Буровой снаряд

 

БУРОВОЙ СНАРЯД, содержа|ций колонну бурильных труб и извлекаемую через колонну труб съемную часть с .породоразрушающим наконечником и корпусом с расшириаелями, раздвигаемыми подвижным распором с узлом фиксации его в .колонне труб и элементами передачи момента силы, о.т л и ч ающи и с я тем, что, с целью повыиения прочности снаряда для бурения с оптимальной осевой нагрузкой, он снабжен подпружиненной относительно корпуса втулкой и шарнирно соединенными с корпусом рычагами, при этом расшири: тели нижней частью установлены на -. I втулке с возможностью поворота относительно последней и аксиального смещения вместе с ней, а верхней шарнирно соединены с рычагами. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ !

III 6

РЕСПУБЛИК . (19) (П) 3(50 Е 21 В 25 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTHA

Н АНТО!СНОСУ СВ ВСТВ\ЬСТВУ часть с .породоразрушающим наконечником и корпусом с расширителями, раздвигаемыми подвижным распором с узлом фиксации его в .колонне труб и элементами передачи момента силы, о,т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности снаряда для бурения с оптимальной осевой нагрузкой, он снабжен подпружиненной относительно корпуса втул. кой и шарнирно соединенными с корпусом рычагами, при этом расширители нижней частью установлены на .. втулке с возможностью поворота относительно последней и аксиального смещения вместе с ней, а верхней шарнирно соединены-с рычагами„ ! (21) 3000881/22-03 (22) 04,11 80 (46) 07с12е83с Бюл. Р 45 ,(72):Г.Н. Антонов (71) Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (53) 622е243 64(088,8) (56) 1. Патент CMA 9 3603413, кл, 175-261 опублик 1971.

2. Патент СЫА Ф 3661219, кл. 175-260, опублик. 1972 (прототип), ! (54)(57) БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий колонну бурильных труб и извлекаемую через колонну труб съемную!, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;, 1059127

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна, извлечения его на поверхность через колонну труб и одновременной сменой породораэрушающего наконечника, Известны буровые снаряды, содержащие колонну бурильных труб и извлекаемую через колонну съемную часть с керноприемником и породораэрушающим наконечником в виде раздвижной коронки f1) .

Недостатком данного снаряда является сложность соединений между частями раздвижной коронки и . вследствие этого низкая надежность при установке .его в рабочее положение на забое, Из ве ст ны буровые сн ар яды, где съемный керноприемник наряду с кольцевой коронкой имеет раздвижные расширители, содержащие колонну .бурильных труб и извлекаемую через колонну труб съемную часть с породораэрушаюшим наконечником и кор" пусом с расширителями, раздвигае" мыми подвижным распором с узлом фиксации его в колонне труб и элементами передачи момента силы (2) .

Использование породоразрушающего наконечника с расширителями упрощает конструкцию, но в то же время требует для бурения большей осевой нагрузки вследствие увеличения площади кольцевого забоя. Однако достижению оптимальных величин препят-. ствует недостаточная прочность шарнирных соединений расширителей с корпусом, Целью изобретения является новышение прочности снаряда для обеспечения бурения с оптимальными осевыми нагрузками.

Указанная цель достигается тем, что известный буровой снаряд снабжен подпружиненной относительно корпуса втулкой и шарнирно соединенными с корпусом рычагами, при этом расширители нижней частью установле" ны на втулке с возможностью поворота относительно последней и аксиального смещения вместе с ней, а верхней — шарнирно соединены с рычагаMH °

На фиг. 1 показан буровой снаряд, продольный разрез, (в рабочем положении), на фиг, 2 - расширители, продольный разрез,(в транспортном положении); на фиг, 3 — сечение А-А на фиг. 1.

Буровой снаряд состоит из колонны бурильных труб 1 и съемной части, включающей корпус 2 а породоразрушающим наконечником 3, расширители

4, подвижный распор 5 расширителей. узел 6 фиксации корпуса в колонне, элементы шлицы) 7 для передачи момента силы от колонны к корпусу, втулку 8, пружину 9, рычаги 10, 10

Корпус 2 выполнен полым и имеет продольные пазы 11, в которых установлены расширители 4 и рычаги 10.

Расширители 4 имеют в верхней части пазы 12, а в нижней части выступы 13. Рычаги 10 своими верхними кон.цами соединены шарнирно с корпусом

l2 посредством осей 14. На нижнем конце каждого рычага имеется цапфа 15, сопрягающаяся с пазом 12 расширителя 4. Ниже продольных пазов 11 в полости корпуса 2 установлена втулка 8, .которая имеет на своем верхнем торце пазы 16, сопрягающиеся с выступами 13 расширителей 4. Втулка подпружинена относительно корпуса 2 пружиной 9 сжатия, установленной

s к оoр п усе с предварительным сжатием.

