Колонковый снаряд Советский патент 1989 года по МПК E21B25/00 

г

§

сл

Ji

СО

1А

бы 1 с затрубным пространством. И переходнике 2 установлен генератор гидравлических колебаний Снаряд имеет виброэлемент 5, выполненный в виде гофрированной пружины 17 Б форме однополосного гиперболоида с упорами и шлиценой муфты. Полумуфты 14 и 15 последней ньтолнены с внутренними кольцевыми пазами. В последних установлена пружина 17 упорами. Полумуфты 14 и 15 распираются упругим элементом 19, выполненным в виде кольца и установленным

4

между шитумуф I ами 14 н 15,. Чломент 19 во ч|рннимлет часть нагрузки при смыкании полумуфт 14 и 15, разгружая г:ружину 17, в то же время при ее импульсной работе способствует усилению динамики. Пружины 17 с левым наклоном гофр способствук)т разрурш- нию крепких пород, При этом в виброэлементе 5 устанавливается муфта со пшицами, наклоненными вправо, что улучшает процесс резания и способствует стойкости алмазов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил ,,

Изобретение относится к горному делу и предназначено для колонкового бурения. Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем использования генерируемых гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушающий инструмент. Снаряд содержит колонковую трубу 1 с породоразрушающим инструментом 4. Над трубой 1 установлен переходник 2 с выпускным каналом 7. Он сообщает полость трубы 1 с затрубным пространством. В переходнике 2 установлен генератор гидравлических колебаний. Снаряд имеет виброэлемент 5, выполненный в виде гофрированной пружины 17 в форме однополосного гиперболоида с упорами и шлицевой муфты. Полумуфты 14 и 15 последней выполнены с внутренними кольцевыми пазами. В последних установлена пружина 17 упорами. Полумуфты 14 и 15 распираются упругим элементом 19, выполненным в виде кольца и установленным между полумуфтами 14 и 15. Элемент 19 воспринимает часть нагрузки при смыкании полумуфт 14 и 15, разгружая пружину 17, в то же время при ее импульсной работе способствует усилению динамики. Пружины 17 с левым наклоном гофр способствуют разрушению крепких пород. При этом в виброэлементе устанавливается 5 муфта со шлицами, наклоненными вправо, что улучшает процесс резания и способствует стойкости алмазов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к техническим средствам для колонкового бурения разведочных скважин.

Целью изобретения является повы- шение эффективности бурения путем использования генерируемых гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушаю- щий инструмент.

На фиг. 1 представлен колонковьп1 снаряд; на фиг. 2 - виброэлемент; на фиг. 3 - разрез А-А на фит. 2; на фиг о А - развертки гофрированной пружины с параллельным наклоном гофр на фиг. 5 - то же, с наклонным расположением гофр.

Колонковый снаряд состоит из колонковой трубы 1, установленного над ней и связанного с ней посредством резьбы переходника 2, свинченного с колонной бурильных труб 3, К свободному концу колонковой трубы 1 присоединен породоразрушающий инструмент 4 через виброэлемент 5 В переход- нике 2 выполнены системы впускных 6 и вьтускных 7 каналов, из которых последние гидравлически связывают полость р олонковой трубы 1 с затрубным пространством. Кроме того, в переходнике 2 расположены клапан 8 с прокладкой 9 с тонкими краями, прижатый к седлу 10 пружиной 11, жесткость которой регулируется гайкой 12 с фиксацией контргайкой 13. Клапан с прокладкой с тонкими краями, седлом и пружиной вьтолняет функцию генератора гидравлических колебаний.

Виброэлемент 5 представляет из себя пшицевую муфту, полумуфты 14 и 15 которой в собранном состоянии скреплены скобой 16 с зазором, и гофрированную пружину 17 в форме однополосного гиперболо1ща с уступом

Внутри полумуфты 14 и 15 распираются гофрированной пружиной 17.

