Переходник колонковой трубы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

855186 (6I) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.02.79 (21) 2726692/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5! ) М. Кл,а

Е 21 В 25/00

Е 21 В 21/00

Государственный комитет (53) УДК 622.243. .64:622.243. 14 (088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25:08.81 ло делан нзобретеннй и открытий (72) Автор изобретения

A. С. Елшанский т

1 !!

Иркутский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПЕРЕХОДНИК КОЛОНКОВОЙ ТРУБЫ

Изобретение относится к креплению колонны бурильных труб с колонковыми трубами при проведении геологоразведочного бурения.

При бурении скважин буровой снаряд, в частности, переходник с бурильных труб на колонковую трубу, должен обладать достаточной прочностью, передавать вращение, осевое усилие на забой, необходимое для разрушения пород, и быть путеводом промывочной жидкости к забою скважины для охлаждения бурового наконечника и удаления выбуренной породы (шлама) из скважины.

Известен сливной переходник, состоящий из корпуса с радиальными отверстиями и внутреннего сердечника с такими же отверстиями, связанного с упорной муфтой своим верхним концом, а нижний конец сердечника снабжен шлицами, контактирующими с соответствующими шлицевыми паза-. ми корпуса, торцовым буртиком и радиальными, сужающимися наружу наклонными окнами, расположенными между шлицами и предназначенными для пропуска шарикйфиксатора при подъеме сердечника j1}.

Недостатком данного переходника является его ограниченная направленность на выполнение определенных функций и неприспособленнбсть оказывать воздействие на режимы бурения в зависимости от крепости буримых пород.

Известен также переходник колонковой трубы, содержащий муфту с хвостовиком, имеющим радиальные отверстия, и установленный концентрично с хвостовиком ниппель выполненный с радиальными отверстиями и подпружиненный относительно муфты, причем ниппель зафиксирован срезным элементом относительно муфты (2).

Недостатком данного переходника является то, что он не может регулировать количество промывочной жидкости, подате ваемой на забой в процессе бурения, а также осевой нагрузки в зависимости от проходимых пород.

Цель изобретения — автоматическое ре. гулирование осевой нагрузки на забой и количество подаваемой на забой промывочной

26 жидкости в процессе бурения.

Указанная цель достигается тем, что нип.пель установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительна

855!Я муфты в процессе оурения и совмещения отверстий при крайнем верхнем его положении

Л также тем, что отверстия выполнены в несколько рядов.

На фиг. 1 изображен общий вид переходника; на фиг. 2 — — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4вид В на фиг. 1.

Переходник включает (для соединения с колонной бурильных труб) муфту 1 с хвостовиком 2, выполненного (нижняя часть) шестигранного сечения и имеющего ряд отверстий 3. на котором свободно посажен ниппель 4 с таким же рядом отверстий 5 (для соединения с колонковой трубой) и закрепленный гайкой 6, служащей для ограничения перемещения от действия осевого усилия и пружины 7 ниппеля 4 по хвостовнку 2 муфты !.

Переходник работает следующим образом.

Полная деформация пружин 7 рассчитывается из максимально возможных осевых усилий на коронку, которая определяет и величину перемещения ниппеля 4 по хвостовику 2 муфты 1. Известно, что при бурении крепких пород на забое скважины образуется малое количество шлама, а при бурении слабых пород — большое количество шлама. Поэтому для удаления шлама из-под коронки в каждом случае необходимо разное количество промывочной жидкости, а скорость восходящего потока промывочной жид кости в затрубном пространстве должна быть постоянной, обеспечивая нормальную работу системы снаряд-скважина. А также известно, что при бурении крепких пород необходимо увеличивать осевое усилие на коронку, а при бурении слабых пород - снижать

Отсюда при бурении пород различной крепости необходимо соблюдать режимы бурения.

При бурении перемежающихся пород выдерживать режимы бурения затруднительно„а в этих условиях чаще всего возникают различные осложнения, аварии. Излишнее количество промывочной жидкости, подаваемой под коронку, а равно и излишнее увеличение осевого усилия на коронку, снижают меха ническую скорость бурения, что крайне не желательно. В переходнике для регулирования осевого усилия на коронку установлена пружина 7, .Аналитически осевое усилие на коронку с учетом действия пружины 7 выражается следующей зависимостью

1эк = Я вЂ” макс.) + Pk (1) где Рк — осевое усилие на коронку, кгс.

Pe, — суммарное усилие иа э бой от веса снаряда и гидросистемы станка, кгс;

Р чщ — макси м альное усилие сжатия пружины, кгс;

A — усилие сжатия пружины в зависимости от буримых пород, кгс.

При увеличении осевого усилия ниппель

4 перемещается по хвостовику 2 муфты 1 и через ряд отверстий 3 и 5 образуется общее сльвное отверстие, через которое происходит слив промывочной жидкости из снаряда в затрубное пространство; При полном совмещении рядов отверстий 3 и 5 происходит максимальный слив промывочной жидкости.

При снижении осевого усилия, а это происходит при бурении слабых пород, ряды отверстий 3 и 5 смещаются под действием пружины ? и слив промывочной жидкости прекращается, вся промывочная жидкость поступает под торец коронки.

Количество промывочной жидкости подаваемой под коронку, определяется следую-! цим выражением

Як Яи — Цзп. (2) 20

Формула изобретения

so 1. Переходник колонковой трубы, содержащий муфту с хвостовиком, имеющим радиальные отверстия, и установленный концентрично с хвостовиком ниппель, выполненный с радиальными отверстиями и подпружиненный относительно муфты, отличаю>> щийся тем, что, с целью автоматического регулирования осевой нагрузки на забой и количества подаваемой на забой промывочной жидкости в процессе бурения, ниппель где @„— количество промывочной жидкости, поступающей под коронку, л/мин; (,)н — количество промывочной жидкости, подаваемой насосом в бурильные трубы, л/мин;

Q я — количество промывочой жидкости, сливаемой из бурильных труб в затрубное пространство, л/мин.

При работе переходника выполняется соответствие между зависимостями (1) и (2), т.е. происходит автоматическое регулирование осевого усилия и количества промывочной жидкости. э0 Применение данного переходника в компоновке бурового снаряда позволяет рационально решить вопрос технологии бурения скважин по перемещающимся поро,ам независимо от степени квалификации и опыта бурильщиков. Данный переходник поз35 воляет получать оптимальные усилия на породоразрушающий инструмент в зависимости от крепости буримых пород, способствует автоматической подаче необходимого количества промывочной жидкости для охлаждения коронки и выноса шлама из-под ко0 ронки, при этом обеспечивая полное и своевременное удаление шлама из скважины за счет создания постоянной скорости восходящего потока в затруднительном пространстве, что значительно способствует сохранению

45 стенок скважины. Применение данного переходника при бурении по перемежающимся городам значительно снижает себестоимость

Бурения.

855186

Фиг /

ВАР

Составитель В. Никулин

Редактор М. Хома Техред А. БоЯкас Корректор с..щомак

Заказ 6823/45 Тираж б Р ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам наобретеннЯ н открытиЯ

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно муфты в процессе бурения и совмещения отверстий при крайнем верхнем его положении.

2. Переходник по п. I, отличающийся тем, что отверстия. выполнены в несколько рядов.

Источники информации, принятые в Ънимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

205747, кл Е 21 В 17/06, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

34475, кл. К 21 В 21/00, 1933 (прототип .