Колонковый снаряд

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Цель - повышение качества керна. Для этого кожух 38 соединен с переходником 2 и наковальней 3. Переходник 2 имеет распределительную камеру 33, сообщенную каналом 37 с кольцевым пространством между кожухом 38 и корпусом 1, каналом 34 - с внешним пространством. Камера 33 связана каналом 35 с нагнетательной полостью 20, а каналом 36 - с выпускной полостью 19 гидравлического вибратора. В камере 33 размещена ступенчатая золотниковая втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 41 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 43 под сбросовый клапан 44. Канал 42 сообщается радиальным каналом 45 с проточкой 41. Наковальня 3 выполнена с каналом 51, сообщающим кольцевое пространство с полостью колонковой трубы 4. После очистки скважины от шлама бросают клапан 44 в колонну бурильных труб. Клапан 44 через канал 42 попадает в седло 43, перекрывая проход жидкости через втулку 39, которая движется вниз. Втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37, а проточки 40 и 41 совмещаются с каналами 34 и 35 переходника соответственно. Из канала 42 жидкость попадает через каналы 45 в проточки 41 и каналы 35 под поршень 14. Он движется вместе с бойком, который наносит удар по наковальне 3. Этот удар с наковальни 3 передается на башмак и вызывает внедрение последнего в породу. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 В 21/00, 25!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

ТВ

1 а

Щ

7t т2

Риг. 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4342284/23-03 (22) 11. 1 2. 87 (46) 30. 09.89. Бюл. Г 36 (71) Донецкий политехнический институт (72) R.È. Áëèíoâ, О.Я.Тодер, Г, M. Валитов, А. А. Каракозов и В.С.Фоменко (53) 629,243,64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l7 1255709, кл. E 21 B 25/00, 1985.

Коломеец А.В. Предупреждение и ликвидация прихватов в разведочном бурении. М,: Недра, 1985, с.144, рис.30, (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57} Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Цель — повышение качества керна, пля этого кожух 38 соединен с переходником 2 и наковальней

3. Переходник 2 имеет распределительную камеру 33, сообщенную каналом 37 с кольцевым пространством между кожухом 38 и корпусом 1, каналом 34 с внешним пространством, Камера 33 связана каналом 35 с нагнетательной полостью 20, а каналом 36 - с выпускной полостью 19 гидравлического вибратора. В камере 33 размещена ступенчатая золотниковая втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 41 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 43 под сбросовый клапан 44, Канал 42 сообщается радиальным каналом 45 с проточкой 41 . Наковальня 3 выполнена с каналом 51, сообщающим кольцевое пространство с полостью колонковой трубы

4 ° После очистки скважины от шлама

„„Я0„„1511371 А1

2 бросают клапан 44 в колонну буриль- ных труб. Клапан 44 через канал 42 попадает в седло 43, перекрывая проход жидкости через втулку 39, которая движется вниз. Втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37, а проточки 40 и 41 совмещаются с каналами 34 и 35 переходника соответственно, Из канала 42 жидкость попадает через каналы 45

151 в проточки 41 и каналы 35 под поршень

14, Он движется вместе с бойком, который наносит удар по наковальне 3.

1371

Этот удар с наковальни 3 передается на башмак и вызывает внедрение последнего в породу. 2 з,п ° ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна и удаления из скважины 1О продуктов разрушения породы °

Цель изобретения - повышение качества керна.

На фиг. 1 и 2 показаны соответст= венно верхняя и нижняя части колонко- 15 вого снаряда в положении перед постановкой на забой; на фиг. 3 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 соответственно верхняя и нижняя части колонкового снаряда в процессе бурения; 20 ,на фиг. 6 - вариант выполнения клапа нов в каналах рабочей камеры насоса, Колонковый снаряд содержит корпус

1, соединенный с переходником 2 и наковальней 3, к которой, в свою о«ередь, прикреплена колонковая труба 4 с башмаком 5. Башмак оборудован керноудерживающим устройством, лепестки которого 6 подпружинены пружинами 7.

