Колонковый снаряд

 

1. КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, содержащий керноприемную трубу с переходниками , породоразрушающий инструмент, эжекторный насос с соплом, диффузором , сообщающимся с затрубным пространством и камер.ой смешения, а так;же пшамонакопитель, сообщающийся циркуляционными каналами с керноприемной трубой и камерой смешения, о т личающийся тем, что, с целью повьшения надежности удаления шлама и выхода керна, он снабжен делителем потока, выполненным в виде нагнетательной камеры, сообщающейся с затрубным пространством и с соп лом, при этом керноприемная труба выполнена по всей длине с размещенными по периферии продольными каналами , одна часть из которых сообщается с диффузором, а другая - с нагнетательной камерой. 2.Колонковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что входное отверстие в циркуляционный канал шламонакопителя расположено эксцентрично относительно оси вращения и ориентировано в направлении требуемого вращения. 3.Колонковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что каналы керноприемной трубы, сообщаю 1/ щиеся с диффузором, выполнены расширяющимися.С; мм 4.Колонковый снаряд по пп,1-3, отличающийся тем, что, с целью уменьшения защламования керноприемной трубы, породоразрушш(жр1й ю инструмент выполнен с боковЕ 04И налами, вход снаружи в которые рас&д положен ниже выхода во внутрь.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3715029/22-03 (22) 27.03.84 (46) 23.06.85. Бюл. ¹ 23 (72) Г.К . Ешимов (71) Белорусская геолого-поисковая экспедиция Управления геол гии

Белорусской ССР (53) 622.243.64(088.8) (56) 1. Волков А.С. и Волокишников А.А

Бурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости. М., "Недра", 1973, с. 138, рис. 58.

2. Волков А.С. и Волокитенков А.А.

Бурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости. М., "Нед= ра", 1970, с. 147, рис. 61а. (54)(57) 1. КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, содержащий керноприемную трубу с переходниками, породоразрушающий инструмент, эжекторный насос с соплом, диффузором, сообщающимся с затрубным про= странством и камерой смешения, а также шламонакопитель, сообщающийся циркуляционными каналами с керноприемной трубой и камерой смешения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью . повышения надежности удаления шлама и выхода керна, он снабжен делите„„Я0„„1162939 А лем потока, выполненным в виде нагнетательной камеры, сообщающейся с затрубным пространством и с соплом, при этом керноприемная труба выполнена по всей длине с размещенными по периферии продольными каналами, одна часть из которых сообщается с диффузором, а другая — с нагнетательной камерой.

2. Колонковый снаряд по п. 1 ° отличающийся тем, что входное отверстие в циркуляционный канал шламонакопителя расположено эксцентрично относительно оси вращения и ориентировано в направлении требуемого вращения.

3. Колонковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что каналы керноприемной трубы, сообщаю щиеся с диффузором, выполнены pacaarpsющимися.

Эю

4. Колонксвый снаряд nî пп,t-Э, отличающийся тем, что, с целью уменьшения зашламования керноприемной трубы, породоразрушающий инструмент выполнен с боковыми каналами, вход снаружи в которые расположен ниже выхода во внутрь.

1162939

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для бурения с отбором керна и средствам для удаления шлама при бурении.

Известны колонковые снаряды, содержащие керноприемную трубу с переходниками, породораэрушающий инструмент и эжекторный насос с соплом, камерой сложения, сообщающейся с керноприемной трубой и диффузоров, сообщающимся с затрубным простран-. ством 11 ).

Недоетатком указанных снарядов является нестабильность призабойной t$ циркуляции иэ-за зашламования эжекторного насоса.

Известен колонковый снаряд, содержащий керноприемную трубу с переходниками, породоразрушающий инструмент,20 эжекторный насос с соплом, диффузо-..i. ром, сообщающимся с затрубным про- странством и камерой смещения, а также шламонакопитель, сообщающийся циркуляционными каналами с кернопри- 25 емной трубой и камерой смешения 2 1.

Однако в силу того; что одна часть потока, поступающая в керноприемнунь, трубу, вместе с керном проходит через эашламованную призабойную зону, а -. другая в этот момент уходит по затрубному пространству, не захваты" вая шлам, процесс эффективного бурения и поступление керна также нестабильна, поскольку при определенных гидравлических сопротивлениях на забое движение жидкости через керноприемную трубу может прекратиться.

Цель изобретения — повышение надежности удаления шлама и выхода - О керна.

Указанная цель достигается тем, что колонковый снаряд, содержащий кер. ноприемную трубу с переходниками, породоразрушающий инструмент, эжектор- ный насос с соплом, диффузором, сообщающимся с затрубным пространством и камерой смешения, а также шламонакопитель, сообщающийся циркуляционными каналами с керноприемной тру- бой и камерой смешения, снабжен делителем потока, выполненным в виде нагнетательной камеры, сообщающейся с эатрубным пространством и с соплом, при этом керноприемная труба выполне- 5 на по всей длине с размещенными по периферии продольными каналами, одна часть из которых сообщается с диффуэором, a) другая — с нагнетательной камерой.

Кроме того, входное отверстие в циркуляционный канал шламонакопителя расположено эксцентрично относительно оси вращения и ориентировано в направлении требуемого вращения.

Каналы керноприемной трубы, сообщающиеся с диффуэором, выполнены расширяющимися.

