Снаряд для бурения с промывкой скважины эрлифтом Советский патент 1993 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к снарядам для бурения скважин с промывкой эрлифтом.

Известен снаряд для бурения скважины аэрированной жидкостью, включающий бурильную колонну, емкость для сбора шлама, установленную над породоразрушающим инструментом, систему клапанов для регулирования подачи промывочной жидкости в бурильную колонну.

Недостатком данного снаряда является трудность регулирования количества подаваемой жидкости в бурильную колонну, что отрицательно сказывается на очистке забоя рт шлама и как следствие этого - на производительности бурения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является снаряд для бурения с промывкой скважины эрлифтом, содержащий

двойную колонну труб со смесителем и породоразрушающий инструмент с патрубком, соединенным с двойной колонной труб посредством внутренней шламовой трубы.

Недостатком этого снаряда является недостаточная эффективность его работы, связанная с тем, что указанный снаряд обеспечивает работу породоразрушающего инструмента в режиме резания, микрорезз- ния (в случае применения коронок), или скалывания и дробления (в случае использования шарошечных долот).

Целью изобретения является повышение эффективности работы бурового снаряда за счет снижения энергоемкости процесса разрушения породы.

Цель достигается тем, что снаряд для бурения скважин с промывкой эрлифтом, содержащий двойную колонну труб со смесителем и породоразрушающий инструмент

VI

О

ся о

vj

с патрубком, соединенным с двойной колонной труб посредством внутренней шламовой трубы, согласно изобретению, он снабжен кавитационным генератором колебаний, установленным на восходящем потоке над шламовой трубой, и амортизатором - отражателем, расположенным между смесителем и кавитационным генератором колебаний, при этом „частота собственных колебаний части.снаряда, расположенного ниже амортизатора-отражателя, кратна частоте колебаний, генерируемых кавитационным генератором.

На чертеже изображен общий вид устройства.

Снаряд включает двойную бурильную колонну 1 со смесителем 2, амортизатор-отражатель 3, установленный на нижнем конце бурильной колонны 1 и соединенный с кавитационным генератором колебаний 4. Последний посредством внутренней шламовой трубы 5 жестко связан с патрубком 6, верхний конец которого расположен в полости шламовой трубы 5, образуя камеру для сбора крупнйх частиц, а нижний конец соединен с пбродоразрушающим инструментом 7. При этом участок бурильной колонны, расположенный ниже амортизатора-отражателя 3, включая породоразрушающий инструмент 7,.образует резонансную систему (резонатор) с определенной частотой колебаний, поддающейся регулировке путем изменения как длины этого участка, так и его компоновки.

Снаряд работает следующим образом.

Сжатый воздух, подаваемый от компрессора по межтрубному пространству двойных бурильных труб 1 на смеситель 2, аэрирует жидкость внутри двойных бурильных труб, уменьшая ее плотность. Благодаря этому образуется разность давлений между столбом жидкости в скважине с одной стороны и внутренней пол остью бурильных труб с другой стороны. Вследствие этого в породоразрушающем инструменте

7, шламовой трубе 5, кавитационном генераторе 4 и патрубке 6 возникает поток, направленный из скважинного пространства во внутреннюю полость двойных бурильных

труб 1, где он постоянно аэрируется и поступает на поверхность в виде аэрированной пульпы.

При этом очистной агент, омывая и охлаждая рабочие элементы породоразрушающего инструмента 7, обогащается выбуренными частицами породы и поступает через патрубок б в шламовую трубу 5 закрытого типа, где происходит осаждение крупного шлама. Затем агент поступает в

кавитационный генератор колебаний 4, где вследствие периодически-срывного режима кавитации часть гидравлической энергии преобразуется в продольные колебания участка бурильной колонны между забоем и

амортизатором 3. Причем частота собственных колебаний участка бурильной колонны от амортизатора 3 до породоразрушающего инструмента 7, включая последний, выбирается кратной частоте колебаний генерируеМых кавитационным генератором 4. Это повышает удельную энергию удара, что имеет особое значение при потерях промывочной жидкости, Повышение же энергии удара способствует увеличению эффективности

разрушения породы за счет снижения энергоемкости процесса ее разрушения.

Возникающие при работе снаряда продольные колебания резонансной системы демпфируются амортизатором-отражателем 3, который гасит продольные колебания, направленные в сторону двойной бурильной колонны и предохраняет ее от разрушения.

Применение предложенного снаряда

обеспечивает рост механической скорости бурения и проходки за счет создания ударных нагрузок и улучшения очистки забоя от шлама благодаря дополнительному измельчению кернового материала кавитацион

ным генератором.

Использование: бурение скважин с промывкой эрлифтом, Сущность изобретения: устройство содержит двойную колонну труб со смесителем и породоразрушающий инструмент с патрубком, соединенный с двойной колонной труб внутренней шламовой трубой. Над шламовой трубой установлен кавитационный генератор колебаний. Междусмесителем и кавитационным генератором колебаний размещен амортизатор-отражатель, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. со С

Формула.изобретения

2. Снаряд по п.1,отличающийся тем, что частота колебаний, генерируемых кавитационным генератором, кратна частоте собственных колебаний части снаряда, расположенного ниже амортизатора-отражателя.