Буровой снаряд

 

БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий породоразрушающий инструмент и эрлифт в виде воздухонагревательного сальникавертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коаксиально .расположенной в бурильных трупах колонны воздухопроводных труб со смесителем на .нижнем конце, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости, он снабжен упругими щетками, при этом щетки закреплены по периметру внешней стороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной частью сальника-вертлюга. д . (П 05 ;о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О В

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„! 067195 А < у Е 21 В 21/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: ц

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3500291/22-03 (22) 14.10.82 (46) 15.01.84. Бюл. № 2 (72) Г. П. Шагин, В. Й. Калашников, А. Н. Бажутин и В. А. Бобров (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 121738, кл. Е 21 В 21/00, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР № 628782, кл. Е 21 В 21/00, 1978 (прототип). (71) Свердловский ордена Трудового Крас- ного Знамени горный институт им. В. В. Вахрушева (53) 622,24.051 52(088.8) (54) (57) БУРОВОЙ СНАРЯД, содержаший породоразрушаюший инструмент н эрлиф1 в виде воздухонагревательного сальникавертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коак- сиально .расположенной в бурильных тру6av колонны воздухопроводных труб со смесителем на .нижнем конце, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости, он снабжен упругими щетками, при этом щетки закреплены по периметру внешней стороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной частью сальника-вертлюга. 6

Изобретение относится к горному .делу, а именно, к средствам для промывки буро"вых скважин при бурении с использованием труб с каналами для жидкости и газа.

Известны буровые снаряды, содержащие породоразрушающий инструмент и эрлифт с колоннами: бурильных и воздухопроводиых труб, и воздухонапорным сальникомвертлюгом (1).

Однако возникающая при работе такого снаряда обратная циркуляция промывочной жидкости нестабильна, так как образующийся в смесителе поток аэрированной жидкости имеет неравномерную плотность.

Известен буровой снаряд с элементами для диспергировайия воздуха в потоке жид- 15 кости, содержащий породоразрушающий инструмент и эрлифт в виде воздухонагнетательного сальника-вертлюга и соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коаксиально расположенной в бурильных трубах колонны воздухопроводных 2О труб со смесителем на нижнем конце (2(.

Однако известное техническое решение со смесителем на нижнем конце не устраняет изменений плотности аэрированной жидкости по мере движения ее вверх и возникающей из-за разности скорости подъема пузырьков воздуха и соответственно жидкости, а возникающая в результате этого явления пульсация потока отрицательно сказывается на эффективности бурения.

Цель изобретения — повышение эффек- зп тивности бурения посредством устранения пульсации потока промывочной жидкости.

Указанная цель достигается тем, что буровой снаряд, содержащий породоразрушающий инструмент и эрлифт в виде воз. духонагнетательного сальника-вертлюга и 35 соединенных с ним колонны бурильных труб со сливными окнами и коаксиально расположенной в бурильных трубах колонны возду.хопроводных труб со смесителем на нижнем конце, сйабжен упругими щетками, при этом щетки закреплены по периметру внешней стороны воздухопроводных труб, а сами воздухопроводные трубы связаны с неподвижной частью сальника-вертлюга.

На фиг. 1 показан предлагаемый буровой снаряд; на фиг. 2 — разрез А — А на 45 фиг. l.

Снаряд состоит из колонковой трубы 1 с породоразрушающим инструментом 2 и эр= лифта в виде колонны бурильных труб 3, воздухопроводных труб 4 и смесителя 5, Воздухопроводные трубы 4 расположены iso- 5О аксиально внутри бурильных труб 3 и свя.заны вверху с неподвижной частью воздухоиапорного сальника-вертлюга 6. На воздухопроводных трубах 4 с интервалом 5—

l5 м по внешнему периметру жестко установлены упругие щетки 7.;Полость кольцевого пространства между бурильными трубами 3 и воздухопроводными трубами 4 сообщается со скважиной через сливные окна 8 в бурильных трубах 3. Сжатый воздух в снаряд подается по шлангу 9.

Снаряд работает следующим образом.

Сжатый воздух, от компрессора (не показан) поступает по шлангу 9 через сальник-вертлюг 6 и воздухопроводные трубы 4 к смесителю 5. Из смесителя 5 воздух выходит в кольцевое пространство между бурильными трубами 3 и воздухопроводными трубами 4 и образует здесь аэрированную жидкость. За счет разницы удельных весов жидкости, находящейся в затрубном пространстве (скважине) и аэрированной в кольцевом пространстве между бурильными 3 и воздухопроводными трубами 4 создается обратная циркуляция щромывочной жидкости.

Жидкость из скважины, очищая забой от шлама и охлаждая породоразрушающий инструмент 2, поступает во внутрь колонковой трубы 1. Из последней по бурильным трубам

3 жидкость поступает в кольцевое пространство между трубами 3 и 4, где она аэрируется. Дальше, поднимаясь по кольцевому пространству между трубами 3 и 4, аэрированная жидкость в буровом снаряде под воздействием сил вращается вместе с бурильными трубами. Поднимаясь вверх, она через определенные интервалы встречает на своем пути неподвижные щетки 7. Благодаря тому, что аэрированная жидкость вращается после прохождения каждой щетки в этой жидкости происходит восстановление однородности структуры газожидкостной среды путем механического перемешива ния ее жидкости и газообразной фаз. Вращающиеся и движущиеся вверх большие пузырьки воздуха и жидкая фаза при встрече с упругимии щетками разбиваются и тщательно механически перемешиваются между собой.

Расстояние между щетками выбирается в зависимости от скорости разделения жидкой и газообразной фаз потока. В нижней части воздухопроводных труб щетки располагаются с интервалом 10 — 15 м, так как здесь скорость разделения на жидкую и газообразную фазу еще мала. В верхней части (в виду того, что при-подъеме аэрированной жидкости разделение ее на воду и воздух . происходит быстрее) щетки располагаются с меньшим интервалом, от 5 до

10 м.

Устранение пульсации промывочной жидкости повышает интенсивность обратной промывки и понижает удельный расход воздуха, т. е, при одном и том же расходе воздуха в предлагаемом буровом снаряде мож-но получить больший расход промывочной жидкости у породоразрушающего инструмента по сравнению с прототипом, улучшить удаление шлама и повысить эффективность бурения.

l067l95

Составитель В. Акслер

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 10908 37 Тираж 569 Подписное ВНИИПИ ГосударственНого комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4