С целью уменьшения зашламования керноприемной трубы породоразрушающий инструмент выполнен с боковыми каналами, вход снаружи в которые расположен ниже. выхода во внутрь.

На фиг. 1 изображен колонковый снаряд, продольный разрез; на фиг.2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— колонковый снаряд, общий вид, в аксонометрической проекции;- на фиг. 5сечение В-В на фиг. 3.

Колонковый снаряд (фиг. 1) содержит делитель потока в виде нагнетательной камеры, образованной верхним переходником 1, соединенный патрубком 2 с нижним переходником 3, имеющим кольцевые каналы 4 и 5. Центральный канал верхнего переходника

1 через полость патрубка 2 и отверстия 6 в нижнем переходнике 3 сообщен с верхним кольцевым каналом 4. На нижнем переходнике 3 размещен эжекторный насос, состоящий из камеры

7 смешения, в которой размещено сопло 8, сообщающееся с нагнетательной камерой через полость патрубка 2, конфузор 9 и водоподъемные трубки 10.

Полость конфузора 9 переходит в коническую полость диффузора 11, сообщающегося с затрубным пространством через нижний кольцевой канал 5, отверстия 12 в керноприемной трубе 13 в продольные каналы 14, расширяющиеся книзу и размещенные по всей длине по периферии трубы 13. Верхний кольцевой канал 4 через отверстия 15 сообщает продольные каналы 16, размещенные аналогично каналам 14, с нагнетательной камерой.

В нижнем переходнике 3 в пространстве, свободном от диффузора 11, выполнен шламонакопитель 17, сообщенный циркуляционным каналом через отверстия IS и размещенные в них водоподъемные трубки 10 с камерой 7 смешения эжекторного насоса, а цирку1162939 ляционным каналом через крьппку 19. с входом 20, ориентйрованным с помощью прокладок 21 в направлении требуемо-. го вращения снаряда и размещенным эксцентрично относительн оси вра- 5 щения с керноприемиой трубой 13. Нижняя призабойная часть снаряда оснащена керновэрывателем 22 и породораэрушающим инструментом в виде коронки

23 с ребрами 24, резцами 25 и боковыми каналами 26, размещенными так, что вход снаружи в них расположен ниже выхода во внутрь. Для изоляции каналов 4 и 5 один от другого и от . полости керноприемной трубы 13 переходник 3 снабжен уплотнительными кольцами 27. Каналы 14 и 16 имеют крышки

28 в виде болтов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При бурении промывочная жидкость, проходя через центральный канал верхнего переходника 1, поступает в делитель потока в полость патрубка 2 отУ .25 куда часть. потока, имеющая более вы-:, сокую плотность и за счет этого отбрасываемая при вращении к стенкам патрубка 2, поступает через отверстия 6 в нижнем переходнике 3 в верхний кольцевой канал 4 и через отверстия 15 и каналы 16 — в призабойную зону, откуда, отражаясь от забоя и проходя через каналы 26 в коронке 23, частично . совершает восходящее движение в полости керноприемной трубы 13 и частич- М но выносит шлам в затрубное пространство.

При взаимодействии потоков промывочной жидкости, истекающих из,каналов 16, с забоем происходит раэруше- 4О ние последнего, чем обеспечивается

/ высокая механическая скорость бурения, Часть основного потока из делителя потока в патрубке 2 поступает через сопло 8 ° камеру 7 смешения, конфуэор 45

9 и диффузор 11 в нижний кольцевойканал 5, откуда через отверстия 12 и расширяющиеся каналы 14 —. в призабойную зону. Там поток опять дробится: одна часть через каналы 26 поступает в полость 13, а другая часть — в затрубное пространство.

При этом потоки, поступающие из каналов 14, 16 и 26 в керноприемную трубу 13, смешиваются и за счет перепада давления в камере 7 смешения эжекторного насоса совершают в трубе

13 восходящее движение. За счет того, что входы каналов 26 расположены на некоторой высоте над забоем и направлены к оси вращения таким образом, что направление потока в них меняется на угол 135-150 в полость трубы 13 поступает неэагряэненная шламом жидкость. А загрязненная шламом жидкость вращением снаряда отбрасывается к стенкам скважины, так как имеет более высокую плотность, чем незагрязненная, благодаря наличию шлама.

Промывочная жидкость, омывая керн, обогащается шламом и захватывается входом 20 крышки 19. Поступившая в шламонакопитель 17 жидкость оставляет в нем шлам и выходит через отверстия 18 и водоподъемные трубки 10 в камеру 7 смешения эжекторного насоса, откуда, захватываясь потоком из сопла

8, увлекается в конфузор 9 и далее через диффузор 11, кольцевой канал 5, отверстия 12, каналы 14 к забою.

Затрубное пространство образовано расширяющимися аналогично каналам 14 полостями, размещенными между стенками скважины, стенками трубы 13 и каналев 14 и 16, что улучшает условия выноса шлама и коэффициент эжекции насоса.

Раздельное дохождение до забоя потоков промывочной жидкости разной плотности обеспечивает гидравлическое разрушение пород забоя, улучшение условий очистки его от шлама и восходящий поток промывочной жидкости в полости керноприемной трубы.

1162939!

)62939

f7 гу

28

12

27

26

Z9

6 Ю

Фиг.5

Составитель В. Акслер

Техред О.Неце Корректор И. Иуска

Редактор Е. Папп

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4

Заказ 407!/29 Тира к 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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