Колонковый снаряд Советский патент 1990 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для колонкового бурения с отбором керна.

Целью изобретения является повышение эффективности работы.

На чертеже представлен колонковый снаряд, разрез.

Колонковый снаряд содержит колонковую трубу 1 с породоразрушающим инструментом 2 и переходником 3, имеющим корпус 4, Корпус 4 выполнен с нагнетательным каналом 5 и выпускным каналом 6, сообщающимися с полостью колонковой трубы 1. Продолжени- зм канала 6 являются полости 7 и отверстие 8, связывающие его с внешним пространством. Каналы 9 в корпусе 4 переходника 3 сообщают нагнетательный канал 5 с выпускным 6 и являются эжек тирующими. Колонковый снаряд снабжен поршневым золотником 10 с перепускными каналами 11 и наружной кольцевой канавкой 12. Золотник 10 установлен в полости 7 и подпружинен пружиной 13 относительно корпусе 4, при этом золотник имеет ход перемещения, обеспечивающий последовательные перекрытия выпускного канала 6, сообщение канала 6 с эжектирующими 9 через пе- репускные 11 и сообщение канала 6 с внешним пространством через наружную кольцевую канавку 12 и окно 8.

Ход золотника может быть ограничен съемным ограничителем - кольцом 14. В выпускном канале 6 установлен генератор гидравлических колебаний, выполненный в виде клапана 15 с имеющей тонкие края прокладкой 16 и прижатого к седлу 17 пружиной 18, предварительное сжатие которой обеспечивается гайкой 19 и контргайкой 20.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

Через нагнетательный канал 5 пере- ходника и колонковую трубу 1 на поро- доразрушающий инструмент подается промывочная жидкость. Под воздействием породоразрушающего инструмента 2 производится кольцевое разрушение забоя и удаляется выбуренный шлам. При этом через породоразрушающий инструмент 2 в полость колонковой трубы 1 поступает выбуренный керн. Бурение вообще, а наклонных скважин в монолитных породах, трещиноватых и передробленных в особенности, как правило сопровождается самозаклиниванием керна. Это происходит оттого, что осыпаю

5

0

0

5

щиеся с ломающегося керна частички породы, попадая в область конусной расточки в породоразрушающем инструменте 2, провоцируют там заклинку, слоем и перекос керна. На самозаклинившемся керне зависает весь снаряд, что приводит к частичному дроблению и измельчению заклинившегося керна. Измельченные частички уменьшают проходное сечение для промывочной жидкости, чем вызывается увеличение напора в колонковой трубе 1. По достижении заданной величины давления поошневой золотник 10 несколько смещается и при этом соединяются каналы 5, 11 и 9. Двигающаяся по каналу 5 промывочная жидкость эжекционно создает разрежение в области генератора гидравлических колебаний, чем вызывается его работа. Гидроудары проталкивают еще не совсем закупорившие проходное сечение частицы породы из призабойной зоны в затрубное пространство. Таким образом достигается превентивное включение генератора при неполной закупорке проходного сечения в призабой- ной зоне.

Если происходит полная закупорка призабойной зоны, то значительное возрастание давления в колонковой трубе 1 заставляет золотник 10 сместиться дальше; при этом канал 6, проточка 12 и окно 8 соединяются с внешним пространством. Благодаря большему напору будут генерироваться гидроудары повышенной мощности, которые как сами по себе, так и совместно с другими технологическими приемами (приподъем снаряда, изменение частоты вращения, повышение осевой нагрузки) обеспечивают ликвидацию самозаклинки керна и унос промывочной жидкостью частичек породы из призабойной зоны.

Ликвидация самозаклинок керна в самой колонковой трубе 1 также обеспечивается искусственным повышением давления промывочной жидкости.

Когда же необходимости в мощных гидроударах нет и самозаклинки керна могут быть сняты без излишнего расхода промывочной жидкости, пусть даже и несколько дольше, то из целей обеспечения уверенной бесприжоговой технологии над золотником 10 устанавливается кольцо 14, которое исключает возможность гидравлического

соединения полостей колонкового снаряда с внешним пространством.

Формула изобретения

1. Колонковый снаряд, содержащий колонковую трубу с породоразрушающим инструментом, переходником, имеющим корпус с нагнетательным и выпускным каналами, сообщающимися с полостью колонковой трубы, и генератор гидравлических колебаний, установленный в выпускном канале, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен подпружиненным поршневым золотником

0

5

с перепускными каналами и кольцевой наружной канавкой, при этом переходник выполнен с эжектирующими каналами, сообщающими выпускной канал с нагнетательным, а поршневой золотник имеет ход перемещения и установлен с возможностью обеспечения последовательного перекрытия выпускного канала, сообщения его с эжектирующими через перепускные и сообщения его с внешним пространством через кольцевую наружную канавку.

2. Колонковый снаряд по п.1, о т- личающийся тем, что он снабжен съемным ограничителем перемещения поршневого золотника.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для колонкового бурения с отбором керна. Цель - повышение эффективности работы. Для этого снаряд имеет подпружиненный поршневой золотник 10 с перепускными каналами 11 и кольцевой наружной канавкой 12. Переходник снаряда выполнен с эжектирующими каналами 9, сообщающими выпускной канал 6 с нагнетательным каналом 5. Золотник 10 имеет ход перемещения и установлен с возможностью обеспечения последовательного перекрытия канала 6, сообщения его с каналом 9 через каналы 11 и сообщения его с внешним пространством через канавку 12. Снаряд имеет также съемный ограничитель перемещения золотника 10. В том случае, если произойдет полная закупорка призабойной зоны, значительное возрастание давления в колонковой трубе заставит золотник сместиться дальше. Благодаря большому напору будут генерироваться гидроудары повышенной мощности, которые как сами по себе, так и совместно с другими технологическими приемами обеспечат ликвидацию самозаклинки керна и унос промывочной жидкостью частичек породы из призабойной зоны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.