SU1016479A1 - Буровой снар д - Google Patents

Description

Ф 4

СО

Изобретение относитс  к горному делу, к средствам бурени  с отборов, керна.

Известен буровой снар д дл  бурени  с отборои керна при ударно-вра|дательном бурений, содержащий ударный механизм, трубу и коронку {.

Применение в снар де ударника дает возможность повысить механическую ско рость колонкового бурени  в несколько раз. Но качество керна при этом значительно снижаетс . Резко уменьшаетс , длина столбиков керна, уменьшаетс  линейный и массовый выход-керна. -Это объ сн етс  особенностью разработки забо  ударно-вращательным бурением. Если при вращательном колонковом бурении керн вырезаетс  из массива резцами коронки, то при ударно-вращательном бурении разработка кольцевого забо  осуществл етс , главным образом под воздействием ударной нагрузки. При этом происходит как поверхностное , так и объемное разрушение породы на забое. В процессе бурени  ударные импульсы передаютс  от пневмоударника коронке трубой и вызывают вибрацию стенок трубы. При вхождении столбика керна в полость трубы и контакте с её поверхностью, под воздействием вибрации , происходит раскалывание столбика керна по плоскости наиболее глубоких трещин в керне..Высота отдельных столбико керна резко уменьшаетс  и может быть меньше внутреннего диаметра трубы. Это вызывает заклинивание керна в трубе и его разрушение.

Несколько меньшую степень развити  трещин можно достичь применением раздельно работающих режущих и ударных пбродоразрушающих элементов.

Известен снар д, содержащий ударный механизм с корпусом и ударником, подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы, кольцевую буровую коронку с направл ющими выемками и ударные породоразрушающие элементы, установленные подвижно в направл ющих выемках 2 J.

Однако устройство не обеспечивает надежной защиты керна от разрушени , так как и ударные элементы поражают зону такой же ширины, что и режуи ие, и таким образом всегда наход тс  в контакте с образуемой поверхностью керна.

Целью изобретени   вл етс  получение неразрушенного керна при ударно-вращательном бурении.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в буровом снар де, содержащем ударный механизм с корпусом и ударником , подвижные одна относительно другой наружную и внутреннюю трубы, кол цевую буровую коронку с направл ющими выемками и ударные породоразрушающие элементы, установленные подвижно в напра-вл ющих 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 наружна  труб установлена между ударНИКОМ и ударными породоразрушающими элементами.

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

Колонковый снар д смонтирован наколонне бурильных труб. Он состоит из ударного механизма - пневмоударника 1, включающего корпус 2 и ударник 3, керноприемной внутренней тру бы k, наружной трубы 5, кольцевой, коронки 6, армированной резцами 7, ударных породоразрушающих стержней 8 переходника 9 и хвостовика 10. Переходник 9 имеет центральное отверстие под хвостовик 10, а ниже - продольные боковые окна 12, в которые вход т выступы 13 хвостовика с-возможностью егоосевого перемещени . Переходник на резьбе соединен верхним своим концом с корпусом 2 пневмоударника, а нижним - с керноприемной трубой . Верхн   часть хвостовика 10 выполнена sP виде стержн , который входит в полость цилиндра пневмоударника 1 и своим торцом воспринимает удар от ударника 3. Выступы 13 на нижней части хвостовика, выступащие 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-. емна  труба размещена в полости наружной трубы 5 и сопр гаетс  с ней с возможностью аксиального перемещени . К нижнему торцу трубы 4 на резьбе при соединена коронка 6.

