Буровой снаряд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) щ1E 21 Е 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3400025/22-03 (22) 17.02.82 (46) 07.05.83. Бюл. и 17 (72) Г.И. Антонов (71} Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (53) 622 243 64(088.8) (56) 1. Куликов И.В. и др. Пневмоударное бурение разведочных скважин.

И., "Недра", 1977, с. 59, рис. 31а.

2. Авторское свидетельство СССР

11 848563, кл. E 21 В 10/36, 1979 (прототип). (54)(57) БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий ударный механизм с корпусом и удар" ,.ником, подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы, кольцевую коронку с направляющими выемками и ударные породоразрушающие элементы, установленные подвижно в направляющих выемках, о т л- и ч а юшийся тем, что, с целью получения неразрушенного керна при удар" но-вращательном бурении, ударные породоразрушающие элементы выполнены в виде стержней и расположены со смещением в направлении к периферии кольца коронки, при этом коронка закреплена на внутренней, трубе, жестко соединенной с корпусом, а наружная труба установлена между ударником и ударными породоразрушающими элементами, е

1016479

Изобретение относится к горному делу, к средствам бурения с отборо ., керна.

Известен буровой снаряд для бурения с отбором керна при ударно-вра5 щательном бурении, содержащий ударный механизм, трубу и коронку (1).

Применение в снаряде ударника дает возможность повысить механическую скорость колонкового бурения в несколько раэ. Но качество керна при этом значительно снижается. Резко уменьшается.длина столбиков керна, уменьшается линейный и массовый .выход керна. -Это объясняется особенностью разработки забоя ударно-вращательным бурением.

Бсли при вращательном колонковом бурении. керн вырезается из массива резцами коронки, то при ударно.-вращательном бурении разработка кольцевого 20 забоя осуществляется, главным образом, под воздействием ударной нагрузки.

При этом происходит как поверхностное, так и объемное разрушение породы на забое. 8 процессе бурвния ударные импульсы передаются от пневмоударника коронке трубой и вызывают вибрацию стенок трубы. При вхождении столбика керна в полость трубы и контакте с ее поверхностью, под воздействием виб- 30 рации, происходит раскалывание столбика керна по плоскости наиболее глу" боких трещин в керне. Высота отдельных столбикоЪ керна резко уменьшается и может быть меньше внутреннего диамет-з ра трубы. Это вызывает заклинивание керна в трубе и его разрушение.

Несколько меньшую степень развития трещин можно достичь применением раздельно работающих режущих и удар.ных породоразрушающих элементов.

Известен снаряд, содержащий ударный механизм с корпусом и ударником, подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы, кольцевую буровую коронку с направляющими выемками и ударные породоразрушающие элементы, .установленные подвижно в направляющих выемках (21.

Однако устройство не обеспечивает надежной защиты керна от разрушения, 50 так как и ударные элементы поражают. зону такой же ширины, что и режущие, и такйм образом всегда находятся в, контакте с образуемой поверхностью керна.

Целью изобретения является получение неразрушенного керна при ударно- вращательном бурении.

Указанная цель достигается тем, что s буровом снаряде, содержащем ударный механизм с корпусом и ударником, подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы, кольцевую буровую коронку с направляющими выемками и ударные породоразрушающие элементы, установленные подвижно в направляющих выемках, ударные породоразрушающие элементы выполнены в виде стержней и расположены со смещением в направлении к периферии кольца коронки, при этом коронка закреплена на внутренней трубе, жестко соединенной с корпусом, а наружная трубд установлена между ударником и ударными породоразрушающими элементами.

На фиг. 1 изображен колонковый сна. ряд в рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Колонковый снаряд. смонтирован наколонне бурильных труб. Он состоит из ударного механизма - пневмоударника 1, включающего корпус 2 и ударник 3, керноприемной внутренней трубы 4, наружной трубы 5, кольцевой. .коронки 6, армированной резцами 7, ударных породоразрун ающих стержней 8, переходника 9 и хвостовика 10. Переходник 9 имеет центральное отверстие 11.. под хвостовик 10, а ниже - продольные боковые окна 12, в которые входят выступы 13 хвостовика с возмбжностью его осевого перемещения. Переходник на резьбе соединен верхним своим концом с корпусом 2 пневмоударникв, а нижним - с керноприемной трубой 4.

Верхняя часть хвостовика 10 выполнена в виде стержня, который входит в полость цилиндра пневмоударника 1 и своим торцом воспринимает удар от ударника 3. Выступы 13 на нижней части хвостовика, выступающие из окон 12 своими нижними торцами, взаимодействуют с верхним торцом наружной трубы 5, высота окна больше высоты выступа, что обеспечивает аксиальное перемещение хвостовика 10 относительно переходника 9. Кернопри-. емная труба 4 размещена в полости .наружной трубы и сопрягается с ней с воэможностью аксиального перемещения.

