Буровой снаряд

 

Союз Советски к

Социаянстическни

Республик

on HCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 15.03 81 Бюллетень Мв 10

Дата опубликования описания 20.03.81 (5! )М, Кд.

E 21 B 7/10 твеуМрстмииий квинтет

СССР

IN йилаи изабрвтеиий к етиритий (53) УДК 622.243.

22(088.8) (7! ) Заявитель исследовательский институт им. С. Я. (54) БУРОВОЙ СНАРЯД

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для выполнения вертикальных стволов скважин, предназначенных для монтажа приборов, типа прямых и обратных отвесов для наблюдения за деформациями гидро-, технических сооружений.

Основным требованием K вертикальным буровым скважинам, выполняемым для указанных целей, является прямолинейность ствола скважины с отклонением тч относительно заданной оси по всей глубине не более одной трети ее диаметра.

Известно устройство для буренин вертикальных скважин, состоящее иэ утяжеленного низа буровой колонны при т% бурении глубоких скважин или из направляющих труб, значительных по длине, раз- мещенных в нижней части буровой колонны над буровым наконечником $1).

Известное устройство не - обеспечивает проведение вертикальных скважин с отклонением менее одной трети ее диаметра, а также вертикальности скважины при

2 бурении пород с крутопадаюшим располо жением слоев.

Известен буровой снаряд, включающий ведущую. штангу с пилот-долотом, расширитель, установленный на ней с возможностью взаимного осевого перемещения, и узел фиксации их взаимного положения f2).

Однако известный буровой снаряд не обеспечивает достаточной точности при бурении прямолинейных скважин.

Цель изобретения - повышение точности прямолинейного направления ствола скважины.

Указанная цель достигается тем, что буровой снаряд снабжен направляющим кожухом, установленным на подшипниках на ведущей штанге и связанным с возможностью осевого перемещения с расширителем, причем узел фиксации выполнен в виде размещенного с возможностью осевого пермещения на ведущей штанге утяжелителя с выступами на нижнем торце, а расширитель имеет

8) с

35

55 на верхнем торце отвесньп. впадины.

Кроме того, снаряд имеет центраторы, установленные на паружной поверхности расширителя.

Па фиг..1 изображен снаряд в исходном положении для бурения скважины пилот-долотом, общий вид; на фиг. 2 разбуривание скважины расширителем до проектного диаметра, на фиг. 3 — снаряд, поперечный разрез; на фиг. 4 - вид на верхний торец расширителя.

Буровой снаряд состоит иэ ведущей штанги 1 с продольным пазом 2, соединенной на резьбе с пилот-долотом 3.

Сверху к ведущей штанге 1 присоединена буровая колонна 4.

На ведущей штанге 1 на подшипниках

5 и 6 смонтирован направляющий кожух

7, переходящий в своей верхней части и трубу меньшего диаметра. На участке трубы меньшего диаметра выполнены продольные прорези, в которых располагаются пальцы 8, укрепленныецарасширителе 9, для обеспечения их взаимного осевого перемещения. Подшипники 5: находятся в замкнутой полости, защищенной от попадания промывочной жидкости крышками 10 и 11 с уплотнениями 12.

На корпусе смонтирован расширитель

9 с центратором 13 в верхней и центральной части, воронкой 14 в нижней части с торцовыми проточками 15. Верхний конец расширителя 9 имеет утолщенную стенку с пазами 16 по торцу и несет на,себе втулку 17. На верхней части ведущей штанги 1 смонтирован утяжели. тель 18, зафиксированный от перемещения в осевом направлении подпружиненным фиксатором 19, входящим в вырез полого вала, и от поворачивания пальцем 20, взаимодействующим с продольным пазом 2 на ведущей штанге 1. На нижнем горце утяжелителя 18 имеются выступы

21, взаимодействующие с впадинами 16 на верхнем торце расширителя 9.

Перед началом бурения предлагаемым снарядом проходится направляющая скважина глубиной, обеспечивающей размещение в ней снаряда, выполненная строго вертикально диаметром, соответствующим

5О наружному диаметру снаряда. Буровой снаряд на бурильных трубах опускается на забой в положение, когда пилот-. долото3 и коронка 14 смещены по рабочим торцам, а утяжелитель 18 на ведущей штанге 1 заперт фиксатором 19.

