RU2181828C2

RU2181828C2 - Core barrel

Info

Publication number: RU2181828C2
Application number: RU2000116258/03A
Authority: RU
Inventors: А.А. Липин; В.И. Марус
Original assignee: Институт горного дела - научно-исследовательское учреждение СО РАН
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-04-27

Abstract

FIELD: core drilling of wells; applicable in geological prospecting and mining industry. SUBSTANCE: core barrel includes outer barrel, crown bit and anvil with centering band in lower part and movable connected with outer barrel. Core receiver is located between crown bit and anvil. Core receiver is installed in outer barrel movably with possibility of interaction with crown bit and anvil. Made in zone of interaction of core receiver and anvil, on anvil centering band are recesses overlapped by core receiver in its extreme upper position relative to anvil. EFFECT: higher efficiency of core drilling due to improved quality of produced core attained by differential washing of bottom hole. 3 dwg

Description

Техническое решение относится к устройствам для бурения скважин с отбором керна и может найти применение в геологоразведке и горном деле. The technical solution relates to a device for drilling wells with coring and can find application in exploration and mining.

Известен колонковый снаряд по а.с. СССР 713982, кл. Е 21 В 25/00, опубл. БИ 5, 1980 г., у которого внутренняя керноприемная труба соединена с буровой коронкой с помощью резьбового соединения и передает крутящий момент, а ударные импульсы передают буровой коронке через наружную трубу. Known core projectile by.with. USSR 713982, class E 21 V 25/00, publ. BI 5, 1980, in which the inner core receiver pipe is connected to the drill bit using a threaded connection and transmits torque, and shock pulses are transmitted to the drill bit through the outer pipe.

Недостатком этого снаряда является низкая надежность, т.к. отраженные от забоя ударные волны, воздействуя на резьбовое соединение, разрушают его. The disadvantage of this projectile is its low reliability, because shock waves reflected from the bottom, acting on the threaded joint, destroy it.

Известен двойной колонковый снаряд по патенту РФ 2098595, кл. Е 21 В 25/00, опубл. БИ 34, 1997 г., содержащий наружную трубу, размещенную в ней керноприемную трубу, буровую коронку с центральным отверстием, подвижно соединенную с нижней частью наружной трубы, и переходник. Known double-core projectile according to the patent of the Russian Federation 2098595, class. E 21 V 25/00, publ. BI 34, 1997, containing an outer pipe, a core receiver pipe placed therein, a drill bit with a central hole, movably connected to the bottom of the outer pipe, and an adapter.

Недостатками этого снаряда являются, во-первых, большие потери энергии при ее передаче буровой коронке из-за большой массы труб и, во-вторых, низкое качество керна из-за плохой промывки забоя перед началом бурения. The disadvantages of this projectile are, firstly, the large loss of energy during its transfer to the drill bit due to the large mass of pipes and, secondly, the poor quality of the core due to poor flushing of the face before drilling.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому колонковому набору является буровой снаряд по а.с. СССР 1127967, кл. Е 21 В 10/04, опубл. БИ 45, 1984 г., содержащий комбинированную коронку с ударными и опорными элементами, соединенными соответственно с керноприемной и наружной трубами двойной колонковой трубы, и гидроударник, корпус которого связан с наружной трубой, а боек установлен с возможностью взаимодействия с керноприемной трубой, при этом опорные элементы комбинированной коронки оснащены алмазами, а ударные элементы ее выполнены в виде вставок конической формы. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed core set is a drill on A. with. USSR 1127967, class E 21 B 10/04, publ. BI 45, 1984, containing a combined crown with percussion and support elements connected respectively to the core receiver and outer pipes of the double core pipe, and a hammer, the body of which is connected to the outer pipe, and the hammer is installed with the possibility of interaction with the core receiver pipe, while supporting the elements of the combined crown are equipped with diamonds, and its percussion elements are made in the form of conical shaped inserts.

Недостатком этого снаряда является низкое качество получаемого кернового материала из-за неизбежной потери его части при прокачке промывочной жидкости при всех технологических операциях через керноприемную трубу. The disadvantage of this projectile is the low quality of the obtained core material due to the inevitable loss of its part during pumping of the flushing fluid during all technological operations through the core receiving pipe.

