Колонковый снаряд Советский патент 1989 года по МПК E21B21/00 E21B25/00 

в проточки 41 и каналы 35 под поршень . Он движется вместе с бойком, который наносит удар по наковальне 3.

Этот удар с наковальни 3 передается на башмак и вызывает внедрение последнего в породу. 2 з,п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Цель - повышение качества керна. Для этого кожух 38 соединен с переходником 2 и наковальней 3. Переходник 2 имеет распределительную камеру 33, сообщенную каналом 37 с кольцевым пространством между кожухом 38 и корпусом 1, каналом 34 - с внешним пространством. Камера 33 связана каналом 35 с нагнетательной полостью 20, а каналом 36 - с выпускной полостью 19 гидравлического вибратора. В камере 33 размещена ступенчатая золотниковая втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 41 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 43 под сбросовый клапан 44. Канал 42 сообщается радиальным каналом 45 с проточкой 41. Наковальня 3 выполнена с каналом 51, сообщающим кольцевое пространство с полостью колонковой трубы 4. После очистки скважины от шлама бросают клапан 44 в колонну бурильных труб. Клапан 44 через канал 42 попадает в седло 43, перекрывая проход жидкости через втулку 39, которая движется вниз. Втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37, а проточки 40 и 41 совмещаются с каналами 34 и 35 переходника соответственно. Из канала 42 жидкость попадает через каналы 45 в проточки 41 и каналы 35 под поршень 14. Он движется вместе с бойком, который наносит удар по наковальне 3. Этот удар с наковальни 3 передается на башмак и вызывает внедрение последнего в породу. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна и удаления из скважины продуктов разрушения породы,

Цель изобретения - повышение ка- ;чества керна.

; На фиг. 1 и 2 показаны соответст- венно верхняя и нижняя части колонкоI вого снаряда в положении перед постановкой на забой; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 -соответственно верхняя и нижняя части колонкового снаряда в процессе бурения; iна фиг. 6 - вариант выполнения клапа- iнов в каналах рабочей камеры насоса. Колонковый снаряд содержит корпус 1, соединенный с переходником 2 и наковальней 3, к которой, в свою очередь, прикреплена колонковая труба 4 с башмаком 5. Башмак оборудован кер- ноудерживеющим устройством, лепестки которого 6 подпружинены пружинами 7. Внутри корпуса 1 размещен гидравли- ческий вибратор 8.

Гидравлический вибратор образован клапанной коробкой 9, в которой размещен впускной клапан 10 и толкатель И1, взаимодействующий с выпускным клапаном 12 на хвостовике 13. Выпускной клапан 12 подпружинен относительно поршня 1 пружиной 15. Поршень соединен с бойком 1б, имеющим хвостовик 17 являющийся поршнем поршневого насоса, при этом боек выполняет функцию привода перемещения поршня. Поршень установлен в цилиндре 18, стенки которого разделяют пространство внутри корпуса 1 на вы- пускную 19 и нагнетательную 20 полости. На корпусе 1 закреплена верхняя наковальня 21. Поршневой насос образован поршнем 17 и рабочей камерой 22, которая системой каналов 23 и 2k сообщаете с внешним пространством и полостью колонковой трубы 4. В канале 2А установлен предохранительный клапан с запорным элементом 25 и выхлопной клапан 2б с пружиной 27. В канале 23 на седле 28 установлен всасывающий клапан 29.

Функцию всасывающего клапана может выполнять запорный элемент 25

5

0

5 0 0

5 0 5 Q 5

предохранительного клапана, при этом седло 30 предохранительного клапана подпружинено пружиной 31, опирающейся на пробку 32. Запорный элемент 25 удерживается в исходном положении поршнем-хвостовиком 17. В переходнике 2 имеется распределительная камера 33, связанная каналом 3 с внешним пространством, каналом 35 - с нагнетательной полостью 20, каналом 3& - с выпускной полостью 19, а каналом 37 с кольцевым пространством между корпусом 1 и кожухом 38, соединенным с переходником 2 и наковальней 3. В камере 33 размещена ступенчатая золотниковая втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 1 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 3 под сбросовый клапан и сообщающимся радиальным каналом 5 с проточкой А1 , а также с каналом 46 для связи проточки 40 с полостью камеры 33. Внутри колонковой трубы k установлен подвижный поршень 7 с гидромониторными соплами 8 и с перепускным каналом 49 с обратным клапаном 50.

Наковальня 3 выполнена с каналом 51, сообщающим кольцевое пространство между корпусом 1 и кон(ухом 38 с полостью колонковой трубы .

Колонковый снаряд работает следую- щи( образом.

