Двойной колонковый снаряд Советский патент 1986 года по МПК E21B25/00 E21B21/00 

Изобретение относится к горному делу и к средствам для бурения с отбором керна.

Цель изобретения - увеличение выхода керна.

На чертеже изображен двойной колонковый снаряд, разрез.

Двойной колонковый снаряд содержит наружную трубу 1, соединенную с корпусом 2 ногружного поршневого насоса, образованного рабочей камерой 3 в корпусе 2, соединенной системой каналов 4 и 5 с внешним пространством и полостью наружной трубы 1. В каналах 4 и 5 установлены обратные клапаны 6 и 7. В состав насоса входит также поршень 8 с гидравлическим приводом возвратно-поступательного движения в виде гидроударника 9. Поршень 8 является частью бойка 10 гидроударника 9.

Внутри наружной трубы 1 установлена керноприемная труба 11 с переходником 12, связанным подвижным подпружиненным соединением (детали 13-15) с корпусо.м 2.

В переходнике 12 выполнен канал 16 с клапаном 17, сообш,аюш.ий полость керно- приемной трубы 11 с камерой 3. Внутри камеры 3 наеоса установлен дросселируюший клапан 18, воздействующий на поток в канале 4, сообпдающий камеру с внешним пространством. Клапан 18 установлен с возможностью взаимодействия с переходником 12. При ударном взаимодействии бойка 10 и его части (поршня) 8 с корпусом 2 и переходником 12 последние являются наковальнями.

Снаряд работает следующим образом.

При бурении рыхлых несвязанных пород, сопротивление которых внедрению снаряда незначительно, осевое усилие на трубу 11 определяется только усилием предварительного сжатия набора пружин 13. Переходник 12 находится при этом в крайнем нижнем положении, не взаимодействуя с дросселирующим клапаном 18 и не прикрывая канал 4. Боек 10 с пор1пнем 8 гидроударника 9, совершая возвратно-поступательные движения, в нижней точке ударяет только по корпусу 2, передавая энергию удара через наружную трубу 1. При движении бойка с поршнем 8 вверх в ка.мере 3 возникает разрежение, что вызывает всасывание в камеру 3 жидкости из скважины и полости трубы 11 через каналы 4 и 16. При этом под разностью движений в камере 3 и межтрубном пространстве клапан 7 перекрывает канал 5. При уходе бойка с поршнем 8 вниз давлеСоставитель Е. Молчанов

Редактор О. БугирТехред И. ВересКорректор М. Демчик

Заказ 4794/33Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

пие жидкости в камере 3 повышается, что приводит к перекрытию клапанами 6 и 17 каналов 4 и 16 и нагнетанию жидкости из камеры 3 через канал 5 в полость наружной трубы и на забой скважины.

Таким образо.м, осуществляется обратная промывка в полости трубы 11, причем ее интенсивность для указанных условий минимальна, поскольку канал 4 полностью открыт. Это предохраняет керн рыхлого, несвязанного грунта от разрушения и выноса восходяш,им фильтрационным потоком жидкости.

По мере нарастания сопротивления, а также при смене породы труба 11 вместе с

, переходником 12 утапливается внутрь наружной трубы 1, сжимая пружины 13. Переходник 12 перемещает дросселирующий клапан 18 к выходу из канала 4, увеличивая гидравлические сопротивления для поступления жидкости из скважины внутрь камеры 3 и

0 благоприятствуя таким образом поступлению жидкости в камеру 3 из полости трубы 11. Увеличение интенсивности обратной промывки, а следовательно, и фильтрационной силы восходящего потока жидкости приводит к подтягиванию керна, предотвращает его пе ретирку и заклинку, отдаляет наступление «свайного эффекта. В то же время величина фильтрационной силы оказывается неопасной для разрушения структуры керна в связи с возросшими гидравлическими сопротивлениями в полости трубы П.

При некоторой степени сжатия пружин 13 наступает взаимодействие трубы 11 через переходник 12 с бойком 10 гидроударника 9 и часть энергии удара гидроударника 9 передается трубе 11, способствуя преодоле, ПИЮ ею возрастающего сопротивления породы внедрению. Причем с увеличением сопротивления горной породы часть энергии, передаваемой трубе 11, увеличивается, и при бурении по твердым сцементированным породам, когда набор пружин 13 полностью

сжимается, боек 10 в нижнем положении наносит удары с максимальной энергией только по переходнику 12. Труба 11 при этом не вращается. Таким образом, достигается регулирование энергии удара по трубе 11 в зависимости от физико-механических свойств

буримой породы, что ведет к сохранению структуры керна при бурении в мягких породах путем ограничения скорости внедрения и к повыщению производительности бурения в твердых породах.