К нижнему торцу трубы 4 на резьбе присоединена коронка 6 .

В кольце коронки выполнены сквозные вертикальные направляющие выем3 1016479 4 ки 14, в которых установлены с воз- полсжение. Хвостовик 10 перекрывает .можностью осевого перемещения породо- канал 15. Пневмоударник начинает

Разрушающие стержни 8. Верхние торцы работать. Ударные импульсы при этом стержней плоские, они воспринимают передаются от ударника через хвостоудары нижнего торца трубы 5. Нижние g вик 10,трубу 5 и породоразрушающие концы стержней 8 приспособлены для стержни 8 .породе забоя. Под воздейстРазрушения породы, они, в зависииос- вием" ударной нагрузки под лезвиями ти от характера породы, могут быть стержней 8 в массиве забоя происходит выполнены заостренными или в виде лез- главным образом, объемное разрушение. вий - уплощенными, например, в. ради- 1© породы,т.е. образуется множество внут альных направлениях. Разворот стерв- :ренних трещин.Эти трещины распространей 8. в своих каналах предотвращен няются вглубь массива во всех направналичием у стержней и каналов сопря- лениях.Так как лезвия стержней 8 нахоженных плоских боковых участков. :.дятся на расстоянии,равном — 4- от

ЗСами стержни смещены в направлении в и этой части массива, которая ч дальнейк периферии кольца за счет того, что шем будет составлять поверхность выемки 14 в коронке размещены сии- столбика керна, то основная часть метрично,.так, чтобы соблюдалось не- трещин не достигает тела, составляюравенство О Ф д (фиг.1), где 0 - ии- щего в дальнейшем керн. По мере внеднимальное расстояние между двумя диа-. щ рения коронки в массив этот кольцевой метрально противоположными стержнями, объем породы вырезается резцами корон

d - диаметр входного отверстия корон- ки. Так как и коронка, и керноприеики по резцам 7. Кольцевое сечение ар- ная труба не передают ударных импульмированной части коронки имеет вид сов, то при вхождении столбика керна прямоугольника, переходящего в ниж- г в полости коронки и керноприемной труней части в равнобочную суживающую- бы он не подвергается. воздействию вибся книзу трапецию. Основание трапе- рации, что предохраняет его от разции больше диаметра нижнего конца рушения. 8 конце .рейса выключают подвпородоразрушающего стержня.8. В ниж- чу сжатого воздуха в трубы и вращение ней части корпуса пневиоударника.име- колонны. Снарлд извлекают на поверхется канал 15, перекрытый в рабочем ность. положении хвостовиком 10, который Наличие в снаряде породоразрушаюобеспечивает выключение пневмоудар- щих стержней обеспечивает еиу высокую ника а транспортном положении. механическую скорость Сурения, харак На бурильных трубах снаряд спус- тернУю длЯ УДаРно-вРащательного бурекают в скважину. 8 конце спуска вклю- ния. Расположение стержней в коронке чают подачу сжатого воздуха в трубы на некотором расстоянии от входного их установка в спуске снаряда, под деиствием свое- коронке с возможн

М ко онке с возможностью аксиального

ro веса, стержни 8, труба 4 и хвосто- перемещения относительно коронки, вик 10 переиещаются в свое нижнее по- предохра яе кер ложение. 8ерхняя часть хвостовика 10 нем трещин. Ру р т ео ин. Paar зка коронки и кероткрывает канал 15 и полость нижней ноприемнои тру . P A д емной т бы от передачи- ударных части цилиндра пневиоударника сооб- - импульсов прей Р ох аняет керн от разщается с полостью керноприемной тру- . Рушения и саиоза л я и саиозаклинки его в керно- . бы. При этом сжатый воздух посту- приемной трубе. д и бе. Это ает возиожность пает в скважину (путь воздуха пока- избавиться от сбора шлама в процесзан стрелками на фиг. 1). тс тствие снаряда в деталях, переПосле продувки скважины выклоча" Отсутствие с р д д ют подачу воздуха в трубы., снаряд- дающих Ударн У их а ые импульсы, разъемных опускают на забои, колонне тру с щают вращение .и вновь вклочают пода- надежность на ежность снаряда в работе. чу сжатого воздуха в трубы. Осевое давление и крутящий момент передаются Все перечисленное обеспечивает вы. на керноприеиную трубу и.коронку че- сокую механическую. скорость бурения, рез корпус пненмоударного механизма >> повышение производительности буреи, переходник 9. При установке сна- ния, повышение информативности конЕч" ряда на забой стержни 8, труба 5 и i ного Результата буровых работ - из,хвостоник 10 занимают свое верхнее влекаеиого керна.

1016479

Составитель В. Акслер

Редактор А. Шишкина Техрев 1 .Иаточка Корректор И. Иулла

Заказ 3336/33 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.иэобретений и открытий

113035 Москва 8-35 Раувская наб. д. 4/5

5 у», д.

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