Гидроударный снаряд для бурения скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B5/00 

1

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к гидроударным снарядам для бурения скважин.

Известен гидроударный снаряд для бурения скважин, установленный в бурильных трубах с шлицевым разъемом и уступом, включающий извлекаемый гидроударник с колонковым набором и выступом на наружной поверхности наковальни 1.

Недостатком такого снаряда является малая его эффективность из-за уменьшенного диаметра керна, так как для упора наковальни гидроударника в колонну бурильных труб последняя снабжена внутренним приливом.

С целью повышения эффективности работы гидроударного снаряда за счет увеличения диаметра керна, уступ выполнен в теле бурильных труб, а между наковальней и уступом установлены раздвижные упоры.

На фиг. 1 изображен гидроударный снаряд, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 1.

Гидроударный снаряд для бурения скважин состоит из корпусной бурильной трубы 1,

соединенной с буровым инструментом 2. Между деталями 1 и 2 размеш,ено гнездо 3. В нижней части труба 1 соединена со снабженной шлицами 4 втулкой 5.

На втулку 5 надета бурильная труба 6 с ответными пазами под шлицы 4. К трубе 6 присоединен переходник 7 с уплотнением 8. В нижней части трубы 6 выполнен расширенный цилиндрический уступ со сферической кольцевой канавкой, в которой установлены клиновидные секторы 9, соответствующие профилю канавки.

В нерабочем положении секторы 9 упругими силами плоских пружин 10, скрепленных с втулкой 5, прижаты к ее внутренней поверхности. Во избежание горизонтального смещения относительно пружин 10 сектора снабжены фиксаторами 11, через которые пропущены пружины 10. К нижней части трубы 6 присоединена колонковая труба 12, оборудованная для бурения со съемным керноприемником. Соединенные между собой детали 1 - 12 являются несъемной составной частью бурового снаряда.

К съемной части относится гидроударнйк, который состоит из цилиндра 13, соединенного с гнездом 3, клапана 14 с пружиной 15, в верхней части заканчивающегося конусной головкой под овершот; промывочных каналов 16; штифтов 17, контактирующих с пазами 18 в поршне-ударнике 19, верхняя уплотненная часть которого располагается внутри цилиндра 13; штифтов 20 в поршнеударнике, контактирующих с пазами верхней части наковальни 21 с промывочными каналами 22; пружины поршня-ударника 23. Перемещение поршня-ударника 19 относительно цилиндра 13 и наковальни 21 ограничено длиной их пазов.

Гидроударник соединяется со съемным керноприемником, который состоит из вала подшипникового узла 24, соединенного с наковальней 21 посредством резьбы, контргайки 25, клапана 26 перекрытия, упорных подшипников 27, пружины 28, переходника 29, стакана 30, наполненного маслом, масленки с дном 31 и керноприемной трубы 32, оборудованной для бурения со съемным керноприемником.

Работает устройство следующим образом. Перед началом бурения в несъемную часть снаряда автономно сбрасывается гидроударник совместно с керноприемником, которые соединяются с корпусом при помощи герметизированного гнезда 3. Клиновидные сектора при погружении гидроударника с керноприемной трубой в снаряд не препятствуют, так как они при разомкнутых шлицах, освободившись от усилия втулки 5, оказываются прижатыми пружинами 10 к внутренней поверхности трубы 6. В таком виде гидроударный снаряд для бурения скважин присоединяют к бурильным трубам и опускают на забой.

После того, как породоразрушающий наконечник коснется забоя, продвижение колонковой трубы 12 вместе с втулкой 5 прекратится, а втулка 5 вместе с корпусом 1 и гидроударником будет двигаться до тех пор, пока торец переходника 7 не сомкнется с торцом корпуса 1, для обеспечения передачи осевого усилия на забой скважины, при этом произойдет фиксация наковальни 21 секторами 9 следующим образом: втулка 5, продвигаясь в сторону забоя относительно неподвижной в это время трубы 6, своей внутренней фаской скользя по тыльной части секторов, отжимает их к центру. Вся подвижная часть вставного устройства опускается, в том числе и наковальня 21, которая при встрече с секторами нагружает их и останавливается. Вместе с наковальней прекращает движение и поршень-ударник, а детали 1, 3, 13 продолжают двигаться на длину паза 18 в поршне-ударнике, при этом клапан 14 закрывает центральный канал поршня-ударника, а за это время втулка 5

проходит относительно секторов 9 такой же путь, отклоняя сектора к центру и обеспечивая тем самым окончательное фиксирование наковальни 21. В таком положении торец трубы 32 находится на расчетном расстоянии

относительно коронки наружной трубы 12. Циркуляция промывочной жидкости включает снаряд в работу. Клапан 14 перекрывает промывочный канал в поршне-ударнике 19. Вследствие этого давление жидкости над клапаном и поршнем-ударником возрастает. Под действием давления клапан вместе с порщнем-ударником движется вниз, к наковальне, сжимая возвратные пружины 23 и 15. Совместное движение поршняударника и клапана продолжается до тех

пор, пока клапан не будет остановлен жестким ограничителем, а поршень-ударник, продолжая двигаться по инерции, наносит удар по наковальне. Образовавшаяся щель между клапаном и порщнем-ударником вызывает падение давления жидкости и под действием

прудин 23 и 15 клапан и поршень-ударник возвращаются в исходное положение и цикл повторяется.

Воспринятый удар по наковальне через сектора 9, трубу 6 и колонковую трубу 12

S передается на породоразрушающий наконечник.

По окончании бурения производится приподъем колонны, открывается керн, при этом щлицевой разъем разомкнется и происходит раскрепление наковальни. После этого гидроударный снаряд извлекается из скважины овершотом, который захватывает снаряд за головку клапана.

Использование изобретения позволяет увеличить диаметр керноприемной части

5 съемного снаряда, что в свою очередь приводит к увеличению диаметра керна и повыщению эффективности бурения скважин.

Формула изобретения

Гидроударный снаряд для бурения скважин, установленный в бурильных трубах с шлицевым разъемом и уступом, включающий извлекаемый гидроударник с колонковым набором и выступом на наружной поверхности наковальни, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет увеличения диаметра керна, уступ выполнен в теле бурильных труб, а между наковальней и уступом установлены

раздвижные упоры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР S5 № 554397, кл. Е 21 В 25/00, 1975 (прототип).

гь

28

№

Фиг.2

6- Б

П