Внутри корпуса 1 размещен гидравлический вибратор 8, Гидравлический вибратор образован клапанной коробкой 9, в которой размещен впускной клапан 10 и толкатель

11, взаимодействующий с выпускным З5 клапаном 12 на хвостовике 13. Bblпускной клапан 12 подпружинен относительно поршня 14 пружиной 15. Поршень 14 соединен с бойком 16, имеющим хвостовик 17, являющийся поршнем . 40 поршневого насоса, при этом боек выполняет функцию привода перемещения поршня. Поршень 14 установлен в цилиндре 18, стенки которого разделяют пространство внутри корпуса 1 на выпускную 19 и нагнетательную 20 полости. На корпусе 1 закреплена верхняя наковальня 21. Поршневой насос образован поршнем 17 и рабочей камерой

22, которая системой каналов 23 и 24 сообщается с внешним пространством и полостью колонковой трубы 4. В канале 24 установлен предохранительный клапан с запорным элементом 25 и выхлопной клапан 26 с пружиной 27.

В канале 23 на седле 28 установлен всасывающий клапан 29. функцию всасывающего клапана может выполнять запорный элемент 25 предохранительного клапана, при этом седло 30 предохранительного клапана подпружинено пружиной 31, опирающейся на пробку 32. Запорный элемент 25 удерживается в исходном положении поршнем-хвостовиком 17. В переходнике 2 имеется распределительная камера 33, связанная каналом 34 с внешним пространством, каналом 35 с нагнетательной полостью 20, каналом 36 — с выпускной полостью 19, а каналом 37 с кольцевым пространством между корпусом 1 и кожухом 38, соединенным с переходником 2 и наковальней 3, В камере 33 размещена ступенчатая золотниковая втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 41 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 43 под сбросовый клапан 44 и сообщающимся радиальным каналом 45 с проточкой 41, а также с каналом 46 для связи проточки 40 с полостью камеры 33.

Внутри колонковой трубы 4 установлен подвижный поршень 47 с гидромониторными соплами 48 и с перепускным каналом 49 с обратным клапаном 50.

Наковальня 3 выполнена с каналом

51, сообщающим кольцевое пространство между корпусом 1 и кожухом 38 с полостью колонковой трубы 4, Колонковый снаряд работает следующит образом.

При спуске в скважину втулка 39 занимает в камере 38 верхнее положение (фиг. 1), боек 16 с поршнем 17 под собственным весом находятся в нижней позиции, выпускной клапан 12 гидравлического вибратора открыт, а впускной клапан 10 - закрыт, Поршень

47 занимает крайнее нижнее положение в колонковой трубе 4, удерживая от закрытия лепестки 6 керноудерживающего устройства. Перед выходом башмака 5 снаряда из колонны обсадных труб (не показана), в устройство по бурильным трубам (не показаны) подается рабочая жидкость, которая через осевой канал 42 втулки 39 попадает в кольцевое пространство, образованное кожухом 38 и корпусом 1 гидравлического вибратора, через каналы

1511371 в верхнее положение. В момент перестановки клапанов 10 и 12 боек 16 на-носит удар по верхней наковальне 21.

Жидкость начинает поступать в верхнюю полость цилиндра 18, в результате чего поршень 14 с бойком 16 начинают движение вниз ввиду того, что рабочая площадь поршня 14 сверху больше, чем снизу. В конце хода вниз поршень 14 захватит хвостовик 13 выпускного клапана 12 и перебросит клапаны в нижнее положение, а боек 16 нанесет удар по наковальне 3, который передается на башмак 5 и вызывает внедрение последнего в породу. Жидкость снова поступает под поршень 14, и цикл повторяется, При ходе поршня 14 вверх жидкость из надпоршневой полости цилиндра 18 вытесняется через каналы 36, камеру 33, каналы 46, кольцевую проточку 40 и каналы 14 в скважину. Возвратно-поступаiåëьное движение поршня 17 с бойком 16 используется для создания местной обратной циркуляции жидкости в колонковой трубе 4, При этом при ходе бойка 16 вверх жидкость через. клапан 50 и всасывающий клапан я 28 попадает в полость под хвостовиком

l7. При ходе бойка 16 вниз жидкость через нагнетательный канал 24 клапан

26 вытесняется в скважину, Поршень

47 при этом под действием разрежения, создаваемого в трубе 4, а керн заполняет колонковую трубу 4. Пс окончании рейса лепестки 6 керноудерживающего устройства под действием веса керна и пружин 7 закрываются, удерживая пробу от выпадения. Гидровибрационный снаряд извлекается иэ скважины. При этом полость колонковой трубы 4 над керном закрыта клапаном 29 от воздействия столба жидкости в скважине.

