Двойной буровой снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B21/12 E21B25/00 

1

Изобретение относится к бурению скважин с гидро- и пневмотранспортером материала и служит повышению производительности бурения и качества опробования.

Известный буровой снаряд, содержащий буровую коронку, наружную и внутреннюю трубы и кериолом. Снаряд обеспечивает отбор образцов керна и шлама в процессе бурения с транспортировкой . их восходящим потоком очистного агента 1.

Недостатком данного снаряда является наличие минимальных зазоров между керном и стенкой внутренней (керноприемной). трубы, что при бурении пород, склонных к повышенному шламообразованию, приводит к возникновению шламовых пробок на забое. Это в свою очередь, влечет за собой возрастание крутящего, момента и необходимость постоянно, осуществлять расхаживания бурового снаряда в целях пропуска шлама выше столбика выбуриваемого

керна. Частые расхаживания бурового снаряда существенно снижают технические скорости бурения и в ряде случаев приводят к разрушению керна на забое. Проведенные исследования снаряда аналогичной конструкции свидетельствуют о том, что при бурении мягких пород расхаживания необходимо осуществлять через каждые 0,1-0,2 м бурения, т.е. время бурения между расхаживаниями исчисляется секундами.

Известен также буровой снаряд с дополнительными шламоотводящими каналами. Снаряд включает буровую коронку с шламоотводящими пазами, корпус

ts с расширителем и пакером и керноприемную трубу. На внутренней поверхности керноприемной трубы вдоль ее оси выполнены кернолом и шламоотводящие каналы прямоугольной формы, длина

20 которых несколько превышает максимально возможную длину скалываемого керна. Шлам с забоя скважины поднимается выше столбика, находящегося в 39 керноприемной трубе керна, не только по зазору между ним керноприемной трубой, но и по каналам, что увеличивает суммарное проходное сечение 2. , К недостаткам данного снаряда сле дует отнести несогласованность шламо проводящих пазов коронки с каналами керноприемной трубы. Это приводит к необходимости равномерного распределения каналов по всему периметру кер ноприемной трубы. При бурении снарядом с вращающейся керноприемной трубой шлам транспортируется практически только по тем ее каналам, кото рые сообщены с шламоотводящими пазами коронки, что в значительной мере снижает эффективность работы. Кроме того, для выполнения с достаточным гидравлическим сечением, необходимо существенно увеличивать толщину керноприемной трубы, а это равнозначно увеличению площади кольцевого забоя снаряда. Цель изобретения - улучшение очистки забоя от шлама. Указанная цель достигается тем, что на наружной поверхности кернопри емной трубы выполнены выступы с размещенными в них шламоотводящими кана лами, каждый из которых сопряжен по торцу с соответствующим пазом коронки. Керноприемная труба зафиксирована двумя ограничителями, установленными на внутренней поверхности.коронки, а один из выступов керноприемной тру бы расположен между ограничителями. На фиг. 1 схематически изображен снаряд, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1. Снаряд включает буровую коронку 1 с шламоотводящими пазами 2 и ограничителями фиксирующего устройства 3. корпус с радиальными каналами 5 расширителем 6 и уступом 7- С помощью резьбы 8 к корпусу присоединен переходник 9, ограничивающий от осевого перемещения пакер 10 с подшипни ком 11. Пакер 10 снабжен втулкой 12, обеспечивающей его свободное вращени относительно корпуса Ц. Резьба 13 пе реходника 9 служит для соединения . снаряда с двойной бурильной колонной И. Между торцем 15 переходника 9 и уступом 7 корпуса , закреплены центраторы 16 керноприемной трубы 17 в полости которой размещен кернолом 4 18.На наружной поверхности керноприемной трубы 17 выполнены выступы 19,полости которых образуют шламоотводящие каналы 20, располагаемые при сборке снаряда в кольцевом зазоре между корпусом 4 и керноприемной трубой 17. Шламоотводящие каналы 20 соединены с центральным каналом 21 , по которому в снаряд поступает керн 22. Своим нижним торцом керноприемная труба упирается в уступ 23 буровой коронки 1. Один из выступов 19 располагается между ограничителями фиксирующего устройства 3 что обеспечивает совместное вращение коронки 1с. керноприемной трубой 17 и сопряжение по торцу ее шламоотводящих каналов 20 со шламоотводящими пазами 2коронки. Снаряд, имеющий вращающуюся керноприемную трубу 19, предпочтительно использовать при бурении пород мягких и средней твердости, специфичных повышенным шламообразованием. Снаряд работает следующим образом. Очистной агент из кольцевого канала двойной бурильной колонны k по кольцевому каналу 24 снаряда через радиальные каналы 5 корпуса k нагнетается в скважину ниже пакера 10, При бурении основной объем шлама находится в шламоотводящих пазах 2 коронки 1, куда поток очистного агента захватывает разбуренную породу, вынося ее в Шламоотводящие каналы 20 керноприемной трубы 17- Длина шламо-. отводящих каналов 20 больше расстояния от уступа 23 коронки 1 до кернолома 18, поэтому шлам .всегда поступает в центральный канал 22 выше столбика вь1буриваемого керна 21, чем существенно снижаются сопротивления движению керна. Однако основной эффект достигается за счет максимального использования для размещения шламоотводящих каналов кольцевого зазора между корпусом k и керноприемной трубой 17, а также совмещения шламоотводящих пазов 2 коронки 1 с шламоотводящими каналами 20 посредством ограничителей фиксирующего устройства 3- При такой схеме снаряда отпадает необходимость изготовления керноприемной трубы с увеличенной толщиной стенки, а гидравлическое сечение используется наиболее рационально, так как шлам постоянно транспортируется по всей площади шламоотводящих каналов 20.. При обеспечении свободного прохода шлама с забоя,кер 22 центрируется в керноприемной трубе 17 ее участками 25 расположенными между выступами 19, чем и предохраняется от преждевременного скола. В целях снижения сопротивлений прэЯ почтительно также выполнять пааы 2 наклонно к образующей внутренней поверхности коронки 1. Практический эффект от использова ния снаряда выражается в уменьшении количества необходимых расхаживаний его при бурении, что обуславливает увеличение скоростей бурения и повышение качества опробования.

Формула изобретения

1. Двойной буровой снаряд включающий коронку с шламоотводящими пазами, корпус с расширителем и пакером и керноприемную трубу с керноИсточники информации, принятые 8О внимание при экспертизе

1.Патент США If 3086602, кл. 175«О рпублик. 19632.Патент США №,3155179, кл. 175-215. опублик. 196 {прото 1) ломом и шламоотводящими каналами на внутренней поверхности, от л и чающийся тем, что, с целью улучшения очистки забоя от шлама, на наружной поверхности керноприемной трубы выполнены выступы с размещенными в них шламоотводящими канала ми, каждый из которых сопряжен по торцу с. соответствующим пазом коронки. 2. Снаряд поп. 1,отличающ и и с я тем, что керноприемная труба зафиксирована двумя ограничителями, установленными на внутренней поверхности коронки, а один из высту пов керноприемной трубы расположен между ограничителями.