Колонковый снаряд

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю 720137 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.11.77 (21) 2547033/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Клз

Е 21 В 25/00

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.24. .051.52 (088.8) Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (72) Автор изобретения

С. И. Беляков

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (71) Заявитель (54) КОЛОНКОВЫЛ СНАРЯД

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к бурению разведочных скважин с отбором керна ударно-вращательным способом с применением погружных ударных механизмов, и может быть использовано при разведке месторождений полезных ископаемых.

Известны колонковые снаряды для взятия керна при бурении по прочным горным породам с кернорвательным устройством в виде цилиндрической цанги (1).

Недостатком этих снарядов является то, что кернорвательное устройство имеет подвижные относительно колонковой трубы элементы, из-за чего усложнена конструкция, требуется уменьшение диаметра керна для размещения кернорвателя в зазоре между керном и стенкой скважины, недостаточно надежны в работе. Кроме того, такие конструкции снарядов основаны на том, что разрушение пород забоя скважины и калибровка керна производится одним кольцевым долотом, что приводит к разрушению керна за счет постоянного его контакта с вращающимся и вибрирующим кольцевым долотом.

Известен также колонковый снаряд, включающий наружный переходник, наружную колонковую трубу, кольцевое долото, шток, установленный на наружном переходнике, внутреннюю колонковую трубу с внутренним переходником, соединенным со штоком, и кернорв атель (2) .

Этот колонковый снаряд изолирует керн от кольцевого долота, чем прехохраняет его от разрушения во время бурения, надежно удерживает его в ходе подъема снаряда.

Однако он может эффективно использоваться только при бурении по мягким горным породам. Для прочных горных пород необходимы надежные кернозахватные устройства, которые могли бы обеспечить отрыв керна от забоя и удержание его в процессе подъема. Известные конструкции кернорвателей для их размещения в данном снаряде, потребуют уменьшения диаметра керна, что приведет к понижению процента выхода его.

Цель изобретения — повышение выхода

20 керна при ударно-вращательном бурении скважин.

Цель достигается тем, что шток выполнен с фигурной головкой и связан с наруж720

1,7 ным переходником посредством шлицевсго соединения, внутренний переходник выполнен с фигурным пазом под головку штока. а кернорватель — в виде винтовой нар зки на внутренней поверхности внутренней колонковой трубы с углом подьема витков определяющимся по следующей формуле:

З}Пс = — ——

2Р л. (х D/n- m) 2<)() где Р— осевая нагрузка на внутреннюк) колонковую трубу во время удара, кг; и.— число заходов винтовой нарезки;

D — внутренний диаметр внутренней колонкбвой трубы, см;

m — ширина витка винтовой нарезки на плоскости, перпендикулярной ocè снаряда, см;

200 в минимальное значение предела прочности твердой горной породы на скалывание, кгс/см .

На чертеже представлен колонковый снаряд, продольный разрез, Колонковый снаряд состоит из нару)кного переходника 1, соединенного с наружной колонковой трубой 2, на которой ycIBновлено кольцевое долото 3. Внутри наружной колонковой трубы 2 имеется внутрепняя колонковая труба 4 с внутренним перех()дником 5, установленным на штоке 6.

1!.!ток 6 имеет фигурну(о головку 7 и соединяется с переходником 1 посредством. (II;I?l цевого соединения 8, а на внутреннем пере ходнике 5 имеется фигурный паз 9 под го .,и вку 7 штока 6. На внутренней поверхности внутренней колонковой трубы 4 выполнена винтовая нарезка 10, служащая для захвата, отрыва и удержания керна пр:: извлечении снаряда из скважины. <.,}(«(pB,.I используется в комплекте с погружным удар-. ным механизмом 12.

Колонковый снаряд работает следу ю(}ци м образом.

В процессе бурения долото 3 вырабатывает забой скважины, оставляя уступ горной породы в зоне, прилегающей к поверхности керна. Внутренняя колонковая труб»

4 опирается заостренным торцом в эт(л уступ, прижимая внутренний перехог.ннк 5 к переходнику 1, что обеспечивает передачу удара на режущую кромку колонковой трубы 4. В этом положении колонковая T3ij5B имеет возможность перемещаться под д и (твием удара вниз и вращаться независим(; от наружной трубы 2.

