Буровой снаряд Советский патент 1984 года по МПК E21B10/66 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для бурения с отбором керна. Известен буровой снаряд, содержащий наружную трубу и съемный инструмент, соетоящий из внутренней трубы и раздвижной коронки с упругими пластинами и упорными выступами на них. Удержание коронки в транспортном положении при спуске к забою осуществляется путем взаимодействия выступов с торцовым буртиком на внутренней трубе 1 . Однако наличие торцового буртика на внутренней трубе вызывает необходимость увеличения толщины кольца бурения, приходящегося на сектора раздвижной коронки, так как необходимость перекрытия упорного буртика при бурении вынуждает увеличить толщину секторов раздвижной коронки. При этом нагрузка на ее сектора, возникающая при бурении, увеличивается. В результате повыщается деформация сопряженных конструктивных элементов, приводящая к чрезмерной вибрации секторов, выкращиванию алмазов, снижению ресурса раздвижной коронки, поломке несущих пластин в месте их присоединения к секторам и т. д. Известен также буровой снаряд, содержащий наружную трубу и съемный инструмент, включающий внутреннюю трубу и раздвижную коронку с упругими пластинами и упорными выступами на них. Удержание раздвижной коронки в транспортном положении при спуске к забою производится путем взаимодействия упорных выступов на упругих пластинах с торцом внутренней трубы 2. Такое решение позволяет уменьщить толщину кольца бурения, приходящуюся на сектора раздвижной коронки. Однако при резком замедлении скорости движения коронки при транспортировке к забою, например в результате сужения проходного сечения бурильной колонны на стыке труб, сила инерции внутренней трубы может превысить силу удержания упорными выступами раздвижной коронки в транспортном положении. В результате упорные выступы могут отогнуться и выйти из взаимодействия с внутренней трубой, что приводит к заклиниванию коронки в бурильной колонне при спуске. Цель изобретения - повыщение надежности снаряда путем устранения заклинивания коронки при спуске съемного инструмента. Поставленная цель достигается тем, что в буровом снаряде, содержащем наружную трубу и съемный инструмент, включающий внутреннюю трубу и раздвижную коронку с упругими пластинами и упорными выетупами на них, на наружной поверхности внутренней трубы и внутренней поверхности наружной трубы выполнены соответственно кольцевая канавка и цилиндрическая расточ ка для размещения в них упорных выступов упругих пластин. Кроме того, торцовые поверхности кольцевой канавки, цилиндрической расточки и упорных выступов выполнены со скосами. На фиг. 1 изображен предлагаемый буровой снаряд, рабочее положение; на фиг. 2 - то же,транспортное положение. Снаряд состоит из наружной трубы 1 и съемного инструмента, спускаемого к забою и извлекаемого из скважины отдельно от наружной трубы. В состав съемного инструмента входит внутренняя труба 2с пилотной коронкой 3 и раздвижная коронка 4 с секторами 5, упругими пластинами 6 и стопором 7, останавливающим раздвижную коронку. На пластинах 6 имеются упорные выступы 8 со скосами 9. На наружной поверхности внутренней трубы имеется кольцевая канавка 10 со скосами И, а на внутренней поверхности наружной трубы - цилиндрическая расточка 12 со скосами 13 и стопорная расточка 14. В нижней части внутренней трубы установлено кернорвательное кольцо 15, а в верхней - фиксирующий узел 16, служащий для установки съемного инструмента в определенном положении относительно наружной трубы при бурении, Для извлечения съемного инструмента из скважины служит захватный грибок 17. Снаряд работает следующим образом. В транспортном положении съемный инструмент опускается к забою. Относительное положение раздвижной коронки 4 и внутренней трубы 2 определяется упорным выступом 8, утопленным в кольцевую канавку 10. В конце спуска стопор 7 раздвижной коронки попадает в стопорную расточку 14, в результате чего раздвижная коронка останавливается, а упорные выступы 8 попадают в зону цилиндрической расточки 12. Под действием сил инерции внутренней трубы упорные выступы 8 радиально выдвигаются из кольцевой канавки 10, а внутренняя труба продолжает движение вниз, раздвигая сектора 5, и переводит раздвижную коронку в рабочее положение. Остановка внутренней трубы 2 производится фиксирующим узлом 16. Снаряд подготовлен к бурению. После бурения производится отрыв керна кернорвательным кольцом 15 и подъем съемного инструмента при помощи специального ловителя на тросе за грибок 17. При этом вначале поднимается внутренняя труба, затем упорные выступы 8 уталиваются в цилиндрическую канавку 10 за счет упругости пластин 6, а сектора раздвижной коронки сдвигаются внутрь. В таком положении съемный инструмент поднимается на поверхность. Соотношения конструктивных параметров: высоты упорных выступов, глубины кольцевой канавки, кольцевого зазора между внутренней и наружной трубами и глубины цилиндрической расточки связаны зависимостью, которая не позволяет упорным выступам 8 выходить из кольцевой канавки 10 в транспортном положении и обеспечивает их расцепление только в зоне расточки 12 после остановки раздвижной коронки 4. Поэтому возможность заклинивания раздвижной коронки при спуске съемного инструмента устраняется.

Применение предлагаемого бурового снаряда позволяет сократить спуско-подъемные операции бурильных труб, связанные с заменой коронки. Таким образом, изобретение

позволяет исключить полностью все спускоподъемные операции бурильных труб, связанные с бурением скважины. Спуск съемного инструмента производится, например, свободным сбрасыванием в скважину, а подъем - при помощи лебедки и специального ловителя на тросе. Полное исключение спуско-подъемных работ при бурении скважины дает возможность облегчить труд рабочих, так как устраняются наиболее трудоемкие операции при бурении скважины; повысить безопасность труда, так как спуско-подъемные операции требуют пpи :yтcтвия рабочих в наиболее опасной зоне - около устья скважины, а также повысить производительность труда за счет высвобождения большого количества времени на выполнение этих работ.

1. БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий наружную трубу и съемный инструмент, включающий внутреннюю трубу и раздвижную коронку с упругими пластинами и упорными выступами на них, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности снаряда путем устранения заклинивания коронки при спуске съемного инструмента, на наружной поверхности внутренней трубы и внутренней поверхности наружной трубы выполнены соответственно кольцевая канавка и цилиндрическая расточка для размещения в них упорных выступов упругих пластин. 2. Буровой снаряд по. п. 1, отличающийся тем, что торцовые поверхности кольцевой канавки цилиндрической расточки и упорных выступов выполнены со скосами. (Л ГчЭ со ел

/7