Желонка Советский патент 1985 года по МПК E21B27/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно к инструменту ударно-канатного бурения преимущественно скважин большого диаметра.

Известна желонка, содержаш,ая корпус с клапанным седлом, клапан, боек со стержнем и долото 1.

Однако желонка отличается недостаточной надежностью в работе, вызванной тем, что оседающий на клапане щлам ограничивает его перемещение и в конечном итоге прекращает циркуляцию жидкости.

Известна также желонка, содержащая подвешенные на канате корпус с клапанным седлом и клапан-долото с центральным стержнем и грузом 2.

Однако при бурении скважин с применением данной желонки наблюдается низкая производительность, обусловленная тем, что в желонке отсутствует принудительное открытие клапана, что в свою очередь препятствует обеспечению надежного забора шлама и в конечном счете приводит к снижению скорости бурения.

Цель изобретения - повышение скорости бурения путем фиксации клапана в открытом и закрытом положении.

Указанная цель достигается тем, что желонка, содержащая корпус с клапанным седлом и клапан-долото с центральным стержнем и грузом, снабжена подпружиненным штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, причем корпус связан со штоком посредством гибких элементов HN огибаемых ими роликов, размещенных на верхнем торце груза.

На чертеже изображена желонка на левой проекции с закрытым клапаном, на правой - с открытым, общий вид.

Желонка содержит клапан-долото, нижняя часть которого выполнена в виде долота 1 а верхняя - в виде конусного клапана 2. В центральной части клапана-долота имеется карман 3 для крупного шлама. На клапане-долоте соосно закреплены центральный стержень 4 и груз 5. Концентрично клапану-долоту установлен корпус 6 цилиндрической формы, в нижней части которого имеется конусное клапанное седло 7. Угол конусности клапана 2 и седла 7 принимается больще угла естественного откоса, чтобы крупный шлам не оседал на поверхности клапана-долота и под собственным весом скатывался с нее на забой скважины. В полости корпуса 6 имеются направляющие диафрагмы 8 с отверстиями, центрирующие корпус б относительно продольной оси клапана-долота. В полости, выполненной в дополнительном грузе 5, соосно клапану-долоту установлен с возможностью поступательного перемещения шток 9, соединенный с канатом 10 лебедки буровой установки (не показана) . На дополнительном грузе 5 закреплена крышка 11, между которой и головкой штока 9 установлена пружина 12. Головка штока 9 и корпус 6 соединены между собой гибкими звееньями 13, огибающими блоки 14, размешенные на крыщке 11.

Желонка работает следующим образом.

При пуске желонки в скважину на канате 10 вес клапана-долота вместе с весом центрального стержня и груза 5 сжимает пружину 12, щток 9 при этом находится в верхнем положении (левая проекция чертежа), а корпус 6 опущен вниз под действием собственного веса - клапан

5 закрыт. Возможен также вариант исполнения желонки без пружины 12, но в этом случае вес штока 9 должен превышать вес корпуса Ь.

При входе в слой зашламованной жидкости на забое скважины долото 1 и расположенный над ним корпус 6 вытесняют жидкость со шлаком в пространство между стенками скважины и стенками корпуса 6. Уровень жидкости в скважине резко поднимается, при этом жидкость захватывает с собой шлам, находящийся на забое. При контакте долота 1 с забоем его лезвия разрушают породу, а в канате 10 появляется слабина. С пружины 12 снимается вес клапана-долота центрального стержня 4 и дополнительного груза 5.

Q Шток 9 под собственным весом и усилием пружины 12 продолжает движение вниз, а поскольку вес штока и рабочее усилие пружины превышают в сумме вес корпуса б, последний поднимается вверх под действием усилий в гибких звеньях 13, переброщен5 ныхчерез блоки 14.

Клапан желонки открывается, (правая проекция чертежа), и зашламованная жидкость поступает во внутреннюю полость корпуса б. Когда желонку начинают поднимать из скважины, канат 10 натягивается и пружина 12 под весом клапан а-долота центрального стержня 4 и дополнительного груза 5, которые зависают на ней, сжимается, а цилиндрический корпус б -под собственным весом опускается вниз, закрыj вая клапан 2 и имеющуюся внутри корпуса жидкость со Д1ламом. За время, которое клапан 2 находится в открытом положении, из жидкости на верхний торец долота выпадают наиболее крупные фракции шлама, большая часть которых оседает в шламоприемном кармане 3. Крупный шлам, попавший на конусную поверхность клапана-долота, благодаря крутому наклону конусной поверхности не может удержаться на ней и падает обратно на забой. С закрытым клапаном

5 желонку поднимают на устье скважины, устанавливают на шламоприемную площадку и канату 10 опять придают слабину. Весом штока 9 и рабочим усилием пру3 1159999

жины 12 корпус 6 вновь поднимаетсякается на забой скважины и цикл бурения

вверХ; открывая клапан, и зашламованнаяповторяется.

жидкость изливаемся из полости корпуса 6.Применение изобретения позволяет повыШламоприемный карман 3 периодически очи-сить надежность работы желонки, коэффишается от крупных фракций шлама. Послес циент ее заполнения шламом, скорость и

разгрузки и очистки желонка вновь опус-производительность бурения.

ЖЕЛОНКА, содержащая-корпус с клапанным седлом и клапан-долото с центральным стержнем и грузом, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости бурения путем фиксации клапана в открытом и закрытом положении, она снабжена подпружиненным штоком, установленным с возможностью вертикального перемещения, причем корпус связан со штоком посредством гибких элементов и огибаемых ими роликов, размещенных на верхнем торце груза. (Л сд со со со со