Буровой гидроударно-эжекторный снаряд

 

Использование: повышение качества керношламового материала при гидроударном колонковом бурении интенсивно трещиноватых и дробленых пород. Сущность изобретения: снаряд содержит гидроударник , верхний переходник с насадкой, диффузор и нижний переходник. Между насадкой и диффузором установлен упругодеформируемый элемент. Собственная частота упругого элемента в 3-4 раза больше частоты вынужденных колебаний гидроударника . В нижнем переходнике выполнены циркуляционные и эжекторные каналы. Насадка установлена в верхнем переходнике с возможностью осевого перемещения относительно диффузора. При этом процесс эжектирования происходит более интенсивно , что позволяет повысить эффективность работы снаряда в целом. 2 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .Я2«> 17582ОЗ А1

<я>з E 21 В 25/00 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ..:....., --,",,:.2 (21)4798150/03 — ..::: :"; (57) Использование: повышение качества (22) 10,01.90 ..: .. -,,:. -, ::,; - керйошламового материала при гидроудар(46) 30.08;92, Бюл, Ь 32 ..:..: ном колонковом бурении интенсивно тре(71) Специальное проектно-конструктор- щиноватых и дробленых пород. Сущность ское бюро Научно-производственногообъе- .:. изобретения: снаряд содержит гидроудардинения "Геотехника«и Челябинский йик, верхний переходник с насадкой, дифполитехнический институт им. Ленинского . фузор и нижний переходник. Между комсомола " ..-. ....::.: . - : - насадкой и диффузором установлен упруго(72) А. Л. Квенцель, А. H. Бутковский и" деформируемый элемент. Собственная час: E. К. Спиридонов: . .:, . -::.:::::: . тота упругого элемента в 3--4 раза больше (56) Шкурко А. К. Бурение скважин забоййы-:: частоты вынужденййх колебаний гидрами ударными машинами. Л.: Недра, 1982, с, ударника. В нижнем переходнике выполне84-86, рис, 27..::: .: -::,: ны циркуляционные и эжекторные каналы.

Дерусов В. П., Обратная промывка при Насадка установлена в верхнем переходнибурении геологоразведочных скважин. М,; ке с возможностью осевого перемещения

Недра, 1984, с, 117, рис. 43.: .... относительно диффузора. При этом процесс

-(54) БУРОВОЙ ГИДРОУДАРНО-ЭЖЕКТОР- эжектирования происходит более интенсив- 3

НЫЙ СНАРЯД но,«что позволяет повысить эффективность работы снаряда;в целом. 2 ил, Р1=0,39 уъ р - Ч б г г

Изобретение относится к колонковому бурению, а именно к снарядам для повышения качества керношламового опробования при гидроударном бурении интенсивно трещиноватых, дробленых и перемежающихся по твердости пород, . Известен буровой гидроударно-эжекторный снаряд, состоящий из гидроударника, переходника верхнего с насадкой, корпуса, диффузора и нижнего переходника с втулкой.

Известен (прототип) буровой гидроударно-эжекторный снаряд, состоящий из верхнего переходника, насадки, распорной втулки, диффузора и переходника нижнего с циркуляционньи4 и эжекторными каналами. Известный снаряд при работе с гидроударником обеспечивает увеличение рейсовой проходки за счет наложения ударных импульсов и вибраций (снижение силы трения кусочков породы друг о друга и сцеп- а лений породы с металлом). ,Цель изобретения — повышение эффек- у тивности работы снаряда.

Укаэанная цель достигается тем, что О© снаряд снабжен цилиндрической распорной втулкой с радиальными окнами, а насад- ) ка установлена в верхнем переходнике с (д) возможностью осевого перемещения и взаимодействия с верхним торцом распорной втулки, при этом расйорйая втулка подпрувива жинена относительно диффузора. а собственная частота колебаний пружины в 3-4 раза больше частоты вынужденных колебаний гидроударника и усилие предварительного поджатия пружины выбирается в соответствии с выражением

1758203 и эжекторнь»ми "б" кайалами, и шламовую жется вверх, встречается с клапаном, трубу 11; приемную камеру, образованную .. перекрывая поток) насадка 3 отжата силой внутренней поверхностью корпуса 9 и на-. 20 пружины 6 к верхнему переходнику 2.

:- ружными поверхностями насадки 3 и диф- Следовательно, процесс эжектирова-. фуэора 8, -:: :::.:.:. :: -: .:::,:, :: ".-:;:, .;:,:: ния происходит более интенсивно, количе- .

