Пневмоударный буровой снаряд Советский патент 1984 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относнтея к горной промыш-lenHOCTH, в частности к устройствам для ударно-вращательного бурения обводненных скважин различного назначения в твердых горных породах с обратной продувкой забоя. Известно устройство для бурения скважин, содержащее пневмоударник с породоразрущающим инструментом, керноприемную трубу с выполненными на ней наклонными отверстиями, предназначенными для лучшей транспортировки керна на поверхность и двойную колонну бурильных труб 1. Недостатком этого устройства является отсутствие защиты пневмоударника от щлама в момент прекращения подачи воздуха, что приводит к засорению щламом воздухораспределительного механизма пневмоударника и к быстрому изнащиванию его трущихся частей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является пневмоударный буровой снаряд, включающий корпус, керноприемную трубу и установленный на ней подпружиненный клапан 2. Однако в этом пневмоударном буровом снаряде щламозащитное устройство, расположенное над пневмоударником, не защищает его от загрязнения щламом при прекращении подачи воздуха, когда пневмоударник приподнят над забоем, а образец керна уплотняет кольцевую твердосплавную вставку. При этом возникают перетечки воды со щламом через пневмоударник и наклонные отверстия во внутрь керноприемной трубы. Кроме того, щламозащитное устройство не защищает пневмоударник от попадания щлама при спуске в скважину. В процессе бурения щламозащитное устройство быстро изнащивается и выходит из строя. Все это снижает надежность работы устройства. Цель изобретения - повыщение надежности работы пневмоударника путем снижения необходимого усилия на отжатие клапана. Для достижения поставленной цели в пневмоударном буровом снаряде, включающем корпус, керноприемную трубу и установленный на ней подпружиненный клапан, последний имеет внутреннюю полость с двумя внутренними уплотняющими поверхностями, а на керноприемной трубе выполнены два рада отверстий, причем оси отверстий одного из рядов наклонены к оси снаряда, при этом, выходы отверстий по наружному диаметру керноприемной трубы перекрыты внутренними уплотняющими поверхностями. Наклонные отверстия расположены таким образом, что при движении через них сжатого воздуха в керноприемной трубе ниже этих отверстий за счет вихревого эффекта формируется зона разрежения. Благодаря тому, что в керноприемной трубе выполнены дополнительные отверстия разрежение устанавливается и в разгрузочной камере. Это приводит к дополнительному уменьшению усилия, действующего на клапан со стороны пневмоударника. Таким образом, при подаче сжатого воздуха к пневмоударнику клапан постоянно находится в открытом положении. На чертеже изображен пневмоударный буровой снаряд, общий вид. Пневмоударный буровой снаряд содержит клапан 1, керноприемную трубу 2, пружину 3, корпус 4. Клапан 1 имеет упругий уплотнительный элемент 5, который входит в гнездо 6 корпуса 4 под действием пружины 3. Керноприемная труба 2 имеет наклонные отверстия А, предназначенные для подвода сжатого воздуха во внутрь керноприемной трубы 2, и дополнительные отверстия Б, которые служат для сообщения разгрузочной камеры В с зоной разрежения Г. В закрытом положении клапан 1 перекрывает наклонные отверстия А верхним направляющим пояском 7, а дополнительные отверстия Б нижним направляющим пояском 8. Корпус 4 соединяет снаряд с двойной колонной бурильных труб и пневмоударником (не показаны). Пневмоударный буровой снаряд работает следующим образом. В момент подачи сжатого воздуха клапан 1 перемещается вниз до упора в ограничитель 9. При этом открываются наклонные отверстия А и дополнительные отверстия Б в керноприемной трубе 2. Основная часть сжатого воздуха поступает к пневмоударнику, а другая часть поступает по наклонным от .перстням А во внутрь керноприемной трубы 2. При этом в нижней части керноприемной трубы 2 вследствие вихревого эффекта возникает зона разрежения Г. Так как разгрузочная камера В сообщается с внутренней полостью керноприемной трубы 2, то и в ней устанавливается разрежение. Таким образом, за счет разности рабочих площадей клапана 1 со стороны нагнетательной магистрали и со стороны пневмоударника и за счет разрежения в разгрузочной камере В усилие, действующее на клапан 1 от давления сжатого воздуха со стороны нагнетательной магистрали, будет больще, чем со стороны пневмоударннка. В устройство устанавливается пружина 3, усилие которой меньще разности усилий от давления сжатого воздуха, действующих на клапан 1 сверху и снизу. Поэтому при подаче сжатого воздуха клапан 1 постоянно находится в открь1том положении и не оказывает отрицательного влияния на рабочий цикл пневмоударника. При прекращении подачи сжатого воздуха клапан 1 закрывается под действием усилия сжатой пружины 3 и перекрывает доступ воды и щлама в нагнетательную магистраль как через пневмоударник, так и через наклонные отверстия А и дополнительные отверстия Б. При спуске инструмента в 34

скважину клапан 1 так же постоянно нахо- работы пневмоударника при бурении сквадится в закрытом положении.жин и предотвращает его зашламование при

Использование предлагаемого устройства инструмента в скважину. Все это понижает позволяет обеспечить нормальный режимнадежность работы устройства.

1084436

перерывах в подаче воздуха и при спуске

ПНЕВМОУДАРНЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД, включающий корпус, керноприемную трубу и установленный на ней подпружиненный клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы пневмоударника путем снижения необходимого усилия на отжатие клапана, клапан имеет внутреннюю полость с двумя внутренними уплотняющими поверхностями, на керноприемной трубе выполнены два ряда отверстий, причем оси отверстий одного из рядов наклонены к оси снаряда, а выходы отверстий по наружному диаметру керноприемной трубы перекрыты внутренними уплотняющими поверхностями. 68(Л 00 N(; СО О5