Колонковый снаряд Советский патент 1992 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для бурения скважин с отбором керна.

Известны колонковые снаряды, содержащие наружную трубу с колонковым долотом и керноприемную трубу внутри нее и с турбиной, опорные лопатки которой прикреплены к керноприемной трубе, а рабочие лопасти - к наружной трубе в несколько рядов.

Недостатком этих снарядов является невозможность использования в данной схеме узлов серийно выпускаемых забойных двигателей, так как при этом меняется

направление вращения долота и вся конструкция подвергается развинчиванию.

Колонковый снаряд, содержащий наружную трубу с породоразрушающим инструментом в нижней части, забойный двигатель с винтовой парой в виде полого ротора и статора и механизма передачи вращения, размещенную внутри наружной трубы съемную керноприемную трубу с головкой, имеющей дренажные каналы.

Недостатком известного устройства является невозможность промывки полости керноприемной трубы для очистки ее от шлама после постановки снаряда на забой, вследствие чего снижается выход керна и

ч1

О

ю со

00

эффективность бурения с отбором керна в целом.

Целью изобретения является повышение выхода керна путем улучшения условий его формирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известном колонковом снаряде, содержащем наружную трубу с породоразрушаю- щим инструментом в нижней части, забойный двигатель с винтовой парой в виде полого ротора и статора и механизма передачи вращения, размещенную внутри наружной трубы съемную керноприемную трубу с головкой, имеющей дренажные каналы, он снабжен упругоэластичным шлангом в виде витков многозаходной правой спирали, размещенным между статором и наружной трубой, винтовая пара забойного двигателя выполнена правой, ротор-с гнездом для керноприемной трубы и жестко связан с бурильными трубами, статор размещен подвижно в радиальном направлении в наружной трубе и соединен с ней механизмом передачи вращения, выполненным в виде тройной муфты с взаимно- перпендикулярными пазами и выступами, при этом гнездо выполнено с продольными и дополнительными каналами, сообщающимися с дренажными каналами головки керноприемной трубы, причем, полость шланга сообщена верхними участками с дополнительными каналами в гнезде, а нижними - с затрубным пространством.

При этом обеспечивается очистка полости керноприемной трубы от шлама после спуска снаряда на забой, создается восходящий поток промывочной жидкости в керноприемной трубе, что способствует повышению выхода керна и росту механической скорости бурения.

На фиг. 1 изображен продольный разрез колонкового снаряда, вид сбоку; на фиг. 2 - аксонометрическая проекция гнезда с каналами; на фиг. 3 - аксонометрическая проекция статора с упругоэластичным материалом на нем; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1.

Колонковый снаряд содержит забойный винтовой двигатель в виде правой винтовой пары, состоящей из полого статора соединенного через верхний переводник 2 с колонной бурильных труб 3, и ротора 4, подвижно соединенного через тройные муфты 5, 6,7 механизма передачи вращения с наружной трубой 8. Средние муфты 6 имеют с двух сторон выступы 9, расположенные перпендикулярно друг к другу, а на крайних муфтах 5, 7 имеются ответные им пазы.

Крайние муфты 5, имеющие диаметр, равный диаметру выточки на наружной трубе 8, жестко соединены с ней, а муфты 7, имеющие диаметр, равный диаметру ротора 4, жестко соединены с ротором 4. Между переводником 2 и наружной трубой 8 размещен упорный подшипник 10, изолированный с двух сторон уплотнениями 11. В переводнике 2 выполнено гнездо 12 с продольными и дополнительными каналами 13, сообщенными с каналами 14 в муфте 15,

0 размещенной над наружной трубой 8. Гнездо 12 является опорой для головки 16 съемной керноприемной трубы 17, размещаемой в полости ротора 1 и доходящей до специальной выемки в породоразрушающем инс5 трументе 18 на нижнем конце наружной трубы 8. Керноприемная труба 17 имеет защитный кожух 19, соединенный с ротором 1. На наружной поверхности статора 4, оснащенного кожухом 20, навиты правой на0 вивкоймногозаходные спиральные витки 21 из трубчатого полого упругоэластичного материала, например, шланга, полость которого сообщает полость керноприемной трубы 17 через дренажные каналы 22 в головке 16

5 и каналы 13, 14 и 23 с затрубным пространством. Полость трубы 17 перекрывается снизу кернорвателем 24.