37 в верхнем переходнике t, Далее через каналы 31 наковальни 3 рабочая жидкость попадает в полость колонковой трубы 4, откуда через гидромониторные сопла 48 поршня 47 истекает

s скважину, производя очистку ее ствола и забоя от шламового материала. Перепад давления, возникающий на гидромониторных соплах 48, удерживает поршень 47 от перемещения вверх при встрече со шламовыми пробками, прижимает к седлу обратный клапан 50 .и через всасывающий клапан 29 насоса воздействует на поршень 17 и боек 16 который удерживается от перемещения вверх давлением жидкости на поршень

14, через каналы 36 переходника 2. Запорный элемент 25 перекрывает отверстие в подвижном седле 30, предотвращая утечки жидкости через нагнетательный канал 24 и клапан 26 насоса.

После очистки скважины от шлама в колонну бурильных труб бросают кла пан 44 (фиг, 2), который через осевой канал 42 ступенчатой втулки 39 попадает в седло 43, перекрывая проход жидкости через втулку 39, котора под давлением жидкости перемещается вниз. При этом втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37 переходника 2, а ее кольцевые проточки 40 и 41 совмещают ся с каналами 34 и 35 переходника 2

1соответственно. При этом из осевого канала 42 жидкость попадает через каналы 45, полость кольцевой проточки 41 и каналы 35 под поршень 14, который совместно с бойком 16 движется вверх. При этом запорный элемент 25 освобождается от связи с хвостовиком-поршнем 17 бойка 16 и под действием силы сжатой пружины 31 и собственного веса выпадает из нагнетательного канала 24 и либо остается во время работы в камере 22 под хвосто- 4

45 виком-поршнем 17 бойка 16 (Фиг. 2), либо занимает место на седле 28 всасывающего клапана насоса. При совместном движении поршня 14 с бойком

16 вверх толкатель 11 упирается во

50 впускной клапан 10, который прижат к седлу клапанной коробки 9 давлением рабочей жидкости, а пружина 15 сжима" ется. В определенный момент поршень

14 наносит удар по выпускному клапану 12, который под действием пружиHbl 15 совместно с толкателем 11 и впускным клапаном 10 перебрасывается

Формула изобретения

1. Колонковый снаряд, содержащий корпус, соединенный с переходником и наковальней, связанную с наковальней колонковую трубу, размещенный в корпусе гидравлический вибратор и поршневой насос, имеющий рабочую камеру с сообщающей ее с внешним пространством и полостью колонковой трубы системой каналов с клапанами, и поршень с приводом перемещения в виде бойка гидравлического вибратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

1511371

4á

41

4Z

34

33

19

11

72

13

1В

Я

38

2f

17

24

27

26

23

Фие.1 повышения качества керна, он снабжен кожухом, соединенным с переходником, и:, наковальней, распределительной камйрой в переходнике, связанной канал ми с кольцевым пространством между кожухом и корпусом, внешним простр внством, выпускной и нагнетательной полостями гидравлического вибратора и размещенной в распределительной кам7зре ступенчатой золотниковой втулкой с; кольцевыми проточками на боковой поверхности, со сквозным осевым каналрм, имеющим седло под сбросовый клал н и сообщающимся радиальными каналами с кольцевой проточкой на боковой п эверхности, при этом наковальня выполнена с каналом, сообщающим кольцевое пространство с полостью колонковой трубы, 2. Колонковый снаряд по п ° 1, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в колонковой трубе подвижным поршнем с гидромониторными соплами и с перепускным каналом с обратным клапаном.

1 0 3 в Колонковыи снаряд по и а 1 у отличающийся тем, что. запорный элемент предохранительного клапана установлен с возможностью перемещения на седло всасывающего клапана, при этом седло предохранительного клапана подпружинено, а запорный элемент установлен с возможностью контакта в исходном положении с поршнем. насоса.

1511371

ЮО

Составитель В,дкслер

Техред MäHäüiê Корректор A.Îáðó÷äð. Редактор М,Товтин

Заказ 5873/33 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,!01