Колонковый снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B21/00 E21B25/00 

Изобретение относится к геологораэведрчным работам, в частности к инструментам для бурения геологоразведочнЕЛХ скважин с отсосом шлама.

Известен колонковый снаряд для бурения скважин с обратной промывкой состоящий из коронки, колонковой трубы и внутренней шламовой трубы. Это позволяет складировать накапливакяцийся в колонковой трубе шлам. Этим исключаетсяповышение концентрации шлама в колонковой трубе по пути движения транспортного потока вьиае допустимых значений Г/З.

Но при бурении скважин с отсосом шлама в неустойчивых породах имеет место обрушение стенок скважин. Изза этого на забое скважины концентрация шлама превьниает допусти1Ф1й предел, что приводит к нарушению циркуляции, а затем к аварийной ситуадии в сквгикине.

Известен также колонковый снаряд, включгцоюий наружнуп и внутреннюю колонковые трубы с расположенными на разных уровнях коронками с про Мывочными каналами 2 J.

Недостатком известного снаряда является то, что при бурении скважины по неустойчивым породам прекращается циркуляция промывочной жидкости, шлам накапливается в забое, что приводит к прихвату снаряда и аварии. Кроме того, в процессе бурения отсутствует контроль за зашламованием 2(абоя.

Цель изобретения - обеспечение контроля за зашламованием забоя и предотвращение нарушения циркуляции

10 в скважине при обрушении стенок в интервалах неустойчивых пород.

Указанная цель достигается тем, что в колонковом снаряде, включающем

15 наружную и внутреннюю колонковые трубы с расположенными на разных уров нях коронками с пробивочными канала ми, наружная колонковая труба выполнена с радиальными отверстиями

20 в верхней части, а резцы коронки наружной колонковой трубы размещены на задней стенке промывочного канала по направлению вращения и развернуты относительно радиуса по ,

25 тому же направлению.

На фиг. 1 изображен колонковый снаряд в момент засорения забоя сква жины обвалившейся со стенок сквапсины породой на-фиг. 2 т узел 1 на

30 фиг. 1«

Колонковый снаряд состоит из внутренней колонковой трубы 1 с коронкой 2, шламовой трубы 3, наружной колонковой трубы 4 с коронкой 5 и тройного переходника б,. соединяющего бурильную колонну(на рисунке hoKaзано пунктиром) с колонковой трубой 1 и трубой 4. Вблизи переходника б труба 4 имеет радиальные отверстия 1, Коронка 5 трубы 4 размещена выше коронки 2. колонковой трубы 1 на величину, не презэышающую высоту промывного отверстия коронки 5.

Коронка 5 имеет резцы 8, расположенные на задней стенке промывочного канала 9 по направлению вращеНИН коронки, Резгда 8 развернуты относительно радиуса коронки в направлении вращения снаряда. Колонковый снаряд помещен в скважине 10, а в колонковой трубе находится столбик керна 11.

Колонковый снаряд работает следующим образом..

При установившемся буровом процессе шламовая труба 3 стоит своим нижним -основанием на столбике керна 11

Поток несущей среды движется с дневной поверхности в устье скважины 10 по кольцевому зазору между стенками скважины и бурильной колон- ны, а затем между стенками скважины и противоаварийной трубы 4 и на забое попадает в промывочный канал 9 коронки 5, а затем в промывочные отверстия коронки 2. На забое несущая среда взвешивает частицы буровой мелчи и перемещает их вверх по колон- ковой трубе 1 до осаждения их в шла мовой трубе 3 или поднимает по бурильным трубам на дневную поверхность.

При этом через радиальные отверстия 7 и кольцевой зазор между стенками противоаварийной трубы 4 и колонковой трубы 1 несущая среда идет в незначительном количестве. Это объясняется тем, что указанный путь имеет большее гидравлическое сопротивление, чем описанный раньше.

При аварийном обрушении стенок скважины 10 в неустойчивых породах обрушившаяся масса скапливается на забое и перекрывает путь движения несущей среды по кольцевому зазору

между стенками скважины 10 и трубы 4.,В этом случае несущая среда движется по кольцевому зазору между стенками скважины 10 и бурильной колонны в радиальные отверстия 7 трубы 4 и затем по кольцевому зазору между стенками трубы 4 и колонковой трубы 1, далее в промывочные отверстия коронки 2 .и поворачивает внутрь колонковой трубы. Даже если забой забит, шламом,циркуляция не нарушается.

При этом коронка 5 подает шлам из зазора между стенками скважины 10 и трубы 4 в зазор между колонковой трубой 1 и трубой 4.

Производительность коронки 5 по перемещению шлама принимается из условия, что суммарное количество шлама от коронок 2 .и 5 и обрушившегося со стенок скважины материала не превысит допустимой концентрации шлама в несущей среде.

Предлагаемая конструкция колон|сового снаряда позволяет в случае Ьбрушения стенок скважины сохранить Р1иркуляцию промывочной жидкости.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, включающий наружную и внутреннюю колонковые трубы

с расположенными на разных уровнях Iкоронками с промывочными каналами, |отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля за зашламованием забоя и предотвращения нарушения циркуляции в скважине при обрушении стенок в интервалах неустойчивых пород, наружная колонковая труба выполнена с радиальными отверстиями в верхней части, а резцы коронки наружной колонковой трубы размещены на задней стенке промывочного канала, по направлению вращения и развернуты относительно радиуса по тому же направлению-.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Авторское свидетельство СССР 188410, кл. Е 21 В 21/00, 1965.

2.Воротынцев В.Т. Двойные колонковые трубы. М., Углетехиздат, 1953, с. 35-40 (прототип).

10