Колонковый снаряд

 

1. КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, включающий цилиндрический двухстенный корпус с углублением во внутренней стенке , породоразрушающий инструмент и керноломы , расположенные в нижней части междустенного пространства корпуса в пределах полуокружности, шарнирно соединенные тягами со штоками силовых цилиндров и установленные с возможностью перемещения вдоль наклонной поверхности клиньев, жестко скрепленных с корпусом, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы колонкового снаряда при проходке скважин большого диаметра в скальных породах за счет повышения эффективности процесса скола керна, колонковый снаряд снабжен дополнительными керноломами , расположенными в верхней части междустенного пространства корпуса диаметрально противоположно основным керноломам . 2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что между керноломами и наклонной поверхностью клиньев установлены тела качеi ния, а штоки силовых цилиндров подпружинены относительно корпуса. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g(5D E 21 D 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A9TOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3452968/22-03 (22) 14.06.82 (46) 15.10.83. Бюл. № 38 (72) В. Л. Гой и В. А. Страхаль (71) Всесоюзный ордена Ленина проектноизыскательский и научно-исследовательский институт «Гидропроект» им. С. Я. Жука (53) 624.131.34 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 341936, кл. Е 21 В 7)24, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 791891, кл. Е 21 В 10)04, 1978 (прототип). (54) (57) 1. КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, включающий цилиндрический двухстенный корпус с углублением во внутренней стенке, породоразрушающий инструмент и керноломы, расположенные в нижней части междустенного пространства корпуса в пределах полуокружности, шарнирно соединен„„SU„„1048121 А ные тягами со штоками силовых цилиндров и установленные с возможностью перемещения вдоль наклонной поверхности клиньев, жестко скрепленных с корпусом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы колонкового снаряда при проходке скважин большого диаметра в скальных породах за счет повышения эффективности процесса скола керна, колонковый снаряд снабжен дополнительными керноломами, расположенными в верхней части междустенного пространства корпуса диаметрально противоположно основным керноломам.

2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что между керноломами и наклонной поверхностью клиньев установлены тела качения, а штоки силовых цилиндров подпружинены относительно корпуса.

1048121

>; „:б >: .: пи:...тносится к технике бурескваж,п>, а li >åííî к буровому инструменту д;:.я проходки скважин большого диаметра в ска,>ьных породах с извлечением керна. 5

Известен колонковый бур для проходки скважин большого диаметра, содержащий приводной цилиндрический двухстенный корпус, снабженный породоразрушающим инструментом, рычажный механизм для подрезки и удержания керна, размещенный в междустенном пространстве корпуса, и силовые нилин 1>ы, взаимодействующие с механизмом для подрезки и удержания керна (1).

Недостатком колонкового бура является длительность процесса подрезки керна, приблизительно равная по продолжительности процессу бурения кольцевого забоя скважины. Кроме того, при заклинке хотя бы одного из керноподрезающих рычагов в подрезной щели керна в скважине создается аварийная ситуация. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является колонковый снаряд, включающий цилиндрический двухстенный корпус с углублением во внутренней стенке, породоразрушающий инструмент и керноломы, расположенные в нижней части междустенного пространства корпуса в пределах полуокружности, шарнирно соединенные тягами со штоками силовых цилиндров и установленные с воЗможностью пе- 30 ремещения вдоль наклонной поверхности клиньев, жестко скрепленных с корпусом 12) Недостаток известного колонкового снаряда — малоэффективность процесса отделения керна, основанного на сдвиге выбуренного столба керна от его целика керноломами, так как напряжения сдвига в большинстве крепких и очень крепких пород достигают значительных величин и требуют установки гидроцилиндров большого диа- 40 метра с большим давлением в гидросистеме. Кроме того, для получения максимальных усилий на керноломе, направленных перпендикулярно оси скважины, угол между наклонной плоскостью, по которой взаимодействуют керноломы и клинья, и вертикаль- 45 ной плоскостью должен быть минимальным, что может привести к заклинке керноломов, т.е. к аварийной ситуации.

Цель изобретения — повышение надежности работы колонкового снаряда при проходке скважин большого диаметра в скальных породах за счет повышения эффективности процесса скола керна.