При спуске в скважину втулка 39 занимает в камере 38 верхнее положение (фиг, 1), боек 1б с поршнем 17 под собственным весом находятся в нижней позиции, выпускной клапан 12 гидравлического вибратора открыт, а впускной клапан 10 - закрыт. Поршень 7 занимает крайнее нижнее положение в колонковой трубе 4, удерживая от закрытия лепестки 6 керноудерживаю- щего устройства. Перед выходом башмака 5 снаряда из колонны обсадных труб (не показана), в устройство по бурильным трубам (не показаны) подается рабочая жидкость, которая через осевой канал 2 втулки 39 попадает в кольцевое пространство, образованное кожухом 38 и корпусом 1 гидравлического вибратора, через каналы

37 в верхнем переходнике 1. Далее через каналы 31 наковальни 3 рабочая жидкость попадает в полость колонковой трубы k, откуда через гидромониторные сопла 48 поршня kj истекает в скважину, производя очистку ее ствола и забоя от шламового материала. Перепад давления, возникающий на гидромониторных соплах 48, удерживает поршень 7 от перемещения вверх при встрече со шламовыми пробками, прижимает к седлу обратный клапан 50 и через всасывающий клапан 29 насоса воздействует на поршень 17 и боек 1б который удерживается от перемещения вверх давлением жидкости на поршень k, через каналы 36 переходника 2. Запорный элемент 25 перекрывает отверстие в подвижном седле 30, предотвращая утечки жидкости через нагнетательный канал 2 и клапан 26 насоса.

После очистки скважины от шлама

в колонну бурильных труб бросают кла- 25создания местной обратной циркуляции

пан 44 (фиг. 2), который через осе-жидкости в колонковой трубе 4. При

вой канал 42 ступенчатой втулки 39этом при ходе бойка 1б вверх жидкость

попадает в седло 43, перекрывая про-через клапан 50 и всасывающий клапан

ход жидкости через втулку 39, котора под давлением жидкости перемещается вниз. При этом втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37 переходника 2, а ее кольцевые проточки 40 и 4l совмещаются с каналами 34 и 35 переходника 2 соответственно. При этом из осевого канала 42 жидкость попадает через каналы 45, полость кольцевой проточки 41 и каналы 35 под поршень 14, который совместно с бойком 1б движется вверх. При этом запорный элемент 25 освобождается от связи с хвостовиком-поршнем 17 бойка 1б и под действием силы сжатой пружины 31 и собственного веса выпадает из нагнетательного канала 24 и либо остается во время работы в камере 22 под хвостовиком-поршнем 17 бойка 1б (фиг. 2), либо занимает место на седле 28 всасывающего клапана насоса. При совместном движении поршня 14 с бойком 1б вверх толкатель 11 упирается во впускной клапан 10, который прижат к седлу клапанной коробки 9 давлением рабочей жидкости, а пружина 15 сжимается. В определенный момент поршень 14 наносит удар по выпускному клапану 12, который под действием пружины 15 совместно с толкателем 11 и впускным клапаном 10 перебрасывается

o

с

0

в верхнее положение. В момент перестановки клапанов 10 и 12 боек 1б наносит удар по верхней наковальне 21. Жидкость начинает поступать в верхнюю полость илиндра 18, в результате чего поршень I t с бойком 1б начинают движение вниз ввиду того, что рабочая площадь поршня 14 сверху больше, чем снизу. В конце хода вниз поршень 14 захватит XBocTOBt- K 13 выпускного клапана 12 и перебросит клапаны в нижнее положение, а боек 1б нанесет удар по наковальне 3, который передается на башмак 5 и вызывает внедрение последнего в породу. Жидкость снова поступает под поршень 14, и цикл повторяется. При ходе поршня 14 вверх жидкость из надпоршневой полости цилиндра 18 вытесняется через каналы 36, камеру 33, каналы 46, кольцевую проточку 40 и каналы 14 в скважину. Возвратно-поступательное движение поршня 1 7 с бойком 1б используется для

0

5

0

5

0

5

28 попадает в полость под хвостовиком 17. При ходе бойка 16 вниз жидкость через нагнетательный канал 24 клапан 26 вытесняется в скважину. Поршень 47 при этом под действием разрежения, создаваемого в трубе 4, а керн заполняет колонковую трубу 4. Пс окончании рейса лепестки 6 керноудер- живающего устройства под действием веса керна и пружин 7 закрываются, удерживая пробу от выпадения. Гидровибрационный снаряд извлекается из скважины. При этом полость колонковой трубы 4 над керном закрыта клапаном 29 от воздействия столба жидкости в скважине.

Формула изобретения

повышения качества керна, он снабжен кЬжухом, соединенным с переходником, И| наковальней, распределительной ка- мЬрой в переходнике, связанной кана- с кольцевым пространством между кЬжухом и корпусом, внешним прост- ррнством, выпускной и нагнетательной пЬлостями гидравлического вибратора и размещенной в распределительной ка- ступенчатой золотниковой втулкой с| кольцевыми проточками на боковой п|оверхности, со сквозным осевым кана- лЬм, имеющим седло под сбросовый клапан и сообщающимся радиальными кана- лрми с кольцевой проточкой на боковой п|эверхности, при этом наковальня вы- пЬлнена с каналом, сообщающим кольцеФий.1

вое пространство с полостью колонковой трубы.

2,Колонковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в колонковой трубе подвижным поршнем с гидромониторными соплами и с перепускным каналом с обратным клапаном.

Фиг.З

i6

17

Фиг. 6