего привод в виде бойка гидроударника, и подвижного демфпера, демпфер выполнен в виде подпружиненногоотносительно корпуса стакана с хвостовиком, расположенным во впускномканале и имеющим сквозной канал,сообщающий полость стакана с впускным каналом, при этом поршеньрасположен в полости подвижного стакана, а корпус вйполнен с каналами,сообщающими пространства над и подстаканом с внешним пространством.На фиг, 1 изображен колонковыйснаряд с бойком гидроударника, внижнем положении, на фиг. 2 - тотже снаряд с бойком гидроударникав верхнем положении,Колонковый снаряд содержит колонковую трубу 1, погружной поршневойнасос с корпусом 2, соединенньм с колонковой трубой 1 и поршнем 3, привод которого выполнен в виде бойка 4гидроударника 5, В корпусе 2 установлен демпфер, выполненный в видестакана 6 с хвостовиком 7, имеющимсквозной канал 8, Стакан 6 подпружинен относительно корпуса 2 насосапружиной 9 и размещен в цилиндрической камере, полости 10 и 11 которой соответственно над и под стаканом 6 сообщены каналами 12 и 13 свнешним пространством, Причем жесткость пружины 9 выбрана такой, цтобыусилие со стороны пружины 9 при максимальном ее сжатии было равно ре.-зультирующей силе, действующей настакан 6 и обусловленной гидростатицеским давлением жидкости в полостях10 и 11 цилиндрической камеры корйу-;,аа 2 насоса, Хвостовик 7 стакана 6размещен в канале 14 корпуса 2, сооб"щающемся через впускной канал 15 с .51015 клапаном 16 с полостью колонковой трубы 1 и через выпускной канал 17 с клапаном 18с внешним пространством. Полость 19 стакана 6, являющаяся рабочей камерой насоса, в которой установлен поршень 3, соединена йосредством сквозного канала 8 хвостовика 7 с каналом 14 корпуса 2Колонковый снаряд работает следующим образом,В процессе бурения боек 4 гидро- ударника 5 совершает возвратно-поступательные движения, ударами забивая трубу 1 "в грунт. Вместе с бой" ком 4 гидроударника 5 возвратно-поступательные движения совершает также поршень 3 погружного насоса.При ходе бойка 4 с поршнем 3 вверх 20 ста кан 6 вначале сохраняет своекрайнее нижнее положение. В резуль"тате в полости 19 стакана 6 возни-.кает разрежение и под действием раз-ности давлений жидкость из полости25 колонковой трубы 1 через впускнойканал 15 с клапаном 16, канал 14 кор.- пуса насоса и канал 8 хвостовика 7:попадает в полость 19,Рабочее давление РР жидкости вполости 19 стакана 6 в значительнойстепени определяется скоростью притока в нее жидкости из полости ко-.лонковой трубы 1, Чем ниже гидравлические сопротивленйя в циркуляционной системе скважины, тем быстрее .полость 19 стакана 6 заполняется жид".костью и тем выше устанавливаетсятам давление, В предельном случае,когда гидравлицеские сопротивления40 движению жидкости практически отсутствуют (например, в начале бурения),рабочее давление Р в полости 19стакана 6 стремится сравняться сгйдростатицеским давлением Рг по45 закону сообщающихся сосудов), Вэтом случае, когда РР = Р , действиеР г,. всех сил на стакан 6, обусловленных,гидростатицеским и рабочим давлениямттжидкости, уравновешено, стакан б про должает оставаться в крайнем нижнемположении и полость 13 в верхнем положении бойка 4 гидроударника 5, характеризуется максимальным обьемометЕсли гйдРавлйческие сопротивле" 55 ния в циркуляциойной системе сква- ,жины знацительны (например, при воз" растании длины керна), интенсивность притока жидкости в полость колонковой трубы 1 снижается и жидкость не5 17 Я 923 6успевает заполнить образующееся под .