Колонковый снаряд

ОП ИГРАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 117441 б Союз Советских Соолвлиотичвских Рвсвублик(45) Дата опубликования описания 30.06,80 51) М. Кл.Е 21 В 25/О Е 21 В 21/О Гасударственный комитет(5 лам изобретенийи открытий 622.243,6(088,8) 72) Авторыизобретения71) Заявитель Р, Р, Имаев дмосковный технологически исследовательской партии Центральи Г, В. Гуляев отряд Московс Геологического ых районов й нормативноравления(54) КОЛОНКОВЫЙ СНА является повышение счет эффективного оса непосредственноИзобретение относится к области горного дела, а именно к средствам для бурения скважин с отбором керна,Известны колонковые снаряды, содержащие эжекторный насос для создания приза бойной обратной циркуляции через керноприемную трубу 1.Применение этих снарядов обеспечивает повышение выхода керна при бурении по трещиноватым, перемежающимся породам. 10 В то же время применение этих снарядов исключает переход на бурение с прямой циркуляцией промывочной жидкости с целью промывки и удаления шлама.Указанный недостаток устранен в снаря дах, где в конструкции предусмотрен элемент, позволяющий менять направление циркуляции без извлечения его из скважины.Известен снаряд, содержащий наружную 20 колонковую трубу с переходником, внутреннюю керноприемную трубу с обратным клапаном и штангой-подвеской, закрепленной в переходнике наружной трубы, эжекторный насос с распределителем потока, 25 выполненным в виде корпуса с нагнетательным каналом и приемной камерой, сообщающейся с керноприемной трубой 2.Изменение направления в потоке в известном снаряде достигается смещением соп ла эжекторного насоса относительно диффузора при изменении расхода жидкости и гидравлического сопротивления,Однако подобное техническое решение ненадежно, так как смещение сопла может произойти и по случайной причине, например зашламовании. Кроме того, изменение направления потока таким образом не позволяет удалять шлам из приемной камеры насоса, где имеет место наибольшее его скопление.Целью изобретениянадежности работы заудаления шлама из наспри бурении. Указанная цель достигается тем, что штанга-подвеска установлена с возможностью продольного смещения вместе с керноприемной трубой относительно переходника и образует в крайнем нижнем положении кольцевой зазор с корпусом распределителя, через который приемная камера сообщается с нагнетательным каналом. Кроме того, обратный клапан расположен на торце штанги-подвески, расположенном внутри приемной камеры эжекторного насоса, а штанга-подвеска снабжена резьбой на верхнем конце и закреплена в переходнике закладной вилкой.740 И 50 55 60 65 3На фиг, 1 показан снаряд при открытойг 1 риемйой камере, вертикальный разрез; нафиг. 2 сечение А - А на фиг, 1; на фиг, 3 -сечение Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - снаряд со спуско-подъемным устройством-удлинителем, продольный разрез.Снаряд содержит переходник 1 с внутренним отверстием шестигранного сечения,в которое вставляется шестигранная штанга-подвеска 2. На нижний конец штанги 2навинчивается переходник 3 с наружнойрезьбой под керноприемную трубу 4 и внутренней резьбой под фильтр 5. Верхний конец штанги 2 имеет седло под шарик 6, который является обратным клапаном трубы 4,На верхний конец переходника 1 навинчивается распределитель 7 потока с ввинченным в него корпусом 8 с нагнетательным и всасывающим каналами и диффузором 9. Нижний конец корпуса 8 представляет собой стакан и служит приемной камерой, которая герметично закрепляетсяпри сжатии кольца-уплотнителя 10, установленного в проточке штанги 2. На верхний конец распределителя 7 навинчиваетсясмеситель 11 с резьбой под переходник 12,в нижний торец которого ввинчено сопло 13.Сопряженные поверхности деталей 2, 10и 6 образуют разъемное соединение приемной камеры эжекторного насоса,На нижний конец переходника 1 навинчивается наружная колонковая труба 14.В качестве породоразрушающего инструмента применяются стандартные буровыекоронки 15, 16,Ограничителем перемещения керноприемной трубы 4 вниз относительно наружнойтрубы 14 на заданное расстояние служитзакладная вилка 17, заложенная в прорезьштанги 2 и внутреннюю проточку распределителя 7.Для выдвижения керноприемной трубы 4из внутренней полости наружной колонковой трубы 14 при техническом обслуживании после бурения служит удлинитель, состоящий (см. фиг, 4) из шестиграннойштанги 18 сечением, равным сечению штанги 2 снаряда, втулки 19, гайки 20 и муфты21. На нижнем конце штанги 18 имеетсявнутренняя резьба для соединения с верхней частью штанги 2, а у гайки 20 - резьбадля соединения с верхней частью переходника 1.Детали 1, 7, 11, 12 и 21 имеют прорезипод подкладные и ведущие вилки механизма труборазворота.