Буровой эжекторный снаряд

 

БУРОВОЙ ЭЖЕКТОРНЫЙ СНАРЯД содержавши корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с .напорной магистралью сопло, которое совместно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигнализатор прекращения обратной призабойной циркуляции в виде размещенного в цилиндре поршня со штоком с конусным концом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьшюния эффективности его работь 3:а счет возможности восстановления обратной циркуляции в аварийных ситуациях и обеспечения безаварийности работы, цилиндр вьшрлнен с боковым каналом, соединенным с напорной магистралью, поршень подпружинен, а конусный конец штока размещен в сопле, при этом i надпоршневая Полость соединена с затрубным пространством, подпорш (О иевая - с приемной камерой, а боковой канал цилиндра в исходном положении перекрыт боковой поверхностью поршня.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН аЕ П»

3ЦВ E 21 В 21/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЮИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

° «!

Н АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21 ) 3336773/22-03 (22) 07.09.81 (46) 15 ° 07.83. Бюл. 1Ô 26 (72 ) Д.И. Коган, A.Ë. Квенцель, В.Я. Голяков и Ж.Д. Буцаев (71 ). Специальное конструкторское бюро Всесоюзного промышленного объединения "Союэгеотехника" (53) 622.243.133(088.8) (56 ) 1. Плеханов N.H. и др. Технология бурения эжекторными колонковыми снарядами. Экспресс-информация. "Техника и технология геологоразведочных работ, организация производства". М., ВИЭМС, 1977, Ю 2, с. 34, рис. 4.

2. Там же, (54 )(57) B СВ и ЭжВКТОрНЫЙ содержащий корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с напорной магистралью вопло, котороЕ совместно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигналиэатор прекращения обратной приэабойной циркуляции в виде размещенного в цилиндре поршня со штоком с конусным концом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы"эа счет воэможности восстановления обратной циркуляции в аварийных ситуациях и обеспечения безаварийности работы, цилиндр выйолнен с боковым каналом, соединенным с напорной магистралью, пор. шень подпружинен, а конусный конец штока размещен в сопле, при этом надпоршневая полость соединена с затрубным пространством, подпоршневая — с приемной камерой, а боковой канал цилиндра в исходном rioложении перекрыт боковой поверх- С ностью поршня.

1028833

Изобретение относится к технике бурения геологоразведочных скважин, а именно к буровым эжекторным снарядам.

Известен эжекторный снаряд, включающий основные элементы струйного насоса, снабженный сигнализатором прекращения обратной циркуляции, выполненным в виде подпружиненного поршня, к которому сверху присоединен параллельно оси поршня стержень, удерживающий в своем гнезде шарик. При зашламовании колонковой трубы или самозак линке керна повышение гидравлических сопротивлений во всасывающей магистрали струйного насоса сопровождается понижением давления в его приемной камере; указанное изменение, баланса сил, действующих на поршень, заставляет последний перемещаться вниз вместе со стержнем, шарик освобождается и перекрывает центральный канал, сигнализируя об аварийной, ситуации на забое P1 ).

Недостатком этой конструкции являются необратимость срабатывания механизма сигнализатора, вынужденное прекращение работ при случайном кратковременном заклинивании керна в колонковой трубе, а также ненадежность механизма сигнализатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является буровой эжекторный снаряд, содержащий корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с напорной магистралью сопло, которое совместно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигнализатор прекращения обратной призабойной циркуляции в виде размещенного в цилиндре поршня со штоком с конусным концом.

Принцип действия данной конструкции эжекторного снаряда основан на использовании эффекта снижения давления в приемной камере струйного насоса при повышении сопротивлений во всасывающей магистрали, при этом поршень и жестко связанный с ним шток поднимается вверх,.а конусный конец штока входит в конусное отверстие верхнего переходника, вызывая уменьшение проходного сечения и повышая тем самым давление в напорной магистрали сигнал снижения или прекращения обратной циркуляции) (2).

Недостатками данного снаряда являются низкая эффективность его работы, связанная с невозможностью восстановления обратной циркуляции в аварийных ситуациях, а такб

Буровой эжекторный снаряд работает следующим образом.

