Буровой снаряд Советский патент 1986 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к бурению скважин с отбором керна.

Целью изобретения является новышение эффективности работы нри бурении и отборе керна.

На фиг. 1 показан буровой снаряд в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Буровой снаряд состоит из колонковой трубы 1, соединенной с бурильными трубами 2 корпусом 3 через переводник 4. Корпус 3 выполнен с внутренней камерой 5, с входом в камеру нагнетательного канала бис выходом 7 из внутренней камеры 5 в роликовую трубу 1, расположенным в центре камеры.

Вход из нагнетательного канала 6 снабжен насадкой 8 с внутренними винтовыми канавками 9.

Внутри камеры 5 размещен упругодеформируемый элемент 10 с зонтообразной конической формой, обращенной верщиной в сторону входа нагнетательного канала и с креплением посредством щтока 11 к корпусу 3.

Внутренняя поверхность камеры 12, расположенная над упругодеформируемым элементом 10, имеет полутороидальную форму.

Снаряд работает следующим образом.

С поверхности через специальный невращающийся сальник-вертлюг буровым насосом (не показаны) в бурильные трубы 2 подается промывочная жидкость. Через переводник 4 она доходит до насадки 8 с внутренними винтовыми- канавками 9. Двигаясь вниз, часть жидкости попадает в канавки 9, и, двигаясь по винтовой линии, благодаря наличию сил внутреннего трения в жидкости, постепенно раскручивает весь поток промывочной жидкости по мере движения его вдоль насадки 8. Вращающийся поток промывочной жидкости выходит из насадки 8 и достигает острия упругодеформируемого элемента 10. При прохождении по элементу образуется кольцевой, поток. После прохождения унругодеформируемого элемента 10 вращающийся кольцевой поток промывочной жидкости попадает во внутреннюю камеру 5, где под действием центробежных сил поток промывочной жидкости прижимается к внутренней боковой стенке корпуса 3. В результате в центре внутренней камеры 5 образуется зона разряжения. В зону разряжения из выхода 7 устремляется часть жидкости из колонковой трубы 1. При этом во внутреннюю камеру 5 жидкость из насадки 8 поступает непрерывно, вследствие чего объем вращающегося потока возрастает и промывочная жидкость стремится выйти, в результате происходит гидравлический удар встречных потоков. Одновременно с этим давление в камере 5 возрастает, в результате чего происходит «выплеск части промывочной жидкости обратно через выход 7 в колонковую трубу 1, а во внутренней камере 5 опять возникает зона разряжения и процесс повторяется с высокой частотой, достигая звукового или ультразвукового диапазонов.

Кроме того, движение вращающегося потока жидкости по верхней поверхности унругодеформируемого элемента 10 также возбуждает у упругой стенки элемента 1-0

0 колебательные движения с высокой частотой Причиной возникновения колебаний упругой стенки элемента 10 является наличие разности давлений, действующих на ее верхнюю и нижнюю поверхности. Это происходит

5 следующим образом. Со стороны движения жидкости на поверхность упругой стенки элемента 10 давление будет меньще, чем с противоположной стороны в момент гидравлического удара в камере 5. Это вызывает изгиб упругой стенки элемента 10 со

0 стороны больщего давления (вверх). В момент разряжения в центре камеры 5 динамическое давление движущейся жидкости по поверхности элемента 10, действуя на искривленную поверхность упругой стенки,

5 распрямляет ее параллельно своему движению. После распрямления стенки элемента 10 следует очередное изгибание ее, причем частота изгибаний и разгибаний будет совпадать с частотой изменения давления в камере 5. Таким образом, промывоч0 ная жидкость, пройдя по элементу 10 и через камеру 5, получает высокочастотные механические колебания. Дальще она через выход 7 и колонковую трубу 1 поступает на забой скважины в зону резания породоразрущающим инструментом. Под действием

механических колебаний усиливается кавитация промывочной жидкости в зоне резания. При одновременном воздействии на нее породоразрущающим инструментом это способствует эффективному разрущению горной породы и образованию керна.

Формула изобретения

Буровой снаряд, содержащий KOviOHKoвую трубу, соединенную с бурильными трубами корпусом, выполненным с внутренней камерой,с входом в камеру нагнетательного канала и с выходом из камеры в колонковую трубу, а также размещенный в камере упругодеформнруемый элемент, установленный с возможностью колебаний под действием потока нагнетаемой жидкости, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности работы при бурении и отборе керна, вход нагнетательного канала снабжен насадкой с внутренними винтовыми канавками, а упругодеформируемый элемент выполнен с зонтообразной конической формой, обращенной верщиной в сторону входа

нагнетательного канала и скреплен штоком с корпусом, при этом расположенная над упругодеформируемым элементом внутренняя поверхность камеры имеет полутороидальную форму, а выход из камеры в колонковую трубу расположен в центре камеры.

аг.г