При очистке забоя скважины от осажденного шлама перед началом бурения этот путь промывки дает положительный результат - более эффективную очистку забоя, а при отборе кернового материала (бурении) прокачка жидкости через керноприемную трубу и, стало быть, через керновый материал приводит к выносу части кернового материала в затрубное пространство, и выход его неизбежно уменьшается, что ухудшает нормативный показатель качества бурения. When cleaning the bottom of the well from deposited sludge before drilling, this flushing path gives a positive result - a more effective cleaning of the bottom, and when selecting core material (drilling), pumping fluid through the core pipe and, therefore, through core material leads to the removal of part of the core material into annular space, and its output inevitably decreases, which worsens the normative indicator of drilling quality.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является повышение качества получаемого керна за счет дифференцирования промывки забоя скважины. The technical problem solved by this invention is to improve the quality of the obtained core by differentiating flushing of the bottom of the well.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом колонковом наборе, включающем наружную трубу, буровую коронку, наковальню с центрирующим пояском в нижней части, подвижно соединенные с наружной трубой, и внутреннюю керноприемную трубу, установленную в наружной трубе подвижно с возможностью постоянного взаимодействия с буровой коронкой и наковальней, согласно предлагаемому решению в зоне взаимодействия внутренней керноприемной трубы и наковальни, на центрирующем пояске наковальни выполнены пазы, перекрываемые внутренней керноприемной трубой в крайнем верхнем ее положении относительно наковальни. The problem is solved in that in the proposed core set comprising an outer pipe, a drill bit, an anvil with a centering belt in the lower part, movably connected to the outer pipe, and an inner core receiver mounted in the outer pipe movably with the possibility of constant interaction with the drill crown and anvil, according to the proposed solution, in the zone of interaction between the inner core receiver pipe and the anvil, grooves are made on the centering belt of the anvil, overlapping the inner core emnoy pipe in its uppermost position relative to the anvil.

При этом обеспечивается эффективная очистка забоя скважины от осажденного шлама перед началом бурения, так как часть промывочной жидкости прокачивается через открытые пазы на центрирующем пояске наковальни и далее - через внутреннюю керноприемную трубу и забой скважины. При бурении (отбор кернового материала) вся промывочная жидкость прокачивается только через кольцевой зазор между внутренней керноприемной и наружной трубами, тем самым сохраняя керновый материал. Качество бурения повышается. This ensures effective cleaning of the bottom of the well from the deposited cuttings before drilling, as part of the flushing fluid is pumped through open grooves on the centering belt of the anvil and then through the inner core pipe and bottom of the well. During drilling (coring), all flushing fluid is pumped only through the annular gap between the inner core receiver and the outer pipe, thereby preserving the core material. Drilling quality is improving.

Сущность технического решения поясняется примером конструктивного исполнения и чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез колонкового набора, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1, соединение буровой коронки с наружной трубой (в увеличенном масштабе) перед началом бурения; на фиг.3 - узел II на фиг.1, зона взаимодействия внутренней керноприемной трубы и наковальни, когда керноприемная труба находится в крайнем нижнем положении, перед началом бурения (в увеличенном масштабе). The essence of the technical solution is illustrated by an example of the design and drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section of a core set, general view; figure 2 - node I in figure 1, the connection of the drill bit with the outer pipe (on an enlarged scale) before starting drilling; figure 3 - node II in figure 1, the interaction zone of the inner core-receiving pipe and the anvil, when the core-receiving pipe is in its lowest position, before drilling (on an enlarged scale).

Колонковый набор (фиг. 1-3) состоит из наружной трубы 1, наковальни 2, буровой коронки 3, которые подвижно соединены с наружной трубой 1 с помощью шлицевых соединений 4 и 5, и внутренней керноприемной трубы 6. В нижней части наковальни 2 на центрирующем пояске выполнены пазы 7, которые наклонными отверстиями 8 при нижнем положении внутренней керноприемной трубы 6 сообщены с центральным каналом 9 наковальни 2. В верхней части набора наковальня 2 соединена подвижно с наружной трубой 1 с помощью гайки 10 и шлицевого соединения 4. В нижней части набора наружная труба 1 соединена подвижно с буровой коронкой 3 посредством резьбовой муфты 11, имеющей шлицы 5. Буровая коронка 3 удерживается в наборе от выпадания разрезным кольцом 12 и гайкой 13. Между внутренней поверхностью наружной трубы 1 и наружной поверхностью внутренней керноприемной трубы 6 образован кольцевой зазор 14. The core set (Fig. 1-3) consists of an outer pipe 1, anvil 2, a drill bit 3, which are movably connected to the outer pipe 1 by means of splined joints 4 and 5, and an inner core receiver 6. In the lower part of the anvil 2 on the centering grooves are made in the girdle 7, which are inclined with openings 8 in the lower position of the inner core receiving pipe 6 communicated with the central channel 9 of the anvil 2. In the upper part of the set, the anvil 2 is connected movably to the outer pipe 1 using a nut 10 and a spline connection 4. In the lower part of the set the bottom pipe 1 is movably connected to the drill bit 3 by means of a threaded sleeve 11 having splines 5. The drill bit 3 is kept in the set from falling out by a split ring 12 and a nut 13. An annular gap 14 is formed between the inner surface of the outer pipe 1 and the outer surface of the inner core-receiving pipe 6. .