Двойной колонковый эжекторный снарядработает следующим образом,П омывочная жидкость подается в снаряд через колонну бурильных труб.рдя с большой скоростью из сопла 13, жидкость направляется в диффузор 9 и увлекает при этом жпдкость, находящуюся 510 15 20 25 30 35 40 45 4внутри смесителя 11. В результате этоа давление в камере смешения снижается по сравнению с давлением в скважине, Вследствие перепада давлений жидкость, находящаяся внутри керноприемной трубы 4, через фильтр 5, штангу 2, обратный клапан (шарик) 6 и каналы распределителя 7 поступает в смеситель 11, образуя эжектируемый поток, который, смешиваясь с потоком, выходящим из сопла 13, поступает в диффузор 9.Поток жидкости из диффузора 9 по наклонным отверстиям корпуса 8 направляется через кольцевые зазоры к распределителю 7, пазы закладной вилки 17, кольцевые зазоры штанги 2 с переходником 1 и наклонные каналы переходника 1 в полость между керноприемной 4 и наружной 14 трубами, На выходе из кольцевого зазора между коронками 15 и 16 поток делится на два, один из которых, омывая наружную коронку 15, направляется вверх по скважине к устью, а вторая часть потока, омывая внутреннюю коронку 16, поступает внутрь керноприемной трубы 4, обеспечивая очистку забоя и препятствуя возникновению самозаклинки и истирания керна.При подъеме (или на весу) снаряда керноприемная труба 4, переходник 3 с фильтром 5 и штанга 2 с шариком 6, кольцом 10 и закладной вилкой 17 под собственным весом перемещаются вниз на заданную величину между закладной вилкой 17 и верхним торцом переходника 1. В результате перемещения приемная камера открывается, и жидкость, находящаяся в буровом снаряде выше обратного клапана, свободно вытекает в затрубное пространство, очищая от шлама камеру, каналы обратного потока распределителя и обратный клапан. После опускания снаряда на забой вышеперечисленные детали перемещаются вверх, закрывая при этом камеру обратного клапана. Герметичность камеры обусловлена применением пластичного кольца 10. Извлечение керна и замена буровых коронок производится в следующей последовательности:- поднимают колонну бурильных труб до прорези переходника 1, вставляют в прорезь вилку и плавно опускают на труборазворот;- вставляют ведущую вилку в прорезь распределителя 7, включают труборазворот и отвинчивают верхнюю часть снаряда;- снимают шарик 6, навинчивают штангу 18 удлинителя по месту на штангу 2;- надевают элеватор на муфту 21 удлинителя, дают натяжку с усилием, чтобы вынуть закладную вилку 17 из прорези штанги 2, снимают закладную вилку;- на элеваторе плавно опускают керноприемную трубу 4 на длину штанги 18, навинчивают гайку 20, свободно скользящуюбпо штанге 18, на верхнюю часть переходника 1;- снаряд плавно поднимают из скважины и фиксируют тормоз лебедки.В зависимости от буримой породы керн извлекают постукиванием или выдавливанием через удлинитель,Замена буровых коронок производится также непосредственно над устьем скважины.Подготовка снаряда в рабочее положение производится в обратном порядке непосредственно над устьем скважины с применением труборазворота,Подвижность соединения приемной камеры при поднятии снаряда от забоя обеспечивает связь промывочных каналов обратной промывки с нагнетательным каналом, ликвидируя тем самым образование шламовых пробок в снаряде, увеличивает проходку за рейс. Формула изобретения1, Колонковый снаряд, включающий наружную колонковую трубу с переходником, внутреннюю керноприемную трубу с обратным клапаном и штангой-подвеской, закрепленной в переходнике наружной трубы, эжекторный насос с распределителем потока, выполненным в виде корпуса с нагнетательным каналом и приемной камерой,сообщающейся с керноприемной трубой,отличающейся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет эффек 5 тивного удаления шлама из насоса непосредственно при бурении, штанга-подвескаустановлена с возможностью продольногосмещения вместе с керноприемной трубойотносительно переходника и образует в10 крайнем нижнем положении кольцевой зазор с корпусом распределителя, через который приемная камера сообщается с нагнетательным каналом.2. Снаряд по п. 1, отличающийсяд тем, что обратный клапан расположен наторце штанги-подвески, расположенномвнутри приемной камеры эжекторного насоса.3. Снаряд по п, 1, отличающийсятем, что штанга-подвеска снабжена резьбойна верхнем конце и закреплена в переходнике закладной вилкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизед 5 1. Волков А. С., Волокитенков А. А. Бурение скважин с обратной циркуляциейпромывочной жидкости. М., Недра, 1970,с. 128.2. Авторское свидетельство СССР3 О325343, кл. Е 21 В 25/00, 1972 (прототип),. Павлов еда ипография, пр. Сапунов аказ 1020/1 Изд.333 Тираж 626НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобре113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписноей и открытий