Пружина 6 одним торцом опирается на ство .подсась»ваемой жидкости и цикловой диффузор 8, а другим поджимает распор- - коэффициент. эжекции у данного снаряда

" ную втулку 5 и насадку 3 к верхнему пере- 25 выше,чем уобычного, благодаря предотвра- ходнику. Усилие:" предварительного . щению выбросов. активной жидкости в при-.. поджатия Pj регулируется шайбами 7 емную камеру и более. интенсивному

Буровой гидроударно-эжекторный сна- . разгону жидкости в диффузоре и эжекторряд работает следующим образам.". ":..: ..." ных каналах(йнерционный эффект). УкаэанПослеспускаснаряда вскважинув него 30 ный процесс г»овторяется циклично" с по бурильным трубам подается йромывоч-: . частотой вынужденйь»х колебаний гидроная жидкость, которая свободно проходит ударника, Поэтому чтобы данная колебачерез гидроударник 1, верхний переходник тельная система не вошла в резонанс, 2, насадку 3. ". - : ..: ...,;., - . частота собственных колебаний пружины 6

За счет истечения промывочной жидка- 35 должна быть в 3 — 4 раза больше, чем частота сти йз насадки 3 с большой Скоростью про- колебаний гидроударника, исходит подсос жидкости иэ приемной . Предложенная конструкция бурового камеры и по эжекторным каналам "б" из гидроударна--эжекто»рногоснарядапозволяшламовой 11 и колонковой трубы в диффует повысйть эффективность работы струй,зор 8 в котором пройсходит смещение двух 40 ного насоса и всего снаряда в целом, потоков и преобразование кинетической улучшить очистку забоя и колонковой трубы энергии движения в энергию давления, от частиц шлама. Причем с увеличением вязПроцесс эжектирования "происходит в стацйонарном.режиме, т.к; величйна расхо да" промывочной жидкости постоянна во 45 кости и плотности промывочной жидкости положительное влияние инерционных процессов на процесс.эжектирования и. следовремени и равна расходу бурового насоса.: вательно, на эффективность работы

Насадка 3 поджата пружиной 6 к верхнему снаряда усиливается

"переходнику 2 усилием предварйтельнаго cD о р м у л а и з о б р е т е н и я, поджатия, величина которого больше ре- Буровой гидроударно-эжекторнь»й снаэультирующей силы давления, действую- 50 ряд, содержащий гидроударник цилиндрищей на насадку 3. - ::,: .:. ... .: : ческлй» полый корпус с верхним, При постановке снаряда на забой, " соединенны»м с гидроударником, и нижним включая вращения и приложе»»йя осевой на- переходниками, насадку и диффуэор, раз-, грузки, начийается процесс бурения. При мещенные между переходниками. о т л и -" этом гидроударник 1 включается и течение 55 «ю шийся тем, что, с целью повышения актйвной струи стайовится цикличным пре- эффективности работы, снаряд снабжен ци рМвисто-пульсирующим, отвеча»ощйм цик- линдрической распорнай втулкой с радиальлу работы гйдроударника, :...:,:..:- - ными окнами а насадка установлена в верхнем переходнике с возможностью осевога перемещейия и взаимодействия с вер3 .. 4 где ф» — коэффициент сопротивления на- При увеличенйи мгновенного расхода садки; :: - :::.,:-. -:::-,:::::-;- . .,:- .:.: : .... ", выше номинального (движение бойка и клар--плотность промывочной жидкости; .,: пана гидраударника 1 совместно вниз и моV»»- скорость промывочной Жидкости в мент отрыва байка от клапана), проходномсечении насадкипристационар- 5 результиру»ощая сил давления действуюном режиме; .:. . : ...,.,: .,,;.:..- . .;. :::: .. -.:щих на насадку3, становится большеусилия б»» - наружный диаметр насадки.:::--" .--: пружины 6 и насадка 3 движется вниз; сжиНа фиг.. 1 показан предлагаемый буро.-: мая пружину 6, до упора-в торец диффузора вой гид»роударй0 -эжекторный снаряд; на 8, Выброс жйдкости в приемную камеру при

" фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, ;-:: . 10 этом предельноуменьшаетгя или совсем отСнаряд содержй»т тидраударник 1, вер- . сутствует. Происходит йнтенсивный разгон хний переходник 2 В котором размещена промывочной жйдкости в затрубном про насадка 3 с уплотйительй"ым кольцом 4, рас- странстве, s эжекторных-и циркуляционных парную втулку 5,. упругодеформируемый каналах. ., элемент 6 (напрймер, пружина), регулиро-. 15: При изменении велйчины мгновенйого вочные шайбы 7, диффузар 8, корпус9, ниж- :.. расхода промывочной жидкости от номи »»ий переходник 10 с циркуляционными "a": нального до нуля (баек гидроударника дви- . (758203

2 2 хним торцом распорной втулки, при этом .. Р =0,39 p»,p ) I» )» б Н, распорная втулка подпружинена относи- где р» — коэффициент сопротивления нательно диффузора, а собственная частота садки; колебаний пружины в 3-4 раэа больше час-: Р- плотность промывочной жидкости; таты вынужденных колебанлй гидроударни- 5 V„; скорость промывочной жидкости в ка и усилие предварительного поджатия . " проходном сеченйи насадки при стационарпружины выбирается в соответствии с выра- ном режиме; жением:: ...., ;:.;:.: .. dH — наружный диаметр насадки.

1758203

Составйтель А. Квейцель

Редактор Н.Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор М. Керецман .б

Заказ.2979 .-:.:,:-. ... - †: 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