Колонковый снаряд Советский патент 1988 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к горному делу, к средствам для промывки буровых скважин при бурении.

Целью изобретения является повышение эффективности обратной циркуляции.

На чертеже представлен колонковый сна- ряд, вид спереди, разрез.

Снаряд состоит из корпуса 1, который соединен переходником 2 с колонной бурильных труб 3 и колонковой трубой 4 с породораз- рушающим инструментом 5. Внутри корпуса 1 выполнен нагнетательный канал 6, который соединен с соплом 7, а также размещены камера 8 смешения, диффузор 9, имеющий окно 10 в затрубное пространство, и канал 11 для сообщения с внутренней поло- стью колонковой трубы 4. Элементы 6-11 образуют эжекторный насос. По оси снаряда натянута струна 12, закрепленная одним концом в начале канала 6, а другим - па выходе диффузора 9.

В нагнетательном канале 6 на струне 12 соосно с ней закреплен шар 13, выполняющий функцию гидравлического вибратора. На участке канала 6 нод шаром 13 имеется нища 14 полутораидальной формы, сопряженная с поверхностью канала 6, при этом зазор между шаром 13 и внутренней кромкой 15 ниши 14 не превышает радиуса сопла. Натяжение струны 12 осуществлено с помощью винта 16 во вкладыше 17 и винта 18 на выходе диффузора 9.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

Рабочая жидкость подается с поверхности буровым насосом но бурильным трубам 3 и через переходник 2 поступает во внутреннюю полость корпуса 1. Здесь она движется по каналу 6, обтекает шар 13, меняет направ- ление движения в полутораидальной нише на 180° и, ударивщись о шар 13, выходит через сопло 7 в камеру 8 смешения. Двигаясь вниз по камере смешения 8, диффузору 9, рабочая жидкость через окно 10 попадает в затрубное пространство. Проходя через камеру 8 смешения, струя рабочей жидкости вверху камеры смешения создает область разряжения. В результате этого, в область

разряжения через канал 11 из колонковой трубы 4 происходит эжектирование (подсос) промывочной жидкости. Эжектируемая жидкость захватывается рабочей жидкостью, в камере 8 с.мешения они смешиваются и через диффузор 9 (где происходит окончательное смешивание) и окно ,0 выходят в затрубное пространство. Таким образом, создается обратная промывка. Размещение по оси снаряда натянутой струны 12 с шаром 13 над нишей 14 при нагнетании потока рабочей жидкости генерирует колебания высокой частоты. При известных условиях частота колебаний струны с шаром может совпадать с частотой автоколебательных движений жидкости. Возникает резонанс, способствующий генерированию колебаний звуковых и даже ультразвуковых частот.

Наложение вьссокочастотных колебаний на рабочий поток жидкости способствует более интенсивному перемешиванию его с эжектируемой жидкостью как в камере смешения, так и в диффузоре. Это повышает производительность снаряда, а следовательно, и интенсивность обратной промывки.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, содержаший корпус, соединенный с переходником под колонну бурильных труб, колонковую трубу с поро- доразрушающим инструментом, гидравлический вибратор и эжекторный насос, камера смешения которого сообшается с колонковой трубой, а диффузор - с внешним пространством, отличающийся те.м, что, с целью повьипения эффективности обратной циркуляции, гидравлический вибратор вы- полне} в виде шара, установленного в нагнетательном канале сопла эжекторного насоса и закрепленного па продольной натянутой струне, при этом юверхность участка нагнетательного канала, находящаяся под шаром, и.меет нишу полутораидальной формы с внутренней кромкой, расположенной на расстоянии от поверхности шара не более радиуса сопла.

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность обратной циркуляции. Снаряд содержит корпус 1, соединенный с переходником 2 под колонну бурильных труб 3, колонковую трубу 4 с по- родоразрушающим инструментом 5, гидравлический вибратор в виде шара 13 и эжектор- ный насос. Его камера 8 смешения (КС) ; сообщается с трубой 4, а диффузор 9 - с внешним пространством. Шар 13 установлен в нагнетательном канале 6 сопла насоса и закреплен на продольно натянутой струне 12. Поверхность участка канала 6 под шаром 13 имеет нишу 14 полутораидальной формы с внутренней кромкой 15, расположенной на расстоянии от поверхности лиара 13 не более радиуса сопла. Рабочая жидкость обтекает шар 13 и меняет направление движения в нише 14 на 180°. Удалившись о шар 13, жидкость выходит в КС 8, а оттуда - в за- трубье. При этом вверху КС 8 создается область разрежения, в которую эжектируется промывочная жидкость, смешивающаяся с рабочей жидкостью, и далее они выходят и затрубье. Происходит обратная промывка. 1 ил . (О (Л to со