Колонковый снаряд

 

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: колонковый снаряд содержит корпус с переводником в виде гидравлического забойного двигателя с полым статором, соединяющим колонну бурильных труб с керноприемной трубой, и с расположенным снаружи статора ротором, соединенным с корпусом и породоразрушающим наконечником . Над переводником размещен центратор, выступы которого перекрывают выходные каналы из забойного двигателя, полость которого открыта в межтрубное пространство. При бурении создается прерывистое движение потока промывочной жидкости, способствующее разрушению пород забоя, очистке его от шлака и повышению выноса керна. 4 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 B 25/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

Q 0

О

0 ,Ы

1(Л

IQ) (лЭ (21) 4916441/03 (22) 05.03,91 (46) 30.03,93. Бюл, N 12 (71) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения (72) Г. К. Ешимов (73) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения (56) Меламед Ю. А. Исследование и разработка технических средств для повышения выхода керна при гидроударном бурении скважин малого диаметра. Экспресс-информация ВИЭМС. Серия: "Техника и технология геологоразведочных работ, организация производства", 1975, N 13, с. 1 — 8.

Авторское свидетельство СССР

N-1765355,,кл. Е 21 В 25/00, 1990.

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для бурения скважин с отбором керна.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения с отбором керна, возникающие при этом пульсации потока раствора способствуют улучшению условий очистки забоя от шлама, повышению механической скорости бурения и выноса керна.

На фиг. 1 изображен колонковый снаряд; вид сбоку; продольный разрез; на фиг.

2, 3 — разрез А — А и Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — колонковый снаряд с перекрытыми выходными каналами, Стрелками показано направление движения бурового раствора.

„„ Ы „„1806258 A3 (57) Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: колонковый снаряд содержит корпус с переводником в виде гидравлического забойного двигателя с полым статором, соединяющим колонну бурильных труб с керноприемной трубой, и с расположенным снаружи статора ротором, соединенным с корпусом и породоразрушающим наконечником. Над переводником размещен центратор, выступы которого перекрывают выходные каналы из забойного двигателя, полость которого открыта в межтрубное пространство. При бурении создается прерывистое движение потока промывочной жидкости, способствующее разрушению пород забоя, очистке его от шлака и повышению выноса керна. 4 ил.

Колонковый снаряд (фиг, 1) содержит забойный двигатель со статором 1 и размещенным снаружи его ротором 2 и центратором 3 для создания с бурильными трубами

4, В головке 5 ротора 2, соединенного с корпусом 6, выполнены сквозные каналы 7 для перетока части бурового раствора из рабочего пространства забойного двигателя в затрубное пространство.

Полость статора 1 сообщена отверстиями 8 с рабочим пространством в нижней части забойного двигателя над перемычкой

9, отделяющей рабочее пространство от межтрубного между наружной 6 и керноп риемной 10 трубами.

Керноприемная труба 10 жестко соединена со статором 1 через перемычку 9, вклю1806258 чающую подшипниковый узел 11, служащий для передачи осевой нагрузки от бурильных труб на вращающийся корпус 6 через короткий патрубок 12 с отверстиями 13 и седлом

14 под шаровый клапан 15, размещаемый перед спуском снаряда на забой в регуляторе 16 с пружиной 17, запирающим рычаг 18 с гнездом 19, расположенным снаружи регулятора 16 под сбрасываемый шар 20. Снаружи и выше регулятора 16 размещены направляющие сетчатые крылья 21 для направления шара 20 в гнездо 19, Полость регулятора 16 открыта в полость длинного патрубка 22, сообщающего через каналы 23 с клапанами 24 в перемычке 25 и отверстия 26 рабочее пространство в верхней части забойного двигателя с полостью керноприемной трубы 10 и расположенного в полости статора 1. Керноприемная труба 10 оснащена приливом 27 каналами 28 для вывода части промывочной жидкости из полости трубы в затрубное пространство через отверстия 29 в корпусе 6, соединенном с колон ковым долотом 30, При этом количество промежутков между каналами 28 соответствует количеству каналов 7 в головке 5 забойного двигателя и количеству каналов 31 в центраторе 3. Керноприемная труба 10 заканчивается кернорвателем 32, а между ротором 2 и перемычкой 25, между перемычкой 9 и корпусом 6 размещены уплотнения 33, а между статором 1 и ротором

2- подшипники 34. Предлагаемое,устройство работает следующим образом.

Перед спуском на забой клапан 15 располагают в регуляторе 16, сжимая пружину

17 и удерживая рычагом 18. Затем снаряд свинчивают с бурильными трубами 4, на колонне которых его опускают в скважину, и полость которой является каналом для подачи к снаряду промывочной жидкости, Опускаемый на забой гидравлический двигатель защищен от зашламования перемычкой 9 и клапанами 24 в отверстиях 23 перемычки 25.