При нормальном процессе бурения эжектор работает как обычно — обеспечивается некоторый перепад,цавлений жидкости в затрубном пространстве и в приемной камере 15 зжектора, в результате чего обеспечивается обратная циркуляция промывочного потока через колонковую же низкий уровень возникающего сигнала, так как гидродинамическое воздействие струи жидкости на конусный конец штока отжимает последний вниз, преодолевая небольшой по величине перепад давлений в над- и подпоршневой зонах, что может привести к аварии.

Цель изобретения — повышение эффективности работы бурового.эжекi0 торного снаряда за счет возможности восстановления обратной циркуляции в аварийных ситуациях и обеспечения безаварийности работы.

Указанная цель достигается тем, )5 что в буровом эжекторном снаряде, содержащем корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с напорной магистралью сопло, которое совместно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигнализатор прекращения обратной призабойной циркуляции в виде .размещенного в цилиндре поршня с конусным концом, цилиндр выполнен с боковым каналом, соединенным с напорной магистралью, поршень подпружинен, а конусный конец штока размещен в сопле, при этом надпоршневая полость соединена с затрубным пространством, под30 поршневая — с приемной камерой, а боковой канал цилиндра в исходном положении перекрыт боковой поверхностью поршня.

На чертеже показан буровой эжекторный снаряд, общий вид.

Снаряд включает корпус 1, верхний 2 и нижний 3 переходники, сопло 4, диффузор 5. Сигнализатор состоит из корпуса 6, внутренняя

40 расточка которого является цилиндром 7; В цилиндре 7 установлен поршень 8 co øòoêîì 9, нижний конец 10 которого имеет конусную форму и имеет возможность осевого перемещения относительно сопла 4, 45 Конусность нижнего конца 10 штока 9 соответствует конусности сопла 4. В цилиндре 7 выполнен боковой канал 11, соединенный с напорной магистралью 12. Канал 13 сое50 диняет надпоршневую полость цилиндра 7 с затрубным пространством, а нижний канал 14 соединяет подпоршневую полость цилиндра 7 с приемной камерой 15 зжектора. Поршень 8 подпружинен пружиной 16.

1028833

Составитель Н. Панин

Редактор Н. Киштулинец Техред N.Tenep Корректор Т. Иитрович

Заказ 4918/30 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 трубу. Сигнализатор при этом не функционирует, так как укаэанная выше разность давлений в над- и подпоршневой зонах цилиндра 7 надежно компенсируется предварительным натягом пружины 16, а канал 11 закрыт боковой поверхностью поршня 8.

При прекращении обратной циркуляции потока давление в приемной камере 15 снижается, увеличивается перепад давлений в над- и подпоршневой зонах, что заставляет поршень 8 сместиться вниз, сжимая пружину 16. При этом обнажается канал 11 и в надпоршневую полость цилиндра 7 поступает жидкость.под давлением из напорной магистрали 12, в результате этого поршень 8 перемещается в цилиндре 7 в крайне нижнее положение, . шток 9 входит своим нижним острым кон цом всопло 4,.перекрывая частично сечение для прохода жидкости.

При этом в напорной магистрали поднимается давление «сигнал аварийной ситуации на забое), величина которого характеризует степень зашлакованности всасывающих .каналов, а следовательно — уровень аварийности ситуации.

Уменьшение проходного сечения сопла 4 с сохранением характера движения струй в аппарате приводит к увеличению скорости напорного потока и .повышению перепада давлений эжектирования, т.е. обеспечивает условие для восстановления обратной циркуляции потока при частичном зашламовании колонковой трубы. Контроль ликвидации зашламования и восстановления нор5 мальной обратной циркуляции осуществляется путем кратковременного выключения Промывки, при этом давление в напорной магистрали падает, благодаря наличию каналов .10 13 и 14 давление в над- и подпоршневой полостях и в затрубном пространстве выравнивается, и поршень

8 усилием пружины 16 возвращается в исходное положение верхнее.

Повторное включение подачи промывки показывает либо восстанов-. ление обратной циркуляции (сигнализатор не функционирует), либо сохранение аварийной ситуации {давление в напорной магистрали вновь повышается).

Применение предлагаемого снаряда позволяет повысить эффективность бурения за счет восстановления обратной циркуляции в аварийных ситуациях и предупреждения прижогов породоразрушающего инструмента, так как снаряд обеспечивает высокую надежность сигнализации об аварийной ситуации.

30 Кроме того, благодаря эффекту усиления перепада давлений эжектирования при срабатывании механизма сигнализатора обеспечивается увеличение рейсовой проходки ориентировочно на 15-20%