Бурение снарядом ведется поэтапно в следующей технологической последовательности: бурение опережающей пилот08 4 скважины и раэбуривание пилот-скважины

l1o проектного диаметра.

При бурении опережающей пилочскважипы шпинделем бурового станка колонне бурильных труб сообщается вращение, которое через ведущую штангу 1 передается пилот-долоту 3.

Пригрузка долота осуществляется утяжителем 18 и шпинделем станка.

В процессе бурения расширитель 9 с коронкой 14 неподвижны, а пилот-долот

3 по мере углубки скважины с направляющим кожухом 7 выходят из расширителя.

При этом расширитель 9 служит направлением при бурении пилот-скважины.

Бурение пилот-скважины производится до тех пор, пока фиксатор 19 не упрется во втулку 17 и повернется вокруг своей оси, выйдя из выреза в полом вале. При этом утяжитель получит свободу продольного перемещения по ведущей штанге 1, а палец 20 утяжителя будет скользить по продольному пазу 2 веду пей штанге

1. Опускаясь вниз по ведущей штанге под действием собственного веса, утяжелитель своими выступами на нижнем торце войдет в отведенные впадины на верхнем торце расширителя 9 и наступит второй этап бурения — разбуривание скважины коронкой 14 до проектного диаметра. При втором этапе бурения вращение от ведущей штанги 1 через реэьбовой палец 20 передается утяжелителю 18 и через выступы в торце утяжелителя расширителю 9, несущему на себе коронку 14. При этом этапе бурения буровая колонна закрепляется в шпинделе бурового станка и осевая подача не производится. Для создания необходимой осевой нагрузки на коронку действует,вес утяжелителя 18. Разбуривание скважины коронкой 14 до проектного диаметра ведется до тех пор, пока рабочий..торец коронки не сравняется с рабочим торцом долота 3. При этом фиксатор 19 снова войдет в вырез ведущей штанги 1 и процесс бурения повторится.

На этом этапе бурения расширитель 9 перемещается по направляющему кожуху 7.

Промывочная жидкость к забою скважины при обоих этапах бурения проходит через буровую колонну 4, ведущую штангу 1, долото 3 и поднимается к устью скважины с разбуренной породой по внешней образующей расширителя 9, по торцовым проточкам коронки 14, каналам . между центраторами 13 и через полость направляющего кожуха 7 и отверстия в утяжелцтеле. Учитывая, что промывка формула изобретения

1. Буровой снаряд, включающий ведушую штангу с пилот-дологом, расширитель, установленный на ней с возможностью взаимного осевого перемещения, и узел фиксации их взаимного . положения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

5 81290 по данной схе ме может оказаться . недо-статочной для полного выноса разбуренной породы, после каждых двух технологических этапов необходим подъем снаряда на поверхность и хорошая его S очистка от шлама перед следующим спуском в скважину.

Такое бурение обеспечивает создание вертикального прямолинейного ствола скважины. lO

Я 6 прямолинейного направления ствола скважины, он снабжен направляющим кожухом, установленным на подшипниках на ведущей штанге и связанным с возможностью осевого перемещения с расширителем, причем узел фиксации выполнен в виде размещенного с возможностью осевого перемешения на ведушей штанге утяжелителя с выступами на нижнем торце, а расширитель имеет на верхнем торце ответные впадины.

2. Снарядпоп. 1, отличающ и и с и тем, что он снабжен центраторами, установленными на наружной поверхности расширителя.

Источники инфор мации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ПНР Ию 72455, кл. кл. Е 21 В 17/06, опублик. 1970.

2. Патент США М 2994389, кл. 175-321, опублик. 1961 (прототип).

812908

Составитель P. Родина

Техред А.Бабинец " Корректор В. Бутига филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4 редактор С. Лыжова

Ф@ ««»

Закаэ 7 15/35 Тираж 627 - . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам иэобретений и открытий

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