Колонковый снаряд

 

Изобретение относится к технике бурения геологоразведочных скважин с отбором керна. Цель - увеличение продолжительности рейса, улучшение представительности керна и повышение ресурса снаряда и алмазной коронки за счет исключения ударных нагрузок при ликвидации самозаклинок керна в колонковом снаряде в процессе бурения. Снаряд состоит из внешней колонковой трубы (ВКТ) 2 с алмазным породоразрушающим элементом, планетарного редуктора и основной конической шестерни (Ш) 3 на внутренней поверхности ВКТ 2. Внутри ВКТ 2 размещена керноприемная труба (КПТ) 5, жестко соединенная через переходник 6 с корпусом подшипникового узла, выполненного в виде подпружиненного относительно ВКТ 2 полого вала 8 с осевым каналом 9. Вал 8 подпружинен относительно ВКТ 2 и на нем укреплена дополнительная Ш 19. Колонковый снаряд имеет планетарный редуктор. Ведомая Ш 10 и сателлитная Ш 11 редуктора размещены на валу соответственно жестко и на подшипниках, а ведущая Ш 4 - на внутренней поверхности ВКТ 2 выше Ш 3. Вал 8 размещен с возможностью перемещения и замыкания Ш 3 и 19 при крайнем нижнем его положении, а Ш 4 и 10 через Ш 11 при крайнем верхнем его положении. При бурении вращение передается через Ш 3 на Ш 19 и через переходник 6 на КПТ 5. При самозаклинивании двух кусков керна КПТ 5 действует на переходник 6 и на вал 8, Ш 3 и 19 выходят из зацепления, а Ш 11, находящиеся в постоянном зацеплении с Ш 10, входят в зацепление с ведущей Ш 4. При этом КПТ 5 начинает вращаться в противоположном направлении. За счет того, что усилие, передаваемое на керн КПТ 5, изменило свое направление, происходит ликвидация самозаклинивания керна. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

151> 4 E 21 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4280487/23-03 (22) 13.07.87 (46) 30.07.89. Бюл. № 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки (72) Д. Ю. Бетанов (53) 622.243.64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 945366, кл. Е 21 В 25/00, !981.

Уржумов А. И. Механический вибратор для ССК. Разведка, охрана недр, 1986, № 4, с. 33 — 35.

2D

21

1D

11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1

12

А

6.Я0„» 1497374 А 1

2 (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к технике бурения геолого-разведочных скважин с отбором керна. Цель — увеличение продолжительности рейса, улучшение представительности керна и повышение ресурса снаряда и алмазной коронки за счет исключения ударных нагрузок при ликвидации самозаклинок керна в колонковом снаряде в процессе бурения. Снаряд состоит из внешней колонковой трубы (ВКТ) 2 с алмазным породоразрушаюшим элементом, планетар(1497374

1О

3 ного редуктора и основной конической шестерней (Ш) 3 на внутренней поверхности.

Внутри ВКТ 2 размещена керноприемная труба (КПТ) 5, жестко соединенная через переходник 6 с корпусом подшипникового узла, выполненного в виде подпружиненного относительно ВКТ 2 полого вала 8 с осевым каналом 9. Вал 8 подпружинен относительно ВКТ 2 и на нем укреплена дополнительная Ш 19. Колонковый снаряд имеет планетарный редуктор. Ведомая Ш 10 и сателлитная Ш 11 редуктора размещены на валу соответственно жестко и на подшипниках, а ведущая Ш 4 — на внутренней поверхности ВКТ 2 выше Ш 3. Вал 8 размещен с возможностью перемещения и замыИзобретение относится к технике бурения геолого-разведочных скважин с отбором керна.

Цель изобретения — увеличение продолжительности рейса, улучшение представительности керна и повышение ресурса снаряда и алмазной коронки за счет исключения ударных нагрузок при ликвидации самозаклинок керна в колонковом снаряде в процессе бурения.

На фиг. 1 приведено устройство колонкового снаряда в сборе; на фиг. 2 — колонковый снаряд при самозаклинивании керна в керноприемной трубе; на фиг. 3 — зацепление шестерен, работающих при обычных условиях бурения, разрез; на фиг. 4 — работающий планетарный редуктор при ликвидации самозаклинивания керна, разрез.