Принцип работы колонкового снаряда заключается в следующем.

0 8 опущенный на забой на бурильных трубах 3 колонковый снаряд опускают по полости колонны бурильных труб 3 съемную керноприемную трубу 17 с головкой 16, которая перекрывает центральный канал ста5 тора 1. Последующее прокачивание промывочной жидкости через винтовую пару забойного двигателя обеспечивает вращение ротора 4 вокруг неподвижного винта статора 1. Вращение через тройные муфты

0 7, 6, 5 передается на наружную трубу 8 v через нее- на породоразрушающий инструмент 18, который, вращаясь, выбуривает столбик керна, и формирует ствол скважины.

5 Вращающаяся наружная труба 8 обеспечивает вследствие гироскопического эффекта вертикальность ствола скважины v снижение вероятности прихватов. Промы вочная жидкость из пространства межд ,

0 статором 1 и ротором 4 поступает по меж трубному пространству между наружной 81 керноприемной 17 с кожухом 19 трубами инструменту 18, омывая забой, охлажда инструмент 18 и вынося шлам по затрубно

5 му пространству.

Перемещающийся относительно наруж ной трубы 8 в радиальных направлениях ро тор 4 с кожухом 20, поочередно пережимав каналы в трубчатом упругоэластичном мате риале витков 21, создавая переток жидкое™

из полости керноприемной трубы 17 через каналы 14, 13 и 23 в затрубное пространство. При этом создается стабильный восходящий поток промывочной жидкости в керноприемной трубе 17, способствующий вхождению керна в полость трубы 17. Улучшению условий формирования керна способствует также то, что керноприемная труба 17 не вращается вокруг керна, а колебания, совершаемые ротором 4 в пределах полости наружной трубы 8, гасятся упруго- эластичным материалом 21.

Выбуренный керн удерживается при подъеме керноприемной трубы 17 кернор- вателем 24,

После извлечения керна керноприем- ную трубу 17 опускают в полость колонкового снаряда и повторяют указанный цикл бурения.

Формулаизобретения

Колонковый снаряд, содержащий наружную трубу с породоразрушающим инструментом в нижней части, забойный двигатель с винтовой парой в виде полого

ротора и статора и механизма передачи вращения, размещенную внутри наружной трубы съемную керноприемную трубу с головкой, имеющей дренажные каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода керна путем улучшения условий его формирования, он снабжен упругоэластич- ным шлангом в виде витков многозаходной правой спирали, размещенным между статором и наружной трубой, винтовая пара забойного двигателя выполнена правой, ротор - с гнездом для керноприемной трубы и жестко связан с бурильными трубами, статор размещен подвижно в радиальном направлении в наружной трубе и соединен с ней механизмом передачи вращения, выполненным в виде тройной муфты с взаимно перпендикулярными пазами и выступами, при этом гнездо выполнено с продольными и дополнительными каналами, сообщающимися с дренажными каналами головки керноприемной трубы, причем полость шланга сообщена верхними участками с дополнительными каналами в гнезде, а нижними - с затрубным пространством.

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит наружную трубу с породоразрушающим наконечником в нижней части. Забойный двигатель имеет винтовую пару в виде ротора и статора. Внутри наружной трубы размещена съемная керноприемная труба с головкой, имеющей дренажные каналы. Винтовая пара забойного двигателя выполнена правой. Ротор выполнен с гнездом для керноприемной трубы и жестко связан с бурильными трубами. Статор размещен подвижно в радиальном направлении в наружной трубе и соединен с ней механизмом передачи вращения. Механизм передачи вращения выполнен в виде тройной муфты с взаимоперпендикулярными пазами и выступами. Гнездо имеет продольные и дополни- тельные каналы, сообщающиеся с дренажными каналами головки керноприемной трубы. Между статором и наружной трубой размещен упругоэластичный шланг в виде витков многозаходной правой спирали. Полость шланга сообщена верхними участками с дополнительными каналами в гнезде, а нижними - с затрубным пространством. 4 ил. (Л

№

J8

kfclVl

--J en

t

CD GO CO

JC KI (Со)

«o k,

CO

cS