Узел 6 фиксации имеет корпус 17, ступенчатый шток 18 с клапаном 19, и шары 20. Между корпусами 2 и 17. установлена пружина 21 сжатия. Колонна труб 1 имеет в нижней части посадочное место, ограничивающее перемещение съемной части снаряда вниз и обеспечивающее передачу момента силы от. колонны буровому наконечнику и расширителям, Для этого посадочное место имеет упор 2 2, кольце вую канавку 23 под шары 20 и пазы шлицевого соединения 7. На нижнем срезе

30 колонны имеется конусная проточка 24, Снаряд работает следующим образом.

Перед спуском съемной части снаряда в колонну снаряд переводится в транспортное положение . для этого - шток 18 перемещают вверх, а расширители 4 устанавливают в пазы 11.

При этом шары 20 перемещаются в полость радиальных отверстий корпуса

17, а клапан 19 перекрывает полость корпуса 17. Расширители 4 перемещаются в полость корпуса 2 до упора своих верхних. частей в поверхность полости корпуса 2, поворачиваясь

45 вокруг осей сопряжений выступов 13 с пазами 16 втулки, Поворачиваются вокруг осей 14 и рычаги 10, при этом усилием пружины 9 втулка 8 перемещается вверх и фиксирует расширите50 ли 5 в этом положении. .Съемная часть снаряда вставляется в колонну и потоком промывочной жидкости транспортируется вниз. IIocле посадки корпуса.2 в посадочном у месте колонны давление жидкости в колонне увеличивается, так как низ колонны перекрыт корпусом .2, При этом давление в полости корпуса и распора 5 ниже, оно равно давлению жидкости на забое.

Под действием давления жидкости перемещается вниз распор 5 с корпусом 17, сжимая пружину 21, Своим нижним концом распор 5 входит в сопряжение с рычагами 10 и, повора65 чивая их вокруг осей 14, переводит

1059127

4 рачаги в вертикальное положение. Занимают вертикальное положение и расширители 4, поворачиваясь вокруг осей сопряжения упоров 13 с пазами

16, Втулка 8 при этом перемещается вниз, сжимая пружину 9, При дальнейшем движении вниз распор 5 фиксирует расширители в этом положении.

Как только оси радиальных отверстий корпуса 17 и кольцевой канавки

23 колонны 1 совпадут, шары 20 переместятся в сторону канавки 23, а шток 18 переместится вниз и зафиксирует корпус 17 в колонне.. Клапан

19 открывается и сообщает полости распора 5 и корпуса 2 с полостью колонны 1.Колонну опускают на забой и приступают к бурению. При этом корпус

2 перемещается в полость колонны 1, сжимая пружину 21, Конусная проточка колонны 24 входит в сопряжение с поверхностью расширителей и теперь вся осевая нагрузка передается через колонну труб непосредственно на расширители и породоразрушающий наконечник.

Для извлечения сьемной части снаряда на поверхность, колонну припод, нимают над забоем и в нее опускают на тросе ловитель, который в конце спуска соединяется со штоком 18.

При подъеме шток 18 перемещается в верхнее положение относительно корпуса 17 и раскрепляет шары 20. Корпус

17 и распор 5 при этом перемещаются относительно корпуса 2 вверх. Раепор

5 выходит из сопряжения с расширителями 4 и рычагами 10, При дальней шем подъеме ловителя начинает пере10 мещаться вверх относительно колонны .

1 корпус 2, Конусной проточкой 24 расширители 4 утапливаются в пазах

11 корпуса 2 и фиксируются в транспортном положении пружиной 9, Наличие в снаряде подпружиненной втулки, соединенной шарнирно с расширителями, и рычагов, соединенных шарнирно с корпусом.и расширителями, причем с последними с возможностью осевого смещения, разгружает все шарнирные соединения от осевой нагрузки колонны, При этом поперечное сечение расширителей не ослабляется, отверстиями шарнирных соединений, Все зто обеспечивает увели25 чение осевой нагрузки, передаваемой расширителями на буровой наконечник, а, следовательно, и увеличение механической скорости бурения.

1059127

2Р

Ф

И ф

Фиг. я

Составитель В. векслер

Редактор и. коссей техред м костик корректор A.Ïîâõ

Заказ 9775/31 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4