Колонковый снаряд

 

ОП И(:АН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i 11744I l5

Союз Советских

Соолллиотичвоких

Рвоиублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2541350/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

Е 21В 25/00

Е 21В 21/00 мУдлРотоениый комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06,80 (53) УДК 622.243.64 (088,8) (72) Авторы изобретения P. P. Имаев и Г. В. Гуляев (71) Заявитель Подмосковный технологический отряд Московской нормативной исследовательской партии Геологического управления

Центральных районов (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

Изобретение относится к области горного дела, а именно к средствам для бурения скважин с отбором керна.

Известны колонковые снаряды, содержащие эжекторный насос для создания призабойной обратной циркуляции через керноприемную трубу (1).

Применение этих снарядов обеспечивает повышение выхода керна при бурении по трещиноватым, перемежающимся породам. IO

В то же время применение этих снарядов исключает переход на бурение с прямой циркуляцией промывочной жидкости с целью промывки и удаления шлама.

Указанный недостаток устранен в снарядах, где в конструкции предусмотрен элемент, позволяющий менять направление циркуляции без извлечения его из скважины.

Известен снаряд, содержащий наружную 20 колонковую трубу с переходником, внутреннюю керноприемную трубу с обратным клапаном и штангой-подвеской, закрепленной в переходнике наружной трубы, эжекторный насос с распределителем потока, 25 выполненным в виде корпуса с нагнетательным каналом и приемной камерой, сообщающейся с керноприемной трубой i(2)

Изменение направления в потоке в известном снаряде достигается смещением соп- 30 ла эжекторного насоса относительно диффузора при изменении расхода жидкости и гидравлического сопротивления.

Однако подобное техническое решение ненадежно, так как смещение сопла может произойти и по случайной причине, например зашламовании. Кроме того, изменение направления потока таким образом не позволяет удалять шлам из приемной камеры насоса, где имеет место наибольшее его скопление.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет эффективного удаления шлама из насоса непосредственно при бурении.

Указанная цель достигается тем, что штанга-подвеска установлена с возможностью продольного смещения вместе с керноприемной трубой относительно переходника и образует в крайнем нижнем положении кольцевой зазор с корпусом распределителя, через который приемная камера сообщается с нагнетательным каналом.

Кроме того, обратный клапан расположен на торце штанги-подвески, расположенном внутри приемной камеры эжекторного насоса, а штанга-подвеска снабжена резьбой на верхнем конце и закреплена в переходнике закладной вилкой.

7441И

3

На фиг. 1 показан снаряд при открытой г1риемйой камере, вертикальный разрез; на фиг. 2 сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — снаряд со спуско-подъемным устройством-удлинителем, продольный разрез.

Снаряд содержит переходник 1 с внутренним отверстием шестигранного сечения, в которое вставляется шестигранная штанга-подвеска 2. На нижний конец штанги 2 навинчивается переходник 3 с наружной резьбой под керноприемную трубу 4 и внутренней резьбой под фильтр 5. Верхний конец штанги 2 имеет седло под шарик 6, который является обратным клапаном трубы 4.

На верхний конец переходника 1 навинчивается распределитель 7 потока с ввинченным в него корпусом 8 с нагнетательным и всасывающим каналами и диффузором 9. Нижний конец корпуса 8 представляет собой стакан и служит приемной камерой, которая герметично закрепляется при сжатии кольца-уплотнителя 10, установленного в проточке штанги 2. На верхний конец распределителя 7 навинчивается смеситель 11 с резьбой под переходник 12, в нижний торец которого ввинчено сопло 13.

Сопряженные поверхности деталей 2, 10 и 6 образуют разъемное соединение приемной камеры эжекторного насоса.

На нижний конец переходника 1 навинчивается наружная колонковая труба 14.

В качестве породоразрушающего инструмента применяются стандартные буровые коронки 15, 16.

Ограничителем перемещения керноприемной трубы 4 вниз относительно наружной трубы 14 на заданное расстояние служит закладная вилка 17, заложенная в прорезь штанги 2 и внутреннюю проточку распределителя 7.

Для выдвижения керноприемной трубы 4 из внутренней полости наружной колонковой трубы 14 при техническом обслуживании после бурения служит удлинитель, состоящий (см. фиг. 4) из шестигранной штанги 18 сечением, равным сечению штанги 2 снаряда, втулки 19, гайки 20 и муфты

21. На нижнем конце штанги 18 имеется внутренняя резьба для соединения с верхней частью штанги 2, а у гайки 20 — резьба для соединения с верхней частью переходника 1.

Детали 1, 7, 11, 12 и 21 имеют прорези под подкладные и ведущие вилки механизма труборазворота.

Двойной колонковый эжекторный снаряд работает следующим образом.

