Снаряд для бурения мягких пород Советский патент 1987 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к горному делу, конкретно к бурению скважин с непрерывным транспортированием породного материала на поверхности, потоком очистного агента.

Цель изобретения - увеличение производительности за счет улучшения условий транспортирования породного материала.

На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Снаряд (фиг. I) содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубы, связанные, соответственно, посредством переходника 3 и гильзы 4 с наружной 5 и внутренней 6 трубами двойной бурильной колонны. Зазоры между трубами 1 и 2 образуют кольцевой промывочной канал 7 для нисходящего потока, а полости.внутренних труб 2 и 6 - центральный канал 8 для восходящего потока. Непосредственно над буровой коронкой 9 размещен шламоприемный конус 10 высотой Н, полость которого представляет собой сочетание внутренней конической поверхности 11 большего D и меньшего d диаметров и образованного меньшим основанием конуса цилиндрического.перехода 12 в центральный канал 8, причем диаметры перехода 12 и центрального канала 8 равны.

Угол d уклона внутренней конической поверхности задан исходя из того что наименьшее трение, при перемещении шлама достигается тогда, когда площадь S ее проекции на горизонтальную плоскость - плошадь кольца, образованная основаниями конуса, ши- „ D-d

ринои

- меньше или равна площади

S боковой поверхности цилиндра диаметра d - меньшего основания и высоты Н всего конуса. При этом частицы выбранной породы, двигаясь от периферии к центру приемного конуса и поднимаясь по наклонным траекториям, наиболее равномерно распределяются по его сечениям.

В шламоприемном конусе 10 выполнены промывочные отверстия в виде пазов 13 щелевидной формы, нижние обрезы которых отстоят от его торца диаметра D на расстояние h, а верхние совмещены с началом меньшего цилиндрического основания конуса 12.

Ь

В целях улучшения промывки приемного конуса 10 пазы 13 равномерно распределены по его окружности

(фиг. 2).

Расстояние h, определяющее необходимую для удержания очистного агента высоту породной пробки, связано с углом наклона о/ . При бурении

мягких пород разного литологического состава при заданном угле о величина h составляет, в среднем, 0,45 высоты Н внутренней конической поверхности II.

й При работе снаряда очистной агент по кольцевому промывочному каналу 7 через пазы 13 поступает в полость шламоприемного конуса 10 вьш1е забоя скважины. Ввиду наличия породной

0 пробки в полости конуса, восходящий поток сразу устремляется по центральному каналу 8 на поверхность и выдавливает выбуренную породу в канал 8 внутренней трубы 6. Поток промывочной жидкости, поступая во внутреннюю полость шламоприемного конуса 10, образует своеобразную зону, где порода в зависимости от свойств может разрываться и пластически де-.

0 формироваться, а затем выносится через меньшее основание конуса. Вынос осуществляется с ускорением, обусловленным формой шламоприемного конуса 10 и особенностью -зоны подвода

5 промывочной жидкости, заключающейся в равномерном распределении последней по внутренней поверхности конуса.

Таким образом, мгновенная скорость частиц шлама повышается по мере JO приближения к меньшему основанию шламоприемного конуса как за счет перемены сечения, так и за счет добавочного бокового подвода промывочной жидкости. Возникающий разгон частиц 45 способствует улучшению условий их

транспортирования, снижает вероятность подкл инки породного материала в суженном сечении конуса.

50 Фор мула изобретения

Снаряд для бурения мягких пород, содержащий наружную и внутреннюю тру-, бы, промывочные каналы для подачи жидкости во внутреннюю трубу, шламоприемный конус, связанный с породо- разрушающим инструментом, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности за

55

1331992

счет улучшения условий транспортире- шламоприемного конуса, причем верхний вания породного материала, промывоч- обрез щелевндньпс пазов сопряжен с на- ные каналы выполнены в виде щелевид- чалом меньшего цилиндрического осно- ных пазов и размещены в верхней части вания конуса.

Изобретение- относится к горному делу и позволяет увеличить производительность снаряда за счет улучшения условий транспортирования породного материала. Снаряд включает на- . 5| ружную 1 и внутреннюю 2 трубы, промывочные каналы для подачи жидкости в трубу 2. Они выполнены в виде щеле- видных пазов 13 и размещены в верхней части шламоприемного конуса (К) 10, связанного с породоразрушающим инструментом. Верхний обрез пазов 13 сопряжен с началом меньшего цилиндрического основания К 10. При работе снаряда очистной агент поступает в К 10 выше забоя и В1(1давливает породу в.центральный канал 8. Промывочная жидкость внутри К 10 образует зону, где порода деформируется и выносится -через его меньшее основание с ус-, корением. Т.обр., разгон частиц шлама улучшает условия их транспортирования. 2 ил. (Л

Ю

Фиг. 2