Коронка для бурения с непрерывным выносом керна

 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для бурения с непрерывным выносом есяум 2 керна. Цель изобретения - повышение эффективности работы коронки за счет уменьшения самозаклинок керна и исключения повторного измельчения шлама. Это достигается тем, что коронка снабжена накладками 7, расположенными во внутренней полости корпуса 1 и образующими совместно с боковыми пазами 3 емкости для сбора шлама, при этом донная часть емкости сообщена дополнительными каналами 9 с продольными каналами 4 для очистного агента, а верхняя часть емкостей сообщена с внутренней центральной полостью. Каналы 4 в нижней части очищены насадками 10, смещенными по высоте относительно дополнительных каналов 9 в сторону рабочих секторов, армированных прродоразрушающими элементами 6. 2 ил. /1-А (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (1) ) (s))s Е 21 В 10/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

Я-А

7а

9 (21) 4803691/03 (22) 19.03.90 (46) 15.04.92, Бюл, ¹ 14 (71) Производственное геологическое объединение "Якутскгеология" (72) И,П.Мельничук, Н.П.Пинчук, А.А.Плюснин, Н,М.Панин, Л.Н,Думкин и П.В,Перетяка (53) 622,24.051.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N474598,,кл. Е 21 В 10/02, 1972, Авторское свидетельство СССР

¹ 825833, кл. Е 21 В 10/02, 1979, (54) КОРОНКА ДЛЯ БУРЕНИЯ С НЕПРЕРЫВНЫМ ВЫНОСОМ КЕРНА (57) Изобретение относится к породораэрушающему инструменту, а именно к коронкам для бурения с непрерывным выносом керна. Цель изобретения — повышение эффективности работы коронки за счет уменьшения самозаклинок керна и исключения повторного измельчения шлама. Это достигается тем, что коронка снабжена накладками 7, расположенными во внутренней полости корпуса 1 и образующими совместно с боковыми пазами 3 емкости для сбора шлама, и ри этом донная часть емкости сообщена дополнительными каналами 9 с продольными каналами 4 для очистного агента, а верхняя часть емкостей сообщена с внутренней центральной полостью. Каналы 4 в нижней части очищены насадками 10, смещенн ыми по высоте относительно дополнительных каналов 9 в сторону рабочих секторов, армированных породоразрушающими элементами 6. 2 ил.

1726723

15

35

45

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам для бурения с непрерывным выносом керна.

Известна буровая коронка, применяемая при бурении с непрерывным выносом керна, содержащая корпус, на рабочем торце которого расположены спиральные выступы, армированные режущими элементами.

Недостатком данной коронки является сравнительно невысокая эффективность ее работы, что связано с частыми самозаклинками керна, ведущими к снижению как скорости бурения, так и проходки на коронку.

Наиболее близкой к предлагаемой является коронка для бурения с непрерывным выносом керна, включающая полый корпус с продольными каналами для очистного агента в теле коронки и боковыми пазами, расположенными на его внутренней поверхности между рабочими секторами, армированными породо разрушающими элементами.

Выполнение корпуса данной коронки с боковыми пазами позволяет упорядочить шламоотвод из под торца коронки через центральный канал.

Однако и эта коронка не обеспечивает оптимальных условий для повышения эффективйости ее работы, Это связано с тем, что в случае расходки снаряда или его подьема шлам, скопившийся в боковых пазах корпуса, высыпается на забой скважин и подвергается повторному измельчению, что ведет к износу породоразрушающих элементов, а следовательно и к снижению их стоимости при одновременном снижении механической скорости бурения. Другим недостатком коронки является то, что шлам, скопившийся в боковых позах, постепенно уплотняется и после их полного заполнения возможно возникновение самозаклинок керна в полости коронки, приводящее к резкому снижению рейсовой скорости бурения из-за необходимости прерывания процесса бурения, Цель изобретения — повышение эффективности работы буровой коронки за счет уменьшения самозаклинок керна и исключения повторного измельчения шлама.

Это достигается тем, что коронка для непрерывного выноса керна включает полый корпус с продольными каналами для очистного агента и рабочими секторами, армированными породоразрушающими элементами, согласно изобретению, в нижней части корпуса выполнены емкости для сбора шлама, смещенных в плане относительно рабочих секторов, и дополнительные кэналы, при этом верхняя часть каждой емкости гидравлически сообщена с внутренней полостью корпуса, а нижняя часть — посредством дополнительных каналов с продольными каналами, Выполнение нижней части корпуса с емкостями для сбора шлама позволяет исключить его повторное измельчение, так как в процессе расходки снаряда или его подьема, например, с целью замены коронки, находящийся в емкости шлам не высыпается на забой, а транспортируется вместе со снарядом. Благодаря этому породоразрушающие элементы коронки не подвергаются дополнительному износу, что повышает проходку на коронку. Сообщение нижней части емкости с продольными каналами обеспечивает постоянное взвешивание шлама, попадающего в емкости, и постоянный вынос мелких фракций шлама, что позволяет увеличить возможности емкостей по сбору шлама, в первую очередь его крупной фракции. Сообщение верхней части емкостей с внутренней полостью корпуса позволяет исключить самозаклинки керна благодаря возможности подачи части шлама в образованные емкости и последующее его удаление.