Снаряд состоит из алмазной коронки 1, навинченной на внешнюю колонковую трубу

2. Внешняя колонковая труба 2 соединена резьбоны м соеди нением с основной конической шестерней 3, имеющей внутренние зубья к выполненной в виде переходника, которая в свою очередь соединяется с ведущей конической шестерней 4, имеющей также внутренние зубья и выполненной в виде переходника для соединения снаряда с колонной бурильных труб (не показаны), Внутренняя керноприемная труба 5 посредством переходника 6, имеющего отверстие 7 для прохождения промывочной жидкости, соединяется с корпусом подшипникового узла, выполненного в виде полого вала 8 с осевым каналом

9 для прохода промывочной жидкости, и жестко установленную ведомую коническую шестерню 10 с наружными эвольвентными зубьями, находящуюся в постоянном зацеплении с тремя коническими сателлитными кания Ш 3 и 19 при крайнем нижнем его положении, а Ш 4 и 10 через Ш 11 при крайнем верхнем его положении. При бурении вращение передается через Ш 3 на Ш 19 и через переходник 6 на КПТ 5. При самозаклинивании двух кусков керна КПТ 5 действует на переходник 6 и на вал 8, Ш 3 и 19 выходят из зацепления, а Ш 11, находящиеся в постоянном зацеплении с Ш 10, входят в зацепление с ведущей Ш 4. При этом КПТ 5 начинает вращаться в противоположном направлении. 3а счет того, что усилие, передаваемое на керн КПТ 5, изменило свое направление, происходит ликвидация самозаклинивания керна. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. шестернями 11, посаженных посредством подшипников 12 и 13 на валу с помощью водила, состоящего из верхней 14 и нижней 15 частей, установленных посредством подшипников 16 и 17. На валу 8 неподвижно посредством шпонки 18 укреплена дополнительная коническая шестерня 19, имеющая внешние зубья. Вал 8 подпружинен относительно трубы 2, для чего пружина 20 одним концом через упорный подшипник 21 опирается на уступ 22 вала 8, а другим концом опирается на переходник 4. Шестерня 3, 19 пружина 20, подшипник 21 составляют передаточный узел обычного вращения, а шестерни 4, 10 и 11 — планетарный редуктор. Верхняя часть шестерни 4 выполнена с внутренним отверстием для свободного осевого перемещения в нем верхнего конца вала 8.

Снаряд работает следующим образом.

При бурении скважины вращение передается через основную шестерню 3 на дополнительную шестерню 19 и через переходник 6 на внутреннюю трубу 5 (фиг. 1, 3).

Вращение внутренней трубы 5 происходит в ту же сторону, что и внешней колонковой трубы 2. При самозаклинивании двух кусков керна внутренняя труба 5 действует через переходник 6 на пружину 20. Пружина 20 сжимается, шестерни 3 и 19 выходят из зацепления, а сателлитные шестерни 11, находящиеся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 10 на валу 8, входят в зацепление с ведущей шестерней 4 (фиг. 2, 4). Внутренняя труба 5 начинает вращение в направлении, обратном своему первоначальному направлению вращения и противоположном направлению вращения внешней колонковой трубы 2.

1497374

Вид8

Фиг. 2

За счет того, что усилие, передаваемое на керн внутренней трубой 5 и приведшее к самозаклиниванию, изменило свое направление на противоположное происходит ликвидация самозаклинивания керна. После ликвидации самозаклинивания вал 8 под действием пружины 20 перемещается вниз. При этом происходит вывод из зацепления шестерен 11 с ведущей шестерней 4, а дополнительная шестерня 19 опять входит в зацепление с основной шестерней 3 и вращение внутренней трубы 5 опять меняется на противоположное и становится однонаправленным с вращением внешней колонковой трубы 2. Такое вращение сохраняется до следующего самозаклинивания керна во внутренней трубе 5.

Применение снаряда для бурения геологоразведочных скважин с отбором керна по трещиноватым породам позволит повысить производительность процесса бурения за счет увеличения длины рейса и сокращения количества спуска подьемных операций, так как исключит прекращения рейса из-за самозаклинивания кусков керна в копонковой трубе. Также улучшится представительность керна и повысится ресурс колонкового снаряда и алмазной коронки за счет исключения ударных нагрузок при ликвидации самозаклинок керна.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, включающии внешнюю колонковую трубу с алмазным породоразрушающим элементом и основной конической шестерней на внутренней поверхности, внутреннюю керноприемяую трубу, жестко соединенную с корпусом подшипникового узла, подпружиненного относительно внешней колонковой трубы и имеющего дополнительную шестерню, отланаюи нйся тем, что, с целью улучшения представитепьности керна и повышения ресурса снаряда и алмазной коронки за счет исключения ударных нагрузок при ликвидации самозаклинок керна в колонковом снаряде в процессе бурения, он снабжен планетарным редуктором, ведомая шестерня и сателлитная шестерни которого размещены на корпусе подшипникового узла соответственно жестко и на подшипниках, а ведущая шестерня — на внутренней поверхности внешней колонковой

20 трубы выше основной конической шестерни, причем корпус подшипникового узла выполнен в виде полого вала с осевым каналом для прохода промывочной жидкости и размещен с возможностью перемещения и замыкания основной и дополнительной шестерен при крайнем нижнем его положении, а ведущей и ведомой шестерен через сателлитные шестерни планетарного редуктора при крайнем верхнем его положении.!

497374

А-A

BI!ÈÈl1È Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 13035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

П!н>изяодственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Редактор М.То вт»н

3 и ка з 442! /37

Составитель П. А. Фролов

Техред И. Верее Корректор О. Кравцова

Тираж 514 П олп и си ое