Буровой снаряд Советский патент 1987 года по МПК E21B21/14 

Изобретение относится к горному делу, а именно к промывке буровых скважин, и может найти применение при бурении геологоразведочных, гидрогеологических и спе- циа, 1ьных скважин.

Цель изобретения - 11овып1ение производительности буре1П1я за счет интенсификации обратной промывки.

На фиг. 1 изображен буровой снаряд, общий вид; на фиг. 2 -- разрез .. на фиг. 1.

Буровой снаряд состоит из породораз- рушающего инструмента 1, колоинь буриль ных труб, содержащих воздухопроводные 2 и водоподъемный 3 каналы, и смесителя 4 для аэрации промывочной жидкости, расположенного выше породоразрущающего инструмента 1 и ниже уровня жидкости в скважине. Смеситель 4 для аэрации промывочной жидкости выполнен в виде кольцевой камеры 5 с тангенциально установленными соплами 6 и герметично сообщающимся с воздухопроводным каналом 2 с помои.1.ыо кожуха 7. Кольцевая камера 5 выполнена в виде канавки прямоугольного сечения. В кольцевой камере 5 с зазором уетановле Н5| плоские упругие спиральные пластины 8 на- иротив соил 6. Спиральные пластины 8 своей внутренней поверхностью установлены тангенциально к соплам 6 и консольно уста- новлень на периферийной поверхности ко.,ь- цевой камеры 5. Герметичиое соединение воздухопроводных 2 и водоподъемного 3 каналов в буровом снаряде обеспечено с помощью фланцев 9 и болтового соединения 10.

Буровой снаряд работает следующим образом.

С поверхности через специальный невращающийся сальник-вертлюг (не показан) в воздухоироводный канал 2 нодается сжатый воздух. Воздух по воздухопроводным каналам 2 доходит до смесителя 4 для аэрации промывочной жидкости и выходит чеоез соила 6. Благодаря тому, что напротив сопл 6 установ;1ены плоские упругие сгшраль- ные пластины 8 своей внутренней поверхностью тангенциально к соплам, воздух движется по внутренней поверхности пластин 8. Движение воздуха по внутренней поверхности спиральных пластин 8 возбуждает у них колебательные движения со звуковой частотой. Причиной возникновения колебаний у иластин 8 является наличие перепада давления, действующего на внутреннюю и наружную поверхности- гьтастип 8, и иеравно- мерность нодачи воздуха через соила 6. Это происходит следуюихим образом.

Струя ежатого воздуха, двигаясь но внутренней поверхности спиральной .пластины 8. за счет перепада статического давления между обоими сторонами пластины 8 вызывает ее раскручивание и придает ей форму, близкую к цилиндрической. Воздух раскручивается и под действием центробежных сил прижимается к внутренней цилиндрической поверхности п.дастины 8. В результате в центре вращающегося цотока образуется зона разрежения. В зону разрежения через зазор между кольцевой камерой 6 и пластиной 8 устремляется часть жидкости из водоподъемного канала 3. С другой стороны, воздух по соплам 6 поступает непрерывно, вследствие 4ei-o объем вращаюнгегося потока резко возрастает, в результате происходит гидравлический удар встречных потокэв и часть газожидкостпой смеси выбрасывается через зазор между кольцевой камерой 5 и пластиной 8 в водоиодъемный канал 3. После выброса газожидкостной смеси в цилиндрической камере, образованной пластиной 8, опять возникает зона разрежения, и процесс повторяется с высокой частотой, достигая звукового или ультразвукового диапазона. В результате такого диенергирования воздуха в жидкости водопод ьемный канал 3 за- нолняется тонкодисперсной аэрированной жидкостью. За счет разности плотностей жидкостей в скважине и водоподъемном канале 3 в буровом снаряде создается обратная циркуляция промывочной жидкости. Жидкость из скважины, очип1ая забой от шлама и охлаждая породоразрушающий -инструмент 1, поступает в зону смеп1ения. Здесь она аэрируется и дальще по водоподъемному каналу 3 поднимается на поверхность, где через сальник-вертлюг и шланг поступает в отстойник. После очистки промывочной жидкости на поверхноети она снова ноступает в скважину.

Формула изобретения

Буровой снаряд, содержащий породораз- рущающий инстру.мент и колонну бурильных труб, имеюи1,ую воздухопроводные и водоподъемный каналы и смеситель для аэрации промывочной жидкости, размещенный выще нородоразрущающего инструмента и ниже жидкости в скважине и вьню.чненный в виде кольцевой камеры с таигенциальио установленными соплами, отличающийся тем, что, с п,елью повышения производи- тельноети бурения за счет интенсификации обратной промывки, он снабжен нлоскими упругими спиральпыми пластинами, установленными в кольцевой камере с зазором на- нротив соил, причем пластины своей внутренней поверхностью установлены тангенциально к соплам и консольно связаны с периферийной поверхностью кольцевой камеры.

Редактор л. Повхан Заказ 2625/30

ВН1-ШПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у,т. Проектная, 4

VLIS 2

Составитель И. Белогруд Техред И. ВересКорректор „ I. Патай

Тираж 532Подпнсное

Изобретение относится к горному делу и нредназначено для буровых скважин. Цель изобретения - повышение нроизводитель- ности бурения за счет интенсификации об- ратной промывки. Снаряд содержит породо- разрушаюш.ий инструмент 1 и колонну бурильных труб с воздухопроводными 2 и водоподъемными 3 канала.ми и смеситель 4 для аэрации промывочной жидкости. Смеситель 4 фиг I расположен выше инструмента 1 н ниже уровня жидкости в скважине и выполнен в виде кольцевой камеры (К) 5 с тангенциально установленными соплами (С)ь. Причем в К 5 напротив С 6 с зазором установлены плоские упругие спиральные пластины (П) 8. Внутренней поверхностью П 8 установлены тангенциально с С 6 и консольно связаны с периферийной поверхностью К 5. Сжатый воздух через канал 2 доходит до смесителя 4 11 через С 6 выходит. Благодаря наличию П 8 воздух движется по их внутренней поверхности. Возбуждаются колебания П 8, возникающие в результате перепада давления и неравномерности подачи воздуха через С 6. В центре вращающегося потока образуется зона разрежения, куда поступает жидкость из канала 3. Воздух диспергируется жидкостью и канал 3 3anOviHHeTCH аэрированной жидкостью. За счет разности плотностей жидкостей в канале 3 и в скважине создается обратная циркуляция жидкости, которая очищает забой и охлаждает инструмент 1. 2 ил. уг сл со N:) о со оо со