Снаряд для ударно-канатного бурения скважин

 

СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающий долото, полую ударную штангу и установленную соосно в ее полости трубу с обратным клапаном, образующую с ударнойштангой пшамосборную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен дополнительной трубой с обратным клапаном, установленной соосно в полости штанги с образованием дополнительной шламосборной камеры и имеющей внутренний диаметр, превышающий внутренний диаметр основной трубы, причем основная труба размещена между дополнительной трубой и долотом, а обратные клапаны установ Л лены в трубах с противоположного по отношению к долоту конца.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„

Е 21 В 27/00; F. 21 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЮЛДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3624134/22-03 (22) 18.07.83 (46) 30.10.84. Бюл. N - 40 (72) С.Н. Гольцов, А.Б.Чекмарев и П.И.Кожаринов (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им.С.Я.Жука (53) 622.243.4(088.8) (56) 1. Вортман З.М. Практика ударноканатного бурения íà вопч. M..

"Непра". 1962. с. 52.

2. Авторское свидетепьство СССР

Ф 592961, кл. Е 21 В 27/00, 1976 (прототип).. (54) (57) СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-КАНАТНОГО

БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающий долото, полую ударную штангу и установленную соосно в ее полости трубу с обратным клапаном, образующую с ударной.штангой шламосборную камеру, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

1 повышения производительности, он снабжен дополнительной трубой с обратным клапаном, установленной соосно в полости штанги с образованием дополнительной шламосборной камеры и имеющей внутренний диаметр, превышающий внутренний диаметр основной трубы, причем основная труба размещена между дополнительной трубой и 3 долотом, а обратные клапаны установлены в трубах с противоположного по отношению к долоту конца.

1i 21390

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при бурении обводненных скважин.

Известен снаряд для ударно-канат« ного бурения скважин, состоящий из 5 долота с лезвием, ударной штанги и канатного замка или серьги для присоединения к рабочему канату бурового станка Ц .

Разрушение породы таким снарядом производят путем подъема и сбрасыва ния его на забой скважины.

Недостатком этого снаряда является то, что в процессе бурения ,,(долбления) иа забое скапливается буровой шлам (продукт разрушения породы), наличие которого резко сни жает эффект ударного воздействия снаряда на коренную породу. Поэтому на практике процесс разрушения че- 20 редуют с очисткой скважины от шлама, например, с помощью желонки, для чего снаряд периодически поднимают на дневную поверхность, заменяют его на желонку, опускают ее на забой 25 скважины и производят забор шлама с водой.

Известен также снаряд для ударноканатного бурения скважин, содержащий долото, полую ударную штангу и уста- о новленную соосно в ее полости трубу с обратным клапаном, образующую с ударной штангой,шламосборную камеру f2) .

Использование известного снаряда З5 позволяет частично. в основном за счет забора мелких фракций, произво-. дить наряду с разрушением очистку забоя от шлама.

Известный снаряд имеет трубу (про 4О дольный канал) с обратным клапаном. установленным в ее начале (по пути поступления шлама). Однако такое расположение клапана, особенно при движении снаряда вверх от забоя, способствует постоянному его засорению оседающим в канале шламом, содержащим мелкие и крупные частицы породы, что ухудшает условия забора шлама с забоя, приводит к необходимости 50 частой очистки клапана, т.е, к приостановкам процесса бурения, снижающим его производительность.

Цель изобретения — повышение производительности бурения. 55

Цель достигается тем, что снаряд для ударно-канатного бурения скважин, включающий долото, полую ударную штангу и установленную соосно в ее полости трубу с обратным клапаном, образующую с ударной штангой шламосборную камеру, снабжен дополнительной трубой с обратным клапаном, установленной соосно в полости штанги с образованием дополнительной шламосборной камеры и имеющей внутренний диаметр, превышающий внутренний диаметр основной трубы, причем основная труба размещена между дополнительной трубой и долотом. а обратные клапаны установлены в трубах с противоположного по отношению к долоту конца.

На чертеже схематически изображен предлагаемый снаряд для ударно-канатного бурения скважин. общий вид.