П омывочная жидкость подается в снаряд через колонну бурильных труб. р дя с большой скоростью из сопла 13, жидкость направляется в диффузор 9 и увлекает при этом жпдкость, находящуюся

4 внутри смесителя 11. В результате это а давление в камере смешения снижается по сравнению с давлением в скважине, Вследствие перепада давлений жидкость, находящаяся внутри керноприемной трубы 4, через фильтр 5, штангу 2, обратный клапан (шарик) 6 и каналы распределителя 7 поступает в смеситель 11, образуя эжектируемый поток, который, смешиваясь с потоком, выходящим из сопла 13, поступает в диффузор 9.

Поток жидкости из диффузора 9 по наклонным отверстиям корпуса 8 направляется через кольцевые зазоры к распределителю 7, пазы закладной вилки 17, кольцевые зазоры штанги 2 с переходником 1 и наклонные каналы переходника 1 в полость между керноприемной 4 и наружной 14 трубами. На выходе из кольцевого зазора между коронками 15 и 16 поток делится на два, один из которых, омывая наружную коронку 15, направляется вверх по скважине к устью, а вторая часть потока, омывая внутреннюю коронку 16, поступает внутрь керноприемной трубы 4, обеспечивая очистку забоя и препятствуя возникновению самозаклинки и истирания керна.

При подъеме (или на весу) снаряда керноприемная труба 4, переходник 3 с фильтром 5 и штанга 2 с шариком 6, кольцом 10 и закладной вилкой 17 под собственным весом перемещаются вниз на заданную величину между закладной вилкой 17 и верхним торцом переходника 1. В результате перемещения приемная камера открывается, и жидкость, находящаяся в буровом снаряде выше обратного клапана, свободно вытекает в затрубное пространство, очищая от шлама камеру, каналы обратного потока распределителя и обратный клапан.

После опускания снаряда на забой вышеперечисленные детали перемещаются вверх, закрывая при этом камеру обратного клапана. Герметичность камеры обусловлена применением пластичного кольца 10.

Извлечение керна и замена буровых коронок производится в следующей последовательности: — поднимают колонну бурильных труб до прорези переходника 1, вставляют в прорезь вилку и плавно опускают на труборазворот; — вставляют ведущую вилку в прорезь распределителя 7, включают труборазворот и отвинчивают верхнюю часть снаряда; — снимают шарик 6, навинчивают штангу 18 удлинителя по месту на штангу 2; — надевают элеватор на муфту 21 удлинителя, дают натяжку с усилием, чтобы вынуть закладную вилку 17 из прорези штанги 2, снимают закладную вилку; — на элеваторе плавно опускают керноприемную трубу 4 на длину штанги 18, навинчивают гайку 20, свободно скользящую

744115

5 по штанге 18, на верхнюю часть переходника 1; — снаряд плавно поднимают из скважины и фиксируют тормоз лебедки.

В зависимости от буримой породы керн извлекают постукиванием или выдавливанием через удлинитель, Замена буровых коронок производится также непосредственно над устьем скважины.

Подготовка снаряда в рабочее положение производится в обратном порядке непосредственно над устьем скважины с применением труборазворота, Подвижность соединения приемной камеры при поднятии снаряда от забоя обеспечивает связь промывочных каналов обратной промывки с нагнетательным каналом, ликвидируя тем самым образование шламовых пробок в снаряде, увеличивает проходку за рейс.

Формула изобретения

1. Колонковый снаряд, включающий наружную колонковую трубу с переходником, внутреннюю керноприемную трубу с обратным клапаном и штангой-подвеской, закрепленной в переходнике наружной трубы, эжекторный насос с распределителем потока, выполненным в виде корпуса с нагнетательным каналом и приемной камерой, сообщающейся с керноприемной трубой, отличающейся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет эффективного удаления шлама из насоса непосредственно при бурении, штанга-подвеска установлена с возможностью продольного смещения вместе с керноприемной трубой относительно переходника и образует в щ крайнем нижнем положении кольцевой зазор с корпусом распределителя, через который приемная камера сообщается с нагнетательным каналом.

2. Снаряд по п. 1, отличающийся д тем, что обратный клапан расположен на торце штанги-подвески, расположенном внутри приемной камеры эжекторного насоса.

3. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что штанга-подвеска снабжена резьбой на верхнем конце и закреплена в переходнике закладной вилкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе д 1. Волков А. С., Волокитенков А. А. Вурение скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости. М., «Недра», 1970, с. 128.

2. Авторское свидетельство СССР

3p № 325343, кл. Е 21 В 25/00, 1972 (прототип) .

744115

Щг, .

Ри .1

Составитель В. Акслер

Техред Л. Куклина

Редактор Д. Павлова

Корректор P. Беркович

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1020/1 Изд. № 333 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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