Снаряд для ударно-вращательного бурения

 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения скважин в средних и твердых породах. Цель - повышение эффективности бурения путем регулирования силы и частоты удара. Снаряд состоит из бурильной трубы 1, связанной с переходником 2 посредством муфты 3 со шлицевым соединением 4. Внутри муфты 3 расположен кавитатор 5, выполенный в виде сопла с каналом 6. Корпус выполнен в виде колонковой трубы 7 с породоразрушающей коронкой 8, которая имеет режущую часть 9 и боковые пазы 10 и 11. На бурильной трубе 1 установлен фланец 18 и регулировочные кольца 20, в которые своими концами упирается пружина 19. При протекании промывочной жидкости через канал 6 сопла благодаря создаваемым в полости трубы 7 перепадам давления создаются автоколебания, частота и сила которых регулируется пружиной 19 и кольцами 20. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (51)5 Е 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

1 гп г

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4600584/24-03 (22) 01.11.88 (46) 30.12.90. Бюл. № 48 (71) Казахское научно-производственное объединение «Казрудгеология» (72) 1О. Г. Тузов, В. Ф. Чихоткин, М. Т. Аубакиров и А. В. Ежиков (53) 622.24.05.74 (088.8) (56) Граф Л. 3, и Коган Д. И. Гидроударные машины и инструмент. М.: Недра, 1972, с. 26, рис. 1i.

Авт орс кое с видетел ьство СССР № 891880, кл. Е 21 В 7/24, 1980. (54) СНАРЯД ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения скважин в средних и твердых породах.

„„SU„„1617241 А 1

Цель — повышение эффективности бурения путем регулирования силы и частоты удара.

Снаряд состоит из бурильной трубы 1, связанной с переходником 2 посредством муфты

3 со шлицевым соединением 4. Внутри муфты

3 расположен кавитатор 5, выполненный в виде сопла с каналом 6. Корпус выполнен в виде колонковой трубы 7 с породоразрушающей коронкой 8, которая имеет режущую часть 9 и боковые пазы 10 и 11. На бурильной трубе 1 установлен фланец 18 и регулировочные кольца 20, в которые своими. концами упирается пружина 19.

При протекании промывочной жидкости через канал 6 сопла благодаря создаваемым в полости трубы 7 перепадам давления, создаются автоколебания частота и сила которых регулируется пружиной 19 и кольцами

20. 4 ил.

1617241

Формула изобретения

45 з

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения ,скважин в средних и крепких породах.

Цель изобретения — повышение эффек .тивности бурения путем регулирования силы (.и частоты удара.

На фиг. 1 изображен снаряд, общий вид;, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — положение породоразрушающего торца в момент удара; на фиг. 4 — то же, момент отрыва от забоя.

Снаряд состоит из бурильной трубы 1, связанной с переходником 2 посредством размещенной внутри него муфты 3 со шлицевым соединением 4. Внутри муфты 3 расположен кавитатор 5, выполненный в виде сопла с каналом 6 для прохода промывочной жидкости. Корпус выполнен в виде колонковой трубы 7, соединенной с переходником 2 своей верхней частью, а нижней— с породоразрушающей коронкой 8. Коронка 8 имеет режущую часть 9, на внутренней и наружной боковых поверхностях которых выполнены пазы 10 и 11 для прохода жидкости между коронкой и керном 12 и стенкой скважины 13. На торце 14 режущей части коронки 8 выполнен сплошной кольцевой участок 15, который разделяют под водящий и отводящий потоки. Между тор цом 14 коронки и забоем 16 скважины при, подъеме снаряда образуется зазор 17 для прохода промывочной жидкости. На бурильной трубе 1 установлен фланец 18, в который своим верхним концом упирается пружина

19. Под пружиной 19 над переходником 2 установлены регулировочные кольца 20.

Устройство работает следующим образом.

П ромывочная жидкость прокачивается через колонку бурильных труб и далее через дроссель с каналом 6 и колонковую трубу 7.

При подъеме снаряда над забоем жидкость выходит из колонковой трубы 7 по боковым пазам 10 и 11 в теле коронки

8 и зазору 17 между торцом 14 и забоем

16 скважины, а при постановке снаряда на забой скважины паз 10 для выхода жидкости из колонковой трубы 7 перекрывается, так как между торцом 14 и забоем

16 скважины создается контакт.

Давление P в бурильных трубах поднятого над забоем снаряда превышает давление в колонковой трубе Р„на величину перепада в соплей Р, при этом в колонковой трубе 7 образуется кавитационная полость.

Образование кавитационной полости — результат истечения жидкости с большей скоростью через сопло, при котором меняется агрегатное состояние жидкости и часть его превращается в пар. Это явление связано с уменьшением скорости потока после сопла в расширенном участке диаметром D, в результате чего нарушается сплошность потока и в нем образуются газовые или паровые каверны.

После постановки снаряда на забой 16

10 скважины истечение жидкости в колонковой трубе 7 прекращается, так как подводящий и отводящий потоки разделены торцом 14 коронки, контактирующим с забоем скважины. Жидкость заполняет кавитационную полость и давление Р„в колонковом наборе повышается. Величина давления на короткий промежуток времени превышает давление P„ в трубах, так как в полости колонковой трубы 7 при остановке потока и захлопывании кавитационного пузыря образуетсь

20 гидроудар. Рост давления Р„приводит к образованию подъемной силы, действующей вверх на переходник. После подъема снаряда над забоем давление в колонковой трубе снижается, появляется условие для образования кавитационной полости, при этом исчезает подъемная сила. Снаряд, под действием установленной снаружи бурильных труб пружины 19, ударяет по забою скважины. Далее цикл подъема снаряда над забоем и удары его по забою повторяются.

Таким образом, генерируются гидроудары, исключающие подъем всего снаряда над забоем. Для изменения частоты и силы удара с помощью регулировочных колец

20 изменяют сжатие пружины 19.

Снаряд для ударно-вращательного бурения, включающий бурильную трубу, установленный на ней кавитатор, колонковую трубу и переходник, жестко связанный с ней, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем регулирования силы и частоты ударов, он снабжен муфтой,, размещенной с возможностью осевого перемещения в переходнике, а бурильная труба снабжена установленным снаружи фланцем, регулировочными кольцами, размещенными над переходником и установленной между фланцем и кольцами пружиной, при этом бурильная труба жестко связана с муфтой и установлена с возможностью осевого перемещения в переходнике.!

617241

А-А

1Z

Составитель Л. Черепенкина

Редактор В. Ковтун Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 41!0 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101