По достижении забоя в полость снаряда закачивают промывочную жидкость, создавая на роторе 2 крутящий момент. При этом она протекает по полости статора 1, и через отверстия 8 попадает.в рабочее пространство забойного двигателя. Заторможенный бурильными трубами статор 1 и остается без вращения, а ротор 2 вращается вправо, передавая через корпус 6 вращение на колонковое долото 30, Отработавшая в рабочем пространстве забойного двигателя промывочная жидкость протекает через отверстия 23, канал

26, полость длинного патрубка 22, через центральный канал в перемычке 9, полость

55 короткого патрубка 12, поступает в полость керноприемной трубы 10, очищая ее от шлама. Часть потока протекает через отверстия

13 патрубка 12 в межтрубное пространство.

Другая часть потока чеоез калиброванные сквозные каналы 7 головки 5и каналы 31 центратора 3 выходит в межтрубное пространство. При этом вращение ротора 2 и риводит к тому, что каналы 7 периодически одновременно перекрываются выступами центратора 3, Вследствие этого под головкой 5 возрастает давление и к забою направляется увеличенная порция промывочной жидкости.

После промывки полости керноприемной трубы 10 и забоя от шлама в полость бурильных труб сбрасывается шар 20, который садится в гнездо 19, нажимая на рычаг 18, который поворачиваясь освобождает шаровый клапан 15, опускающийся в гнезде

14 над торцом трубы 10 и изолирующий ее полость от нисходящего потока промывочной жидкости.

Керноприемная труба 10, соединенная с невращающимся статором, надежно удерживается им от вращения, Осевая нагрузка на колонковое долото 30 передается через подшипниковый узел 11 от колонны бурильных труб. Струи бурового раствора, отработанного в рабочем пространстве забойного двигателя, не попавшие в полость патрубка

22, истекают в затрубное пространство через каналы 7, создавая струйные потоки. параллельные оси снаряда и интенсифицирующие отток бурового раствора от забоя скважины, способствуя тем самым улучшению условий очистки забоя от шлама.

При прерывании выхода части потока в затрубное пространство весь поток промывочной жидкости из рабочего пространства идет через межтрубное пространство к забою, откуда часть потока идет на поверхность по затрубному пространству, а часть поступает в полость керноприемной трубы, способствуя продвижению в нее керна, Из полости трубы 10 жидкость выходит в затрубное пространство через каналы 28 в приливах 27 и отверстия 29 в корпусе 6 в момент, когда каналы 7 перекрыты выступами центратора 3, Такое конструктивное выполнение колонкового снаряда обеспечивает только колебания потока жидкости в керноприемной трубе, сохраняя плавную без вибраций работу породоразрушающего наконечника на забое скважины. Устранение механических колебаний колонкового снаряда позволяет сохранить целостность столбика керна в момент выбуривания, повышая качество и процент выноса керна.

1806258

40

50

По окончании бурения сформированный керн удерживается в трубе 10 кернорвателем 32. На поверхности корпус 6 удерживается в клиньях ротора, а забойный двигатель с перемычкой 9 и керноприемной трубой 10 и керном внутри нее отвинчиваются и извлекаются из корпуса 6, Далее отвинчивают кернорватель 32 и извлекают керн из трубы 10. Затем отвинчивают трубу

10 с патрубком 12 от перемычки 9, извлекают шаровой клапан 15 для помещения его в регулятор 16 и описанный цикл повторяют.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, содержащий наружную трубу с колонковым долотом в нижней части, гидравлический забойный двигатель со статором, ротором, соединенным с наружной трубой и выполненным в верхней части с калиброванными сквозными продольными каналами, сообщающими рабочее пространство в верхней части забойного двигателя с затрубным пространством, перемычку с размещенным на наружной трубе подшипниковым узлом, разделяющую рабочее пространство забойного двигателя и межтрубное пространство, патрубок, размещенный в полости статора, жестко с ним связанный и гидравлически сообщающий межтрубное пространство с рабочим пространством в верхней части забойного двигателя, керноприемную трубу с седлом под шаровой клапан в верхней части и кернорвателем, размещенную в наружной трубе и связанную со статором забойного

5 двигателя, и шаровой клапан, размещенный в верхней части патрубка с возможностью посадки его на седло при прекращении циркуляции промывочной жидкости, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

10 эффективности бурения с отбором керна, он снабжен центратором, выполненным с ребрами на наружной поверхности и каналами между ними и размещенным над ротором, дополнительной перемычкой, выполненной

15 с каналами, оснащенными обратными клапанами, и размещенной в верхней части забойного двигателя, и сбрасываемым шаровым клапаном, при этом керноприемная труба выполнена с радиальными кана20 лами в верхней части, сообщающими ее внутреннюю полость с затрубным пространством, шаровой клапан имеет упор, освобождающий рычаг которого выведен наружу из патрубкэ и выполнен с седлом

25 под сбрасываемый шаровой клапан, причем количество и поперечные размеры каналов между ребрами центратора соответствуют количеству и поперечным размером радиальных каналов керноприемной трубы и

30 промежутков между ними, 1806258

1806258

1806258

Составитель В.Ешимова

Техред М,Моргентал Корректор М.Ткач

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101

I г (!

Заказ 969 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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