Буровой снаряд со съемным пневмоударником Советский патент 1993 года по МПК E21B25/02 E21B4/14 

Изобретение относится к области бурения, а именно к буровым пневмоударным снарядам, используемым для проходки скважин различного целевого назначения при пневмоударном бурении.5

Целью изобретения.является повышение эффективности процесса бурения путем увеличения эксплуатационной надежности и упрощения узла блокировки и расширения технологических возможностей использо- 10 вания бурового снаряда при одновременном повышении выхода и качества кернового материала.:

На фиг,1 (а,б,в) представлен продольный разрез бурового снаряда; на фиг.2 - 15 узел I на фиг.1в; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг-. 16; на фиг.4 - узел блокировки; на фиг.5 - узел И на фиг.4; на фиг.6 - соединение коронки с колонной бурильных труб; на . фиг.7 - разрез.. - 20

Буровойснаряд состоит из пневмоударника 1, захвата 2 с узлом блокировки 3, керноприемной трубы 4, овершота 5, колон- v,; ны бурильных труб 6.

Т1невмоударник предназначен для пре- 25 образования энергии сжатого воздуха в энергию удара. Захват 2 служит для спуска- подъема съемного снаряда и для блокировки съемного снаряда в том или ином месте внутри колонны бурильных труб. Узел бло- 30 кировки 3 выполнен в виде канавки 7, имеющей нижний скдс 8, выполненный под .углом 15-45° к вертикальной оси. В канавке 7 размещено упругое эластичное кольцо 9, взаимодействующее под действием потока 35 продувочного агента с нижним . скосом 8 и внутренней поверхностью труб 6.

В верхней части захвата установлен фильтрующий элемент 10 для предотвращения попадания шламового материала в ра- 40 бочие органы пневмоударника. Над узлом блокировки на захвате 2 установлен обратный клапан 11, облегчающий свободный спуск снаряда к забою, и выполнена коническая проточка 23 для сбора шлама при 45

подъеме съемного инструмента. Ниже узла блокировки размещается упругое кольцо 12, которое обеспечиваегмягкий контакт захвата 2 с упорным кольцом 13.

Керноприемная труба 4 предназначена для приема и сохранения керна, извлечения керна на поверхность и передачи энергии от пневмоударника на коронку 14, присоединенную к колонне бурильных труб 6. В нижней части керноприемной трубы выполнены профилированные шламоудерживающие проточки 15, а в верхней части размещена наковальня 16, которая соединена с пневмоударником 1 быстроразъемным соединением 17. Наковальня 16 с керноприемной трубой 4 соединена штырем 18. Между штырем 18 и наковальней 16 размещен упруго- демпфирующий элемент (амортизатор) 19. Штырь 18 с керноприемной трубой 4 взаимодействует через продольно-овальные отверстия 20. Энергия удара передается керноприемной трубе через штырь 18. Амортизатор 19 служит для демпфирования колебаний штыря 18.

Овершот. 5 предназначен для спуска- подъема пневмоударника 1 через колонну бурильных труб 6, которая служит для передачи крутящего момента на коронку 14, закрепления стенок скважины и раскрепления съемного инструмента. Внутри колонны бурильных труб 6.установлено упорное кольцо 13; которое служит для опоры и центрирования съемного инструмента, В нижней части трубы 6 установлено стопорное кольцо 22,

Коронка 14 соединена с трубой 6 шли- цевым соединением через гайку 21 (для передачи крутящего м омента от колонны бурильных труб 6). Верхний торец коронки получает ударные нагрузки от керноприем- нойтрубы, являющейся в этом случае волноводом. Шлицевое соединение исключает передачу ударных нагрузок на колонну бурильных труб, то обеспечивает исключение рассеивания энергии ударных нагрузок. Снаряд работает следующим образом.

После спуска в скважину съемного инструмента, включающего пневмоударник 1 и керноприемную трубу 4, он фиксируется в колонне бурильных труб 6 узлом блокировки 3. Для блокировки съемного инструмента в скважину подается сжатый во здух, эластичное упругое кольцо 9 перемещается по нижнему скосу 8 канавки 7 и раскрепляет съемный инструмент в колонне, после чего происходит включение пневмоударнйка в работу, а все подаваемое расчетное количество очистного агента (воздуха) предварительно проходит через фильтрующий элемент 10. Возникающие ударные нагруз- ки от пневмоударнйка 1 через быстроразъ- ёмное соединение 17 передаются наковальне 16 и керноприемной трубе 4, а через керноприемную трубу - на коронку 14, Передача ударных нагрузок на керноприемную трубу и породоразрушающйй инс- трумент способствует повышению эффективности процесса бурения и увеличению .выхода керна. По. мере наполнения керноприемной трубы керном-она извлека- : ется на поверхность с помощью захвата 2. Процесс повторяется..При опускании съемного инструмента возможен такой случай.-когда между верхним торцом коронки 14 и нижним торцом,керноп- рйемной трубы 4 будет находиться шлам, В этом случае прекращают спуск инструмента и в скважину подают продувочный агент(воздух), под действием которого упругое кольцо: узла блокировки переместится к нижнему скосу канавки 7 и зафиксирует съемный снаряд в колонне бурильных труб. Пневмоударник начнет работать, а кернопрйемная труба 4 - разрушать шлам. По окончании хода пнев- моудйрной машины прекращается подача продувочного агента в скважину и кернопрйемная TpV6a вновь опускается до соприкосновения с торцом-коронки, а захват 2 при этом должен упереться в кольцо 13. .Ј Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Буровой снаряд со съемным пневмо- ударником, содержащий колонну буриль;

ных труб, коронку, ударную машину с захватом, узлом блокировки, наковальней, связанной с керноприемной трубой посредством узла соединения, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем увеличения эксплуатационной надежности и упрощения узла блокировки и расширения технологических возможностей использования

бурового снаряда, при одновременном повышении выхода и качества кернового материала узел блокировки выполнен в виде кольцевой канавки на наружной поверхности захвата и упругого эластичного кольца,

размещенного в кольцевой канавке с возможностью перемещения и взаимодействия с внутренней поверхностью колонны бурильных.труб, причем в нижней части канавки выполнен скос под углом к вертикальной рей снаряда, при этом величина

угла скЪЬа находится в пределах 15-45°.

:; 2. Буровой снаряд по п. 1, о т л. и ч а ю- Щ и И с: я тем. что в нижней части керноприемной трубы на внутренней поверхноСТ1Л выпол нен ы шл амоуде рж и в а ю щие

Пр0ТОЧКИ. / :- ..- .. -. -.:,.

3. Буровой снаряд по п Л. р т л и ч а ю - щи и с я тем, что, с целью облегчения спуска пневмбударника, он снабжен об- ратным клапаном, установленным на за- хвате и сообщающим пространство под узлом блокировки с пространством над уз- лом блокировки.: .

; 4. Буровой снаряд по п.1, о-т л и ч а ю - щи и с я тем, что узел соединения керноприемной трубы-с наковальней выполнен в виде диаметрально расположенных рте.ерстий на боковой поверхности в верхней части керноприемной трубы и в нижней части наковальни, и штыря, размещённого своими концами в отверстиях наковальни и керноприемной тру- бы, причем отверстия керноприемной трубы выполнены продольно вытянуты- ми, а между наковальней и штырем раз- мещен упругодемпфирующий элемент .

Фиё. 18

Фи2.ЈЛ : $Ы4

Физ.5

-2f

#

Фиг. 6