Колонковый снаряд Советский патент 1991 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к колонковому бурению, а именно к устройствам для создания обратной призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин.

Цель изобретения - повышение качества опробования за счет снижения пульсаций промывочной жидкости в полости колонковой трубы.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Колонковый снаряд состоит из колонковой трубы 1, погружного поршневого насоса с корпусом 2, соединенным с колонковой трубой 1, и кольцевым поршнем 3, установленным подвижно на штоке 4 и подпружиненным относительно штока пружинами 5 и 6 сжатия. Гидравлический привод поршня 3 поршневого насоса выполнен в виде штока 4 бойка 7 гидроударника 8.

Рабочая камера 9 поршневого насоса соединена нагнетательным каналом 10 с клапаном 11с внешним пространством и всасывающим каналом 12 с клапаном 13 с полостью 14 колонковой трубы 1. а надпор- шневая полость 15 насоса сообщена каналом 16 с всасывающим каналом 12 на участке под клапаном 13.

О 00

t

VJ

v|

Колонковый снаряд работает следующим образом,

В процессе бурения (пробоотборэ) боек 7 гидроударника 8 совершает врзвратио-по- стунательные движения, ударами забивая колонковую трубу 1 в грунт. Вместе с бойком 7 гидроударника 8 возвратно-поступательные движения совершает шток 4.

При ходе бойка 7 со штоком 4 кольцевой поршень 3 вначале за счет сил инерции остается на месте. В результате этого сжимается пружина 6, а в рабочей камере 9 и в гидравлически связанной с ней надпоршне- вой полости 15 насоса возникает разрежение. Поэтому давление жидкости нз поршень 3 со стороны рабочей камеры 9 и надпоршневой полости 15 в этот момент практически уравновешено.

Усилие сжатой пружины 6 передается на поршень 3 и по мере перемещения штока 4 относительно поршня 3 это усилие плавно возрастает. Под действием определенного усилия сжатой пружины 6 поршень 3 увлекается вслед за штоком 4, вытесняя жидкость из надпоршневой полости 15 насоса по каналу 16 корпуса 2 во всасывающий канал 12.

При перемещении штока 4 с поршнем 3 вверх на поршне 3 образуется перепад давления, обусловленный гидравлическими сопротивлениями при вытеснении жидкости из надпоршневой полости 15 через каналы 16 и 12 в рабочую камеру 9. Если в рабочей камере 9 отсутствует подпор жидкости, обусловленный ее притоком из полости 14 колонковой трубы 1, то перемещение поршня 3 будет происходить только за счет усилия пружины 6, а относительное положение штока 4 и поршня 3 будет характеризоваться максимальным смещением, при котором реализуется максимальное сжатие пружины 6.

При ходе штока 4 с поршнем 3 вверх, поршень 3 будет увлекаться в движение относительно плавно, и его положение будет максимально близким к уровню жидкости, что позволит исключить или значительно уменьшить кавитациокные явления в рабочей камере 9 насоса.

При ходе бойка 7 со штоком 4 вниз будет сжиматься пружина 5, усилие от которой

будет передаваться на поршень 3. Перемещению поршня 3 вниз будет препятствовать гидростатическое давление столба жидкости в скважине. При дальнейшем перемещеним штока 4 относительно поршня 3 сила , сжатия пружины 5 будет возрастать. Одновременно за счет приложения силы к поршню 3 возникнет разрежение в надпоршневой полости 15, что вызовет приток жидкости из внешнего пространства в полость 14 колонковой трубы 1, а из полости 14 колонковой трубы 1 в надпоршневую полость 15. Совместное действие усилия сжатой пружины 5 и давления жидкости в

5 надпоршневой полости 15 плавно вовлекут поршень 3 в совместное движение со штоком 4. При этом жидкость из рабочей камеры 9 будет выдавливаться через нагнетательный канал 10 с клапаном 11 во

0 внешнее пространство, а освободившийся объем в надпоршневой полости 15 насоса будет заполняться потоком жидкости из полости 14 колонковой трубы 1.

Если подпор жидкости на поршень 3 со

5 стороны надпоршневой полости 15 будет отсутствовать из-за значительных сопротивлений в циркуляционной системе скважины, то перемещение поршня 3 будет осуществляться только за счет усилия сжа0 тия пружины 5. При этом относительное положение штока 4 и поршня 3 будет характеризоваться максимальным смещением, при котором реализуется максимальное сжатие пружины 5.

5

Формула изобретения Колонковый снаряд, содержащий колонковую трубу, погружной поршневой насос с поршнем, имеющим гидравлический

0 привод в виде штока бойка гидроударника, корпусом, соединенным с колонковой трубой и рабочей камерой, сообщенной системой каналов с клапанами с полостью колонковой трубы и внешним пространстS sow, отличающийся тем, что, с целью повышения качества опробования за счет снижения пульсаций промывочной жидкости в полости колонковой трубы, поршень установлен на штоке бойка гидроударника с

О возможностью осевого перемещения и подпружинен относительно него.

Изобретение относится к колонковому бурению и предназначено для создания обратной призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин. Цель - повышение качества опробования за счет снижения навигационных пульсаций промывочной жидкости в полости колонковой трубы. Колонковый снаряд состоит из колонковый трубы, погружного поршневого насоса с корпусом и кольцевым поршнем. Корпус связан с колонковой трубой. Кольцевой поршень подвижно установлен на штоке и подпружинен относительно него. Гидравлический привод поршня выполнен в виде штока бойка гидроударника. Рабочая камера поршневого насоса сообщается нагнетательным каналом с клапаном с внешним пространством и всасывающим каналом с клапаном с полостью колонковой трубы. Надпоршневая полость насоса сообщена каналом с всасывающим каналом на участке под клапаном всасывающего канала. При ходе штока с поршнем вверх поршень увлекается в движение плавно и сю положение становится максимально близким к уровню жидкости. Это позволяет исключить или значительно уменьшить кавитационные явления в рабочей камере насоса. 1 ил. В