Буровой снаряд Советский патент 1984 года по МПК E21B21/12 

Изобретение относится к горному .делу, d именно, к средствам для промывки буровых скважин при бурении с использованием труб с каналами для жидкости и газа.

Известны буровые снаряды, содержащие породоразрушающий инструмент н эрлифт с колоннами бурильных и воздухопроводных tpy6, и воздухонапорным сальникомвертлк: гом (1).

Однако возникающая при работе такого снаряда обратная циркуляция промывомной жидкости нестабильна, так как образующийся в смесителе поток аэрированной жидкости имеет неравномерную плотность.

Известен буровой снаряд с элементами для диспергирования воздуха в потоке жидкости, содержащнй породоразрушающий инструмент н эрлифт в виде воздухонагнетательного сальника-вертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коаксиально расположенной в бурильных трубах колонН;Ы воздухопроводных труб со смесителем на нижнем конце (2).

Однако известное техническое решение со смесителем на нижнем конце не устраняет изменений плотности аэрированной жидкости по мере движения ее вверх и возникающей из-за разности скорости подъема пузырьков воздуха и соответственно жидкости, а возникающая в результате этого явления пульсация потока отрицательно сказывается на эффективности бурения.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости.

Указанная цель достигается тем, что бур.овой снаряд, содержащий породоразрушающий инструмент и эрлифт в виде воздухонагнетательНого сальника-вертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами-и коаксиально расположенной в бурильных трубах колонны воздухопроводных труб со смесителем на нижнем конце, снабжен упругими щетками, при этом щетки закреплены по периметру внешней х;тороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной частью сальника-вертлюга.

На фиг. 1 показан предлагаемый буровой снаряд; на фиг. 2 - разрез А-А на фнг. I.

Снаряд состоит из колонковой- трубы 1 с породоразруШающнм инструментом 2 и эр лифта в виде колонны бурильных труб 3, воздухопроводных труб 4 и смесителя 5, Воздухопроводные трубы 4 расположены коаксиально внутри бурильных труб 3 и свя.заны вверху с неподвижной частью воздухонапорного сальника-вертлюга 6. На воздухопроводных трубах 4 с интервалом 5- 15 м по внешнему периметру жестко устайовлены упругие щетки 7...Полость кольцевого пространства между бурильными трубами 3 и воздухопроводными трубами 4 сообщается со скважиной через сливные окна 8 в бурильных трубах 3. Сжатый воздух в снаряд подается по шлангу 9.

Снаряд работает следующим образом.

Сжатый воздух от компрессора {не показан) поступает по шлангу 9 через сальник-вертлюг 6 и воздухопроводные трубы 4 к смесителю 5. Из смесителя 5 воздух выходит в кольцевое пространство между бурильными трубами 3 и воздухопроводными трубами 4 и образует здесь аэрированную жидкость, За счет разницы удельных весов жидкости, находящейся в затрубном пространстве (скважине) и аэрированной в кольцевом пространстве между бурильными 3 и воздухопроводными трубами 4 создается обратная циркуляция щромывочной жидкости. Жидкость из скважины, очищая забой от шлама и охлаждая породоразрушающий инструмент 2, поступает во внутрь колонковой трубы 1. Из последней по бурильным трубам 3 жидкость поступает в кольцевое пространство между трубами 3 и 4, где она аэрируется. Дальше, поднимаясь по кольцевому пространству между трубами 3 и 4, аэрированная жидкость в буровом снаряде под воздействием сил врашается вместе с бурильными трубами. Поднимаясь вверх, она через определенные интервалы встречает На своем пути неподвижные щетки 7. Благодаря тому, что аэрированная жидкость вращается после прохождения каждой щетки в этой жидкости происходит восстановление однородности структуры газожидкостной среды путем механического перемешивания ее жидкости и газообразной фаз. Вращающиеся и движущиеся вверх большие пузырьки воздуха и жидкая фаза при встрече с упругими щетками разбиваются и тщательно механически перемешиваются между собой.

Расстояние между щетками выбирается в зависимости от скорости разделения жид; кой и газообразной, фаз потока. В нижней части воздухопроводных труб щетки располагаются с интервалом 10-15 м, так как здесь скорость разделения на жидкую и газообразную фазу еще мала. В верхней части (в виду того, что при-подъеме аэрированной жидкости разделение ее на воду и воздух происходит быстрее) щетки располагаются с меньшим интервалом, от 5 до Юм.

Устранение пульсации промывочной жидкости поаыщает интенсивность обратной промывки и понижает удельный расход воздуха, т. е. при одном и том же расходе воздуха в предлагаемом буровом снаряде можно получить больщий расход промывочной жидкости у породоразрушающего инструмента по сравнению с прототипом, улучшить удаление шлама и повысить эффективность бурения.

БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий породоразрушающий инструмент и эрлифт в виде воздухонагревательного сальникавертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коаксиально .расположенной в бурильных трупах колонны воздухопроводных труб со смесителем на .нижнем конце, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости, он снабжен упругими щетками, при этом щетки закреплены по периметру внешней стороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной частью сальника-вертлюга. д . (П 05 ;о ел