Во время удара нижняя заостренная кромка колонковой трубы 4 скалывает уступ породы, калибруя керн, и нарезает на поверхности керна винтовую нарезку, соответ ствующую винтовой нарезке 10 на внутренней цилиндрической поверхности колонковой трубы 4. Угол наклона винтовой нарезки 10 выбирается из условия предохранения (? цт(гой нарезки, образуи)п:., .(с; —; и ("IOBBP,- ПС)("! И гн(}! - (T -К(! -;, 1! г; ОТ()ЫПB K P}}H (

| (ПНЯ IB(T< я В y(Е(}Q (!е %. - «Кг<О?} I O<(«i; (}

"„i l .«.гает(и и шток 6, об-; .,"; .;:;-}и за: ".(.:;(Пк г. () ?! <(() ((О(} ((IOBi(„l Т г г(- <(Г. П!(!

".,:. -.. }ClIl(.. ПЕРЕ}(ОДПИ};2! О.:«} — (),,: .. ;(ПОЯВ П;}Е-} (и B(}B„",O)i I(« (-", г, i.

"„! (ИК <(О,", C„. -;г" РЕЗ ((<

Э ь: . т -г :- Н Н И И !! a PB OÄ: ?«(( " время бурения керн калибру; . .:: —:;!. (,:.: ! 1(}("..-К;)й КОЯОНКОВОй ТрубЬ. 4;(-. (!)..".-.- =(-,::, (: заходит плотно под д-йс.п?,O)! ".",, р:и . ) надеж HO ), де ржи вается в(. (l (л. .}l! !(::, )! !

О от выпадения в ходе lio,::! е(,::-.

4 <

П()ЕДЛЯС.=.СМЫК КОЛО((КОВ-!"

BB (« НИ(0 (H(I(O.,I (- - . Р

BDc)l. (с}}а ;)яда)}H для у(ldpHo-BBBI(.а((}(«пог( б) pc(I)ls, I:озволяет по,г(}(ост(.lo изо. ров(ITкерн О-. действия вращэюш косF; к()льцсвог(! гп(,-(OTЯ KB;(?(OPOBBTB Е. ();1()BC(;;IIO "!. .;.IP-! !.i )1i, i!ã}ГЭМЗКаMИ !}ОНИ «K(!i (((й Э г . I: !., IТ:

<.низ;пь возможность нач)}ль(! ы . -:а:. !II(пий ке()((а, изолировать кепи .: }Ойствиг:10 (}к}-:

} истного агента и кру },: (ьн.=:(х ул;. !)(ч:, за

"(СТ ОТС ) ТСТВПЯ )КСС } КС ?"; . }!3! (.,:-П (. :1.(:):! (".;—

:и;к тр ) <:ы с в()ап(а}с I!(я "(ис! эл.- :); (и!. .- lB РЯ i!B J (BPBÄ.< (ПЕП(-((?(f. 7< }(}}в(..

У(ТРОИСтВа И B ТО жЕ Вг() .,(; (::(}С

: тру(.ции.

С() ) г) i.*(,;,, )(,ОЛОНКОВ! (<;

I П -(i} Н}! )М: . РЕ: О I}é:.) (Н

), (, .:}и:а,(ОЩ. иптг Т<= г(, I}"" О:;и 1!Ko!ii керна (I! ? мдаl) !<) (},.,. (iC!l È(?I СКВа жн ., !,(TOY Ь(П! .(I - !.

;и.: рсдством (л(и: .!!

)ЗОМ }ОД ГO), } и) (}(! !!}

ЗЕ1)ХНО< ТИ В(! ТрС:-<} < г<;!.i :! г .)и!)l(» I ( углом под?нема г".",.: ((,. ,iО C ((СB), (O(I! BÉ фо

<:$ где Р— — осева)(нагру.- ка HB в;;,т(рен}(к)к)::(»лонковую труб, во время уд)(р( (1 - B?IC}(O 33ХQ«101 ;,?. (: O::(i6

0 — внутренний диаметр внутренней колонковой трубы, см;

m — ширина витка винтовой нарезки на плоскости, перпендикулярной оси снаряда, см;

200 — минимальное значение предела прочности твердой горной породы на скалывание, кгс/см2. 20з о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Граф Л. Э. и Коган Д. И. Гидроударные машины и инструменты, М., <<Недра», 1972, с. 129, рис. 47.

2. Сулакшин С. С. Современные способы

$ и средства отбора проб полезных ископаемь|х. М., «Недра», 1970, с. 97 — 98 (прототип) °

Составитель В. Никулин

Редактор T. Авдейчик Текред К. Шуфрич Корректор IO. Макаренко

Заказ 10184/23 Тираж 626 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Филиал П ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4