Снаряд двойной эжекторный колонковый
Устройство относится к горному делу и предназначено для использования при вращательном колонковом бурении скважин.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности принудительного захвата и удержания керна.
Снаряд двойной эжекторный колонковый содержит переходник, одинарный эжекторный снаряд, размещенный внутри наружной трубы, подвешенный на срезаемом штифте, включающий втулку, патрубок, коническую насадку, диффузор, седло под сбрасываемый шаровой клапан, внутреннюю керноприемную трубу, шламовую трубу, подкоронник, внутреннюю и наружную буровые коронки, кернозахватный элемент установленный в нижней части снаряда над конической частью подкоронника.
Одинарный эжекторный снаряд с керноприемной трубой и кернозахватным элементом установлен внутри наружной трубы с возможностью осевого перемещения вниз относительно наружной трубы при сбрасывании шарового клапана и срезании штифта. При этом лепестки кернозахватного элемента входят во взаимодействие с конической поверхностью подкоронника, сжимаясь к центру, плотно обхватывают керн.
1 п. ф-лы, 1 илл.
Предлагаемая полезная модель относится к горному делу и предназначена для использования при вращательном колонковом бурении геологоразведочных скважин с отбором керна.
Известен колонковый эжекторный снаряд по а.с. СССР 
1314006, кл. Е21В 21/00, содержащий гидроударник, эжектор с центральным каналом, промежуточный переходник, колонковую и шламовую трубы и породоразрушающий инструмент.
Данный снаряд, за счет конструктивных особенностей, обеспечивает качественную очистку забоя от шлама, что приводит к увеличению рейсовой скорости и величины проходки за рейс. Однако конструкция снаряда не позволяет надежно захватывать и удерживать керн, так как заклинивание его производится, как и у большинства аналогичных снарядов, за счет оседания в кольцевом зазоре между керном и колонковой трубой мелких частиц породы и шлама после отключения промывочного насоса и остановки вращения снаряда, что является очень ненадежным способом и часто приводит к частичной или полной потере керна.
Известен также эжекторный колонковый снаряд по а.с. СССР 1470932, кл. Е21В 21/00, включающий эжектор в виде конического насадка и диффузора, переходник с системой каналов прямого и обратного потоков, переключатель потоков состоящий из седла и сбросового клапана и колонковую трубу.
Данный снаряд позволяет переходить с обратной на прямую циркуляцию промывочной жидкости, тем самым обеспечивая более эффективную очистку забоя скважины от разбуренной породы, что в конечном итоге должно привести к увеличению длины рейса и повышению механической скорости бурения.
Однако этот снаряд, как и предыдущий, не позволяет надежно удержать керн, так как заклинивание его производится также за счет оседания частиц породы и шлама между керном и колонковой трубой при прекращении циркуляции промывочной жидкости и остановки вращения снаряда.
Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности захвата и удержания керна.
Поставленная цель достигается тем, что снаряд двойной эжекторный колонковый, содержащий переходник, одинарный эжекторный снаряд, размещенный внутри наружной трубы, включающий втулку, патрубок, коническую насадку, диффузор, седло под сбрасываемый клапан, внутреннюю керноприемную трубу, шламовую трубу, подкоронник, внутреннюю и наружную буровые коронки, снабжен кернозахватным элементом, установленным в нижней части снаряда над конической частью подкоронника, связанного через внутреннюю керноприемную колонковую трубу с одинарным эжекторным снарядом в целом, с возможностью осевого перемещения последнего относительно наружной трубы вниз при срезании фиксирующего штифта.
Предлагаемый снаряд двойной эжекгорный колонковый (показан на фиг.1 продольный разрез) включает в себя одинарный эжекторный снаряд, состоящий из втулки 1, патрубка 2, конической насадки 3 с гнездом 4 под сбрасываемый шаровой клапан (на фиг. не показан), диффузора 5, камеры смешения А, распределителя 6 с каналами для прохода эжектируемого (обратного) Б и смешанного В потоков промывочной жидкости, шламовой трубы 7, впускного клапана 8, ниппеля 9, колонковой керноприемной трубы 10, кернодержателя 11, а также подкоронника 12, внутренней буровой коронки 13, переходника 14, срезаемого фиксирующего штифта 15, наружной трубы 16 и наружной буровой коронки 17.
Детали позиций 1-6 образуют струйный насос эжектора, а детали 7-9 шламосборник.
Работает снаряд следующим образом. На колонне бурильных труб снаряд опускается в скважину и производят бурение. При этом шаровой сбрасываемый клапан находится вне снаряда. Одинарный эжекторный снаряд, включающий детали позиций с 1 по 11, подвешен на срезаемом фиксирующем штифте 15 к переходнику 14.
В процессе бурения поток промывочной жидкости поступает в снаряд по колонне бурильных труб. При движении с большой скоростью через струйный насос давление в камере смешения А снижается по сравнению с давлением в скважине. В результате перепада давлений возникает обратная циркуляция промывочной жидкости в колонковой трубе. На этом принципе построена работа всех эжекторных снарядов.
Струйным насосом промывочная жидкость вместе со шламом подсасывается из колонковой трубы 10 через впускной клапан 8 в шламовую трубу 7, внутри которой происходит осаждение шлама, а промывочная жидкость по каналу Б распределителя 6 поступает в камеру смешения А, в которой обратный поток, смешиваясь с потоком, вытекающим из насадки 3, поступает в диффузор 5. Затем через отверстие В распределителя 6 смешанный поток вытекает из струйного насоса в кольцевое пространство между наружной трубой 16 и внутренней колонковой трубой 10 и поступает на забой скважины. В призабойной зоне происходит разделение потока жидкости. Одна часть его, омывая внутреннюю коронку 13, эжектируется в колонковую керноприемную трубу 10, а другая - омывает наружную коронку 17, поступает в затрубное пространство между наружной трубой 16 и стенками скважины, выходит вместе со шламом на поверхность.
Обратная циркуляция обеспечивает качественную очистку забоя от шлама, препятствует возникновению преждевременной самозаклинки и истиранию керна, способствует увеличению механической скорости и величины проходки за рейс.
После окончания бурения внутрь бурильных труб сбрасывается шаровой клапан, который садится в гнездо 4 насадки 3, перекрывая канал для прохождения промывочной жидкости. Включается буровой насос. Под давлением промывочной жидкости срезается штифт 15 и весь одинарный эжекторный снаряд, включающий втулку 1, патрубок 2, коническую насадку 3, диффузор 5, распределитель 6, шламовую трубу 7, впускной клапан 8, ниппель 9, колонковую трубу 10, кернодержатель 11, принудительно перемещается вниз. При этом лепестки кернодержателя 11, взаимодействуя с конической поверхностью подкоронника 12, деформируются, сжимаясь к центру и плотно обхватывают керн, удерживая его от выпадения при подъеме снаряда из скважины.
Снаряд двойной эжекторный колонковый, содержащий переходник, одинарный эжекторный снаряд, размещенный внутри наружной трубы, включающий коническое сопло, диффузор, седло под сбрасываемый клапан, внутреннюю керноприемную трубу, шламовую трубу, а также подкоронник и породоразрушающие инструменты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности захвата и удержания керна, он снабжен кернозахватным элементом, срабатываемым за счет осевого движения одинарного эжекторного снаряда с керноприемной трубой вниз относительно наружной трубы при срезании фиксирующего штифта.