Снаряд включает долото 1 с лезвиями 2. полую ударную штангу 3. соединенную с долотом посредством резьбы.

Штанга 3 выполнена в виде секций 4 и 5, соединенных переходниками 6 и 7.

В каждый переходник вмонтированы соосно штанге 3 трубы 8 и 9 с шарико. выми клапанами 10 и 11, ограничителямн их хода 12 и окнами 13 и 14 в верхних их частях, т.е. с противоположного по отношению к долоту конца.

Труба 9 имеет внутренний диаметр больше внутреннего диаметра трубы 8.

В долоте 1 вне режущих лезвий 2 выполнены каналы 15 под разными углами к вертикали, входы которых охватывают всю породоразрушающую (призабойную) часть долота. Каналы 15 сходятся в один центральный канал 16.

На верхней открытой части полой ударной штанги 3 установлена серьга

М

17 для подсоединения снаряда к рабочему канату 18 бурового станка (не показан). Штанга 3 и трубы 8 и 9 образуют шламосборные камеры 19.

Снаряд для ударно-канатного буре.ния работает при наличии столба жидкости в скважине следующим образом.

Снаряд на канате с помощью лебед,ки бурового станка спускают на забой скважины. Затем с помощью балансира станка или вручную его лебедкой снаряд приподнимают на 40-50 см и сбрасывают с частотой 30-40 ударов в минуту. Под действием силы тяжести снаряд падает и ударяет лезвиями долота по забою, разрушая породу. При движении снаряда вниз обратные клапаны 10 и 11 находятся в открытом положении, и частицы породы вместе с находящейся в скважине водой через

3 1121 каналы 15 и 16, трубы 8 и 9 и окна

13 и 14 поступают в камеры 19, а часть избыточной воды сбрасывается через открытый верх снаряда в скважину. В нижнюю камеру 19 поступает вода более обогащенная шламом, чем

Ф в верхнюю, а в скважину — почти полностью очищенная вода. В связи с тем, что внутренние диаметры труб

8 и 9 разные (меньший у трубы 8 и 10 больший у трубы 9), то скорость излива жидкости в них через окна 13 и 14 также разная: больше в нижней трубе и меньше — в верхней, Следовательно, в нижней камере 19 оседают 1S крупные частицы, в верхней — более .мелкие, а в скважину поступает . практически чистая вода. В таких условиях шаровые клапаны не зашламовываются и не отказывают в работе. 20

При движении снаряда вверх от забоя клапаны закрываются; за счет поршневого эффекта долота вода засасывается из скважины, подхватывает шлам с забоя и обогащается им. 2э

В то же время вода в пустотелой ударной штанге 3 успокаивается, шлам из нее продолжает оседать:вниз секций 4 и 5, т.е. в нижнюю часть камер 19 (ниже расположения клапанов)30 не зашламовывая их. После заполнения камер 19 шламом снаряд поднимают

390 на поверхность, очищают камеры и далее продолжают процесс бурения.

В случае, если при бурении какихто категорий пород все-таки забой скважины зашламовывается, соответственно заметно снижается скорость разрушения пород, то снаряд позволяет чередовать между собой процессы разрушения и очистки забоя от шлама путем изменения высоты подъема снаряда над забоем с 40 до 10-15 см и изменением частоты расхаживания с

30 до 60 ударов.

Таким образом, использование снаряда предлагаемой конструкции позволяет наряду с разрушением породы осуществлять очистку скважины не только от мелкого, но и от крупного шлама (так как входы каналов расположены непосредственно в приэабойной части) беэ подъема снаряда на поверхность и использования дополнительных очистных устройств, а также пбзволяет избежать частого засорения клапанов, т.е. сократить обусловленные этим простои. Все это приводит к повышению эффективности разрушения забоя, сокращению числа рейсов на метр бурения, увеличению скорости бурения (приблизительно в 1,5 раза по сравнению с прототипом), а следовательно, и производительности работ.

1121390

Я б

12

10 ф

Заказ 7900/24

Тираж 564

Подписное

SHHHHH 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

Составитель А. Сергачев

Редактор С. Лисина Техред Т,Иаточка Корректор А. Тяско