В кольце коронки выполнены сквозные вертикальные направл ющие выемки }k, в которых установлены с воз-можностью осевого перемещени  породо рёзрушающие стержни 8. Верхние торцы стержней плоские, они воспринимают удары нижнего торца трубы 5. Нижние концы стержней 8 приспособлены дл  разрушени  породы, они, в зависимости -от характера породы, могут быть выполнены заостренными или в виде ле вий - уплои{енными, например, в радиальных направлени х. Разворот стержней 8- в своих каналах предотвращен наличием у стержней и каналов сопр  женных плоскихбоковых участков. Сами стержни смещены в направлении в к периферии кольца за счет того, что выемки 1 в коронке размещены ci«iметрично ,,так, чтобы соблюдалось неравенство О d {фиг.1), где О- минимальное рассто ние между двум  диа метрально противоположными стержн ми d - диаметр входного отверсти  корон ки по резцам 7. Кольцевое сечение ар мированной части коронки имеет вид п|5 моугольника, переход щего в нижней части в равнобочную суживающуюс  книзу трапецию. Основание трапеции больше диаметра нижнего конца породоразрушающего стержн .8. В нижней части корпуса пневмоударника име етс  канал 15, перекрытый в рабочем положении хвостовиком 10, который обеспечивает выключение пневмоударника в транспортном положении. На бурильных трубах снар д спускают в скважину. В конце спуска вклю чают подачу сжатого воздуха в трубы и производ т продувку забо . При спуске снар да, под действием свое-го веса, стержни 8, труба 4 и хвосто вик 10 перемещаютс  в свое нижнее по ложение. часть хвостовика 10 открывает канал 15 и полость нижней части цилиндра пневмоударника сообщаетс  с полостью керноприемной трубы . При этом охптый воздух поступает в скважину (путь воздуха показан стрелками на фиг. О. После продувки скважины выключают подачу воздуха в трубы, снар д опускают на забой, колонне труб сооб щают вращение .и вновь включают подачу сжатого воздуха в трубы. Осевое давление и крут и1Ий момент передаютс на керноприемную трубу и коронку через корпус пневмоударного механизма и. переходник 9. При установке снар да на забой стержни 8, труба 5 и хвостовик 10 занимают свое вёрхнее полсжение. Хвостовик 10 перекрывает канал 15 ПневмоударниК начинает работать. Ударные импульсы при этом передаютс  от ударника через, хвостовик 10, трубу 5 и породоразрушающие стержни 8 породе забо . Под воздействием ударной нагрузки под лезви ми стержней 8 в массиве забо  происходи главным образом,объемное разрушение породы,т.е. образуетс  множество внутренних трещин.Эти трещины распростран ютс  вглубь массива во всех направлени х .Так как лезви  стержней В наход тс  на рассто нии,равном Рч. от этой части массива, котора  ч дальнейшем будет составл ть поверхность столбика керна, то основна  часть трещин не достигает тела, составл ющего в дальнейшем керн. По мере внедрени  коронки в массив этот кольцевой объем породы вырезаетс  резцами коронки . Так как и коронка, и керноприемна  труба не передают ударных импульсов , то при вхождении столбика в полости коронки и керноприемной трубы он нг подвергаетс  воздействию вибрации , что предохран ет его от разрушени . В конце рейса выключают подачу сжатого воздуха в трубы и вращение колонны о Снар д извлек ают на поверхность . Наличие в снар де породоразрушающих стержней обеспечивает ему высокую механическую скорость бурени , характерную дл  ударно-вращательного бурени . Расположение стержней в коронке На некотором рассто нии оТ входного отверсти  коронки, их установка в коронке с возможностью аксиального перемещени  относительно коронки, предохран ет керн от образовани  в нем трещин. Разгрузка коронки и керноприемной трубы от передачи-ударных импульсов предохран ет керн от разрушени  и самозаклинки его в керноприемной трубе. Это дает возможность избавитьс  от сбора шлама в процессе бурени , увеличить длину рейса. Отсутствие снар да в детал х, передающих ударные импульсы, разъемных соединений обеспечивает повышенную надежность снар да в работе. Все перечисленное обеспечивает высокую механическую скорость бурени , повышение производительности бурени , повышение информативности конечного результата буровых работ - извлекаемого керна.

Фг/г./

(рг/г.2

Фуг.У

Claims (1)

1. БУРОВОЙ СНАРЯД, содержащий ударный механизм с корпусом и ударником, 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 чающий с я тем, что, с целью получения неразрушенного керна при ударно-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 породораэрушающими элемента- _е ми. в

   05 bU Μ СО

   10161*79