17 с уступом в В1ще упорных зубчиков 18 устанавливается в полумуфтах 14 и 5, выполненных с внутренними кольцевыми пазами. Кроме пружины IV полумуфты 14 и 15 распираются упругим элементом 19 через кольцо 20, установленным между полумуфтами 1 ( и 15.

Гофры пужины 17 в случае прямых шлицов виброэлемента 5 выполнены napajuiriribTio оси шлицов муфты, а в случао наклонньгх вправо шлицов муфты гофры 21 пружины 17 наклонены влево (т .е., наклон гофр обратен направлению наклона шлицов).

Колонковый снаряд работает следу- ющ1;м образом.

Через колонковую трубу 1, переходник 2, бурильг.ьш вал 3 и виброэлемент 5 на городоразрушающий инструмент 4 передаются осевая нагрузка, крутягд1Й и промывочная жидкость, под воздействием которых вооружением тородоразрушающего инструмента 4 производится разрушение забоя. Внутрь колонковой трубы поступает выбуренная колонка породы (керн).

Генератор гидравлических колебаний отрегулирован пружиной 11 пос- гедстном гайки 12 и контргайки 13

51Д

таким образом, что при заданном давлении начинают генерировать гидроудары в кодонкопой трубе 1, которые своим фронтом волны повышенного давления распространяются от генератора к забою. При этом, когда фронт волны повышенного давления жидкости достигает виброэлемента 5, происходит раздача гофрированной пружины 17 стремя1Дейся принять под давлением форму цилиндра. Своими концами пружина 17 раздвигает полумуфты 14 и 15 относительно друг друга. Таким образом на породоразрушающий инстру- мент 4 оказывается импульсное динамическое воздействие.

Упругий элемент 19 через кольцо 20 воспринимает часть осевой нагрузки при смыкании полумуфт 14 и 15, разгружая гофрированную пружину 17, в то же время при ее импульсной работе способствует усилению динамики.

Полумуфты 14 и 15 в собранном состоянии скреплены скобой 16, кото- рая расположена в кольцевых совмещенных проточках в шлицах полумуфт с осевым зазором, обеспечивающим длину хода концов гофрированной пружины 17

В случае возникновения самозак- линок керна, спровоцированных упавшими с него частицами породы, вибрации низа колонкового снаряда совместно с гидроударами будут способствовать их ликвидации.

Наложение импульсных динамических нагрузок в направлении резания гли близком к нему повышает эффективность процесса разрушения крепких пород алмазами, для чего в колонковом сна- ряде предусмотрено применение гофрированной пружины 17 с наклонным левым направлением гофр 21. При этом в виброэлемент 5 устанавливается муфта со шлицани, наклоненными вправо:, В этом случае при работе динамическое воз

5

0

5

о

Q

5

46

действие на породорл рутающий инструмент 4, кроме осевого, Г1риоб11етает еще и круг овое (вправо) направление, что не только улучшает процесс резания, но и способствует стойкости алмазов, так как сзади по ходу вращения у алмазов образуются каплеобразные подпорки из матричного материала .

Формула изобретения

1 , Колонковьп снаряд, включающий колонковую трубу с породоразрушающим инструментом и установленный над колонковой трубой переходник с вы- пускньгм каналом, сообщающим полость колонковой трубы с затрубным пространством, установленньсй в переходнике генератор гидравлических колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьш ения эффективности бурения путем использования генерируемых гидроударов для создания дополнительных динамических нагрузок на породоразрушающий инструмент, он снабжен виброэлементом, выполненным в виде гофрированной пружины в форме однополосного гиперболоида с упорами и пшицевой муфты, полумуфты которой вьтолнены с внутренними кольцевыми пазами, а гофрированная пружина установлена в последних упорами.

и гофры пружины вьтолнены параллельно или наклонно к оси шлицевой муфты, причем наклон гофр обратен направлению наклона шлицов и выполнен влево.

п

фиг. г

А-А

15

фигЗ

Фиг.5