Колонковый набор работает следующим образом. Снаряд, состоящий из ударной машины (не показана) и колонкового набора, спускают в скважину. До начала работы, с целью получения качественного керна, производят промывку забоя. При этом снаряд удерживают на весу без опоры буровой коронки 3 на забой. В это время внутренняя керноприемная труба 6 (фиг.3) находится в нижнем положении и пазы 7 полностью открыты. Промывочная жидкость по центральному каналу 9 и наклонным отверстиям 8 проходит через пазы 7 во внутреннюю керноприемную трубу 6 и далее через буровую коронку 3 - на дно скважины, интенсивно его промывая (фиг.2). Одновременно некоторая часть промывочной жидкости по кольцевому зазору 14 и шлицевым пазам 5 проходит в затрубное пространство, очищая скважину. После окончания очистки забоя и скважины снаряд опускают до упора буровой коронки 3 в дно скважины. Наковальня 2 перемещается вниз и внутренняя поверхность керноприемной трубы 6 перекрывает пазы 7 наковальни 3 (фиг.3). Column set works as follows. A projectile consisting of a percussion machine (not shown) and a core set is lowered into the well. Before starting work, in order to obtain high-quality core, the face is flushed. In this case, the projectile is kept in weight without the support of the drill bit 3 to the bottom. At this time, the inner core receiving pipe 6 (Fig. 3) is in the lower position and the grooves 7 are fully open. The flushing fluid through the central channel 9 and inclined holes 8 passes through the grooves 7 into the inner core receiver pipe 6 and then through the drill bit 3 to the bottom of the well, washing it intensively (Fig. 2). At the same time, some part of the flushing fluid along the annular gap 14 and the spline grooves 5 passes into the annulus, cleaning the well. After cleaning the bottom and well, the projectile is lowered to the stop of the drill bit 3 in the bottom of the well. Anvil 2 moves downward and the inner surface of the core-receiving pipe 6 overlaps the grooves 7 of the anvil 3 (Fig. 3).

Затем включают в работу ударную машину. Промывочная жидкость проходит к забою только по кольцевому зазору 14 между трубами 1 и 6. Ударник машины наносит удары по наковальне 2. Ударные импульсы передают буровой коронке 3 по внутренней керноприемной трубе 6. Крутящий момент от става штанг передается буровой коронке 3 через наружную трубу 1 и шлицевые соединения 4 и 5. Выбуренный керн поступает во внутреннюю керноприемную трубу 6, причем ударные импульсы, идущие по этой трубе, способствуют более эффективному продвижению керна. Then the drum machine is turned on. The flushing fluid passes to the face only along the annular gap 14 between the pipes 1 and 6. The hammer of the machine strikes the anvil 2. The shock pulses are transmitted to the drill bit 3 through the inner core pipe 6. The torque from the rod stand is transmitted to the drill bit 3 through the outer pipe 1 and splined joints 4 and 5. The drilled core enters the inner core receiving pipe 6, and the shock pulses traveling through this pipe contribute to more efficient core advancement.

Claims

A core set comprising an outer pipe, a drill bit, an anvil with a centering belt in the lower part, movably connected to the outer pipe, and an inner core receiver mounted in the outer pipe movably with the possibility of constant interaction with the drill bit and anvil, characterized in that in the zone interactions of the inner core-receiving pipe and the anvil, grooves are made on the centering belt of the anvil, overlapping by the internal core-receiving pipe in its extreme upper position relative to the anvil flax.