Колонковый снаряд Советский патент 1985 года по МПК E21B25/00 E21B21/00 

О

to

UD САЭ 00

Изобретение относится к средствам для бурения с отбором керна.

Известны колонковые снаряды для бурения с отбором керна, содержагцие корпус с керноприемной трубой, а также струйный насос для создания призабойной циркуляции промывочной зкидкости Cl 1

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является известный колонковый снаряд, содержащий корпус с керноприемной трубой, а также струйный насос с питающим соплом, камерой смещения и гд1ркуляционным и эжекторньм каналами, первый из которых сообщает камеру с полостью керноприемной трубы, а второй сообщает камеру с пространством между корпусом и керноприемной трубой 2.

Для предотвращения зашламования циркуляционного канала в конструкции известного снаряда пересмотрены элементы для промывки его посредством по ворота питающего сопла.

Однако известное техническое решение йе обладает необходимой надежностью в работе, так как в случае сбоя при повороте сопла оператор не может установить в каком режиме происходит циркуляция промывочной жидкости, что в конечном итоге ухудшает выход керна.

Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков, а именно повышение надежности работы и повышение выхода керна.

Указанная достигается тем, что в колонковом снаряде, содержащем корпус с керноприемной трубой, а также струйный насос с пита.ющим соплом, камерой смешения и с циркуляционным и эжекторным каналами, первый из которых - циркуляционньш сообщает камеру с помощью керноприемной трубы, а второй - эжекторный сообщает камеру с пространством между корпусом и керноприемной трубой, каналы выполнены сходящимися под острым углом по отношению один к другому, при этом сечение питающего сопла больше сечения циркуляционного канала и меньше сечения эжекторного канала, а камера смешения образована сопряженными участками каналов и выполнена с дополнительньм каналом, сообщающим ее с керноприемной трубой через вход со стороны расположения циркуляционного канала.

На чертеже показан предлагаемый колонковый снаряд.

Снаряд содержит корпус 1 с керноприемной трубой 2. В корпусе 1 размещен струйный насос, содержащий питающее сопло 3, эжекторный канал

4и циркуляционный канал 5, связывающий полость керноприемной трубы

2 и пространство между трубой и корпусом 1, с камерой смешения, образованной сопряженными участками сходящихся под острым углом каналов 4 и 5. Камера 6 смешения имеет также дополнительный канал 7, соединяющий ее с полостью керноприемной трубы 2 со стороны расположения циркуляционного канала 5. Сечение питающего сопла 3 меньше сечения эжекторного канала 4 и больше сечения циркуляционного канала 5.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

После спуска снаряда в скважину в него подается промывочный агент (например, жидкость). Жидкость из питающего сопла 3 по эжекторному каналу 4 и циркуляционному каналу 5 поступает соответственно в пространство между трубой 2 и корпусом 1 и полость керноприемной трубы 2.

Суть эффекта Коанда заключается в следующем. Известно, что струя во врмя движения эжектирует жидкость из окружающей среды. Эта захваченная и унесенная струей жидкость возмещается поступлением жидкости из боле отдаленных областей. Если вблизи струи находится стенка, этот поток возмущения ограничен, что приводит к появлению разности давлений с обеих сторон струи. Между стенкой и потоко образуется зона разделительного вихр (зона разрежения). Аналогичное явление происходит со струей жидкости, входящей в камеру 6 смешения. Наличие с обеих сторон струи, выходящей из питающего сопла 3, стенок эжекторного канала 4 и циркуляционного канала 5 обуславливаетвозникновение двух, зон разделительных вихрей. Ка. нал 7, соединяя зону разделительного вихря между струей и стенкой канала

5с полостью керноприемной трубы 2, обеспечивает создание более глубокого разрежения и возникновение градиента давления, стремящегося прижат струю к стенке канала 5. Струя изгиб ется и прилипает к стенке канала 5. Благодаря тому, что сечение канала 5 меньше сечения питающего сопла 3, часть потока промывочной жидкости постоянно поступает на забой через канал 4. После начала бурения керн, поступающий в керноприемную трубу 2, увеличивает гидравлическое соп1)отивлени потоку промывочной жидкости. В полости керноприемной трубы 2 повышается давление. В результате этого жидкост через управляющий канал 7 начинает поступать в зону разделительного вих ря у стенки канала 5 в количестве достаточном для его заполнения и отрыва, струи от стенки. В связи с нал чием зоны разделительного вихря межд струей и стенкой зжекторного канала возникает градиент давления изгибающей струи. Струя прилипает к стенке эжекторного канала 4. Сечение эжекторного канала 4 больше сечения питающего сопла 3, что вызывает эжекцию жидкости из полости кер.йоприемной трубы 2 через канал 5 и управляющий канал 7, тем самым создавая восходящий поток промывочной жидкости в ней. Восходящий поток 1фомывочной жидкости очищает зазор между керном и керноприемной трубой от частиц выбуренного шлама, кусочков керна и предотвращает возникновение самозаклинов керна, которые приводят к снижению выхода керна, скорости бурения и проходки за рейс. Применение .в снаряде для бурения , эй фекта прилипания струи к«стенке канала: (эффекта Коавда) позволяет значительно упростить конструкцию по сравнению с известной. Обеспечивается также саморегулирование направления потока промывочного агента в керноприемной трубе, повьшаются выход керна, скорость бурения и проходка на 15%.

КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, содержащий корпус с керноприемной трубой, струйный насос с питающим соплом., камерой смешения с циркуляцйоинь и эжекторными каналами, первый из которых сообщает камеру с полостью керноприемной трубы, а второй сообщает камеру с пространством между корпусом и керноприенной трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и повышения выхода керна, каналы выполнены сходящимися под острьм углом по отношению один к другому, при этом сечение питающего српла больше еечения циркуляционного канала и меньше сечения эжекторного канала, а камера смешения образована сопряженными участками каналов и выполнена с дополнительным каналом, сообщающим ее с керноприемной трубой через вход со стороны расположения цир- /Д куляцнонного канала.