Указанная цель достигается те ., что колонковый снаряд, включающий цилиндрический двухстенный корпус с углублением во внутренней стенке, породоразрушаю;ций инструмент и керноломы, расположенные в нижней части междустенного пространства корпуса в пределах полуокружности, ш„.рнирно соединенные тягами со штоками силовых цилиндров и установленные с возможностью перемещения вдоль наклонной поверхности клиньев, жестко скрепленных с корпусом, снабжен дополнительными керноломами, расположенными в верхней части междустенного пространства корпуса диаметрально противоположно основным керноломам.

Кроме того, между керноломами и наклонной поверхностью клиньев установлены тела качения, а штоки силовых цилиндров подпружинены относительно корпуса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый колонковый снаряд, общий вид; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел

1 на фиг. 1.

Колонковый снаряд состоит из двухстенного цилиндрического корпуса 1, снабженного по нижнему торцу шарошками 2 и подсоединенного к буровой колонне (не показана) с помощью переходника 3. В междустенном пространстве корпуса 1 выполнены проемы

4, в которых смонтированы силовые цилиндры 5, штоки 6 которых соединены шарнирно посредством тяг 7 с керноломами 8, установленными на клиньях 9 через ролики 10.

Штоки 6 подпружинены относительно корпуса 1 при помощи пружин 11. Ряд цилиндров 5 с керноломами 8 установлен в одной полуокружности корпуса 1 с расположением керноломов в нижней части корпуса. В проемах второй, диаметрально противоположной полуокружности корпуса, гидроцилиндры расположены на уровне керноломов в первой полуокружности, а керноломы этих цилиндров размещены на уровне верхнего торца керна в конце рейса при бурении (фиг. 1). На уровне возможного места скола керна во внутренней стенке корпуса выполнено углубление 12. В нижней части переходника 3 (фиг. 3) установлен на пружине

13 клапан 14 с отверстиями 15, а в переходнике 3 имеются отверстия 16, сообщающиеся трубопроводом 17 с рабочей полостью силовых цилиндров 5, и отверстия 18, сообщающие подклапанную зону переходника с зоной 19, образованной стенками корпуса 1 и далее через каналы 20 (фиг. 2) с промывовочными отверстиями в шарошках 2. Нижнее положение кл а п а на — 21.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

Опущенный в скважину на буровой колонне он приводится во вращение, при этом шарошки 2 образуют кольцевой забой.

Промывочная жидкость поступает по буровой колонне при рабочем давлении в переходник 3 и далее через отверстия 15 и 18— в зону 19, затем по каналам 20 — к промывочным отверстиям шарошек 2. Клапан 14 при этом находится в верхнем положении

1048121

17

1о

Составитель Л. Черепенкина

Редактор С. Лисииа Техред И. Верее Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7887/37 Тираж 603 Подл исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и перекрывает отверстия 16, так как величина рабочего давления промывочной жидкости недостаточна для сжатия пружины 13.

После того как керн выбурен примерно на высоту корпуса 1, вращение снаряда прекращают и промывочную жидкость подают при максимальном давлении, достаточном для сжатия пружины 13 и перевода клапана

14 в положение 21, при котором клапан открывает отверстия 16 и перекрывает отверстия 18. При положении 21 клапана 14 промывочная жидкость через трубопроводы 17 поступает в силовые цилиндры 5, расположенные по всей окружности корпуса снаряда, при этом штоки 6 всех силовых цилиндров через тяги 7 передают усилие на керноломы 8, которые, скользя по роликам 10, выдвигаются внутрь корпуса и передают усилия, развиваемые силовыми цилиндрами, на керн. Керноломы, расположенные в .нижней части. корпуса, охватывают керн, прижимая его в сторону к стенке корпуса с усилием Р<, а керноломы, расположенные на уровне верхнего торца керна, изгибают его усилием Р отламывая на уровне нижних керноломов. Керноломы, расположенные в нижней части корпуса, сталкивают отломанный керн в углубление

12, выполненное по полуокружности корпуса. Керн размещается внутри корпуса с перекосом и в таком положении .его извлекают из скважины, после чего начинают очередной цикл бурения. Пружина 11 при снятии давления в силовом цилиндре 5 возвращает керноломы в первоначальное положение.

Применение предлагаемого колонкового снаряда, снабженного дополнительными керноломами, позволяет повысить надежность процесса скола керна и упростить конструкцию керноломов и их привода за счет возможности снижения осевых усилий, раз20 виваемых силовыми цилиндрами.

А-А