Таким образом, снижение кавитапоршнем 3 пространство, 8 этом слу-ционных явлений в рабочей камеречае давление жидкости Р в полости поршневого насоса достигается автоР19 стакана Ь снижается вплоть до матическим регулированием объема5нуля и стакан 6 .под.действием ре" пространства" подпоренем погружногозультирующих сил, обусловленных гид- " насоса в зависимости от давленйяРостатическим давлением в полостях.находящейся в нем жидкости, В пред 10 и 11 цилиндрической камеры корпу- лагаемом "устройстве дляувеличенияса 2 насоса, перемещается вверх, 10 объема рабоцей камеры требуется наружину 9 домомента покауси"личие йекоторогб давления жидкостилие сжатой пружинына уравновесит под поршнем насосам РР) О), чтосилу гидростатицеского давления на несколько снижаетстепень разрестакан 6, Ори движейии стакана 6 женияв полости колонковой трубы и,вверх жидкость из внешнего пространследовательно, интейсивностьобратства поступает в полость 11 под стака- ной промывкй. Однако, с другой стоном 6 через канал 13 в корпусе 2, а. : роны, этоисключаетили значительжйдкость йз полости 10 над стаканом но снижает вероятность возникнове 6 вытесняется во внешнед простран- ния кавитаций в"рабочей камере наство через канал 12 корпуса 2, ,И соса. В Результатеисключаются гидравлические удары в системе, пульи и Р л сти 19 снизится о вои тру ы что повышает выход"кернануля, то положение стакана о отно"аканатпри урении РыхлыМв осо енностисительно корпуса 2 насоса будет край несв 3 гРУ ов.нес вяз ных грунтов.ним верхним, а полость 19 будет ха-"рактеризоваться минимальнйм объемом, ф о Р м у л а и з о б р е т е н и яВ других слуцаях,: т.е. "при0 4-Р"сРположение стакана . 6 от- в :. Колонковый снаряд,содержащийР, " ;: ." ": 4носительно корпуса 2 насоса будет . З 0 колойкову 6.трубу и погружноинасоспромбжутоцным, завися от соотношений : в виде коРпуса с цилийдрицаской кажесткости пружины 9 и сил, обуслов-., мерой,сообщающейся с внешним"про-ленных гидростатицеским давлением в странством через выпускной канал сполостях 10 и 11 цилиндрической ка- .:.:клапаном й с полостью колойк 6 воймерыкорпуса 2 насоса и рабочимдав 35 трубы через вьйускной кайал с кла-лением в полости 19 стакана 6..:,.:.; паном, поршень"," ймеющийпривод ввиде бойка гидроударника и йодвижныйРри ходе бойка и гидроудармика 5-"демпфер,о тл и ча ю щ ий с явниз поршень.3 насоса выдавливает.".;":,тем, что сцелью повышения ";выхо"жидкость из полости 19 через сквознои 40 да керйа, демпфер выполнен ввидеканал 8 хвостовика 7, канал 14 корпу".": подпружиненйого,отнбсительнб корпу",са 2 и выпускной канал 17 с клапайои ".: са стакана с хвостовиком, располо. 18 во внешнее пространство. Если в,: женным во впускном канале иимеющимначале хода бойка 4 вниз стакан 6 ,: " сквозйой канал, сообщающйй полостьзанимает промежуточное положение;стакана с впускнымканалом, прито в конде хода он перемещается"этом поршень расположен вполопоршней 3 в крайнее нижнее положе- . сти подвижного стакана,. а корпус вы ние, выдавливая жидкость из полостиполнен с каналами, сообщающими про. 11под стаканом 6 через канал. 13 странство над и под стаканом с внешво внешнее пространство.50 ним йро транством,.КозоризеЩТира осударственного койитета по изобрете 113035, Москва, 3-35, Раушск телъский комбинат "Патент", г,уагород, ул. Гагарина, 101 оиэво нно-н е юеЗаказ 2ВНИИПИ Составитель, И.РаТехред М.Моргентал лов Коррек Подписноеи и открытиям ври ГКНТ ССнаб., д. 4/5