На фиг. 1 изображена коронка, вид со стороны рабочего торца; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1.

Буровая коронка включает корпус 1 с центральной керноприемной полостью 2, боковыми пазами 3 на внутренней поверхности и продольными каналами 4 для подачи очистного агента (промывочной жидкости или сжатого воздуха), выполненными в теле корпуса 1, и рабочие секторы 5, армированные породоразрушающие элементы 6 из твердого сплава или другого износостойкого материала, например, синтетических алмазов типа "Стратопакс".

Боковые пазы 3 перекрыты накладками 7, которые совместно с пазами 3 образуют емкости для сбора шлама, соединенные с центральной полостью 2 корпуса 1 посредством пазов 8, образованных между верхним торцом накладок 7 и верхним торцом пазов 3.

Нижняя часть емкостей посредством дополнительных каналов 9 соединена с продольными каналами 4 для очистного агента, в выходной части которых ниже дополнительных каналов 9 установлены дроссели, например гидромониторные насадки 10.

Накладки 7 в продольном сечении имеют

Г-образную форму (фиг. 2), поперечная часть

7а которой выполнена в виде части круга и соединена с корпусом 1, например, сваркой.

Продольная часть 7б накладок 7 имеет форму части кольца с внутренним диаметром, 1726723

55 не менее диаметра внутренней полости 2 корпуса 1 с целью исключения дополнительных сопротивлений при транспортировке кернового материала.

Коронка работает следующим образом . 5

Коронка соединяется с двойной бурильной колонкой (не показана) и спускается на забой скважины. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента, прикладываемого к коронке, ее породоразрушающие 10 элементы 6 внедряются в породу и разрушают ее кольцевым забоем. При этом керн поступает в центральную полость 2 коронки и под действием очистного агента транспортируется через двойную бурильную ко- 15 лонну на поверхность. При бурении в зоне разрушенных или сыпучих пород часто наблюдаются случаи самозаклинок керна в коронках. В предлагаемой коронке благодаря наличию емкостей, образованных пазами 3 20 и накладками 7, часть разрушенной породы керна через пазы 8 попадает в эти емкости, снижая вероятность самозаклинок керна.

Разрушенная порода в емкостях подвергается разрыхлению очистным агентом, по- 25 ступающим из каналов 4 через отверстия 9 в нижнюю часть емкостей, и при прохождении скважины по более устойчивым породам мелкая фракция шлама вместе с очистным агентом постепенно выносится 30 вместе с керном на поверхность и тем самым обспечивает постоянное освобождение полостей коронки от шлама. Благодаря использованию в продольных каналах 4 сменных насадок 10 обеспечивается воз- 35 можность регулирования количества очистного агента, подаваемого на забой скважины и емкости. В зависимости от свойств проходных пород выбирается диаметр насадок 10, что позволяет регулиро- 40 вать, какая часть агента направляется на забой, а какая — в емкости. При бурении по сильно разрушенным породам, когда наи.более часто наблюдаются случаи самозак45 линок керна, целесообразно применять насадки с малым проходным сечением, что создаст большее сопротивление очистному агенту, проходящему на забой скважины, и в емкости коронки поступит большее количество очистного агента, что обеспечит эффективное разрыхление попадающего в них шлама и быстрое удаление его мелкой фракции. При бурении по монолитным породам целесообразно применять насадки с большим проходным сечением. Очистка емкостей от шлама после подъема коронки на поверхность может осуществляться подачей всего очистного агента в емкости через радиальные каналы 9 после перекрытия всех насадок 10 в продольных каналах 4.

Использование предлагаемой коронки исключает выпадения шлама из емкостей на забой скважины как при расходке бурового инструмента, которая является обязательной операцией при бурении с непрерывным выносом керна, так и при подъеме снаряда из скважины. Кроме того, она обеспечивает снижение и самозаклинок керна благодаря постоянному освобождению пазов коронки от разрушенной породы. Все это повышает производительность буровых работ и снижает их стоимость.

Формула изобретения

Коронка для бурения с непрерывным выносом керна, содержащая полый корпус с продольными каналами для очистного агента и рабочими секторами, армированными породоразрушающими элементами, о т и и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы коронки за счет уменьшения самозаклинок керна и исключения повторного измельчения шлама, в корпусе выполнены емкости для сбора шлама, расположенные между рабочими секторами и имеющие выход зо внутреннюю полость корпуса, и дополнительные каналыы, сообщающие донные части указанных емкостей с продольными каналами.

1726723

35

45

Составитель А,Хромин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М.Кучерявая

Редактор Н.Шитев

Заказ 1259 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101