SU1511371A1

SU1511371A1 - Core tool

Info

Publication number: SU1511371A1
Application number: SU874342284A
Authority: SU
Inventors: Виктор Игоревич Блинов; Олег Якубович Тодер; Геннадий Михайлович Валитов; Артур Аркадьевич Каракозов; Виталий Сергеевич Фоменко
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1989-09-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу и предназначено дл бурени с отбором керна. Цель - повышение качества керна. Дл этого кожух 38 соединен с переходником 2 и наковальней 3. Переходник 2 имеет распределительную камеру 33, сообщенную каналом 37 с кольцевым пространством между кожухом 38 и корпусом 1, каналом 34 - с внешним пространством. Камера 33 св зана каналом 35 с нагнетательной полостью 20, а каналом 36 - с выпускной полостью 19 гидравлического вибратора. В камере 33 размещена ступенчата золотникова втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 41 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 43 под сбросовый клапан 44. Канал 42 сообщаетс радиальным каналом 45 с проточкой 41. Наковальн 3 выполнена с каналом 51, сообщающим кольцевое пространство с полостью колонковой трубы 4. После очистки скважины от шлама бросают клапан 44 в колонну бурильных труб. Клапан 44 через канал 42 попадает в седло 43, перекрыва проход жидкости через втулку 39, котора движетс вниз. Втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37, а проточки 40 и 41 совмещаютс с каналами 34 и 35 переходника соответственно. Из канала 42 жидкость попадает через каналы 45 в проточки 41 и каналы 35 под поршень 14. Он движетс вместе с бойком, который наносит удар по наковальне 3. Этот удар с наковальни 3 передаетс на башмак и вызывает внедрение последнего в породу. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to mining and is intended for core drilling. The goal is to improve the quality of the core. For this purpose, the casing 38 is connected to the adapter 2 and the anvil 3. The adapter 2 has a distribution chamber 33 connected by a channel 37 with an annular space between the casing 38 and the housing 1, the channel 34 with the external space. Chamber 33 is connected by channel 35 to the discharge cavity 20, and channel 36 to the outlet cavity 19 of a hydraulic vibrator. The chamber 33 houses a step-down spool bushing 39 with annular grooves 40 and 41 on the side surface, with a through axial channel 42 having a saddle 43 under the discharge valve 44. Channel 42 is connected by a radial channel 45 with a groove 41. The anvil 3 is made with channel 51, communicating an annular space with a hollow core pipe 4. After cleaning the well from cuttings, valve 44 is thrown into the drill pipe string. The valve 44 through the channel 42 enters the saddle 43, blocking the passage of fluid through the sleeve 39, which moves downwards. The sleeve 39 closes the channels 36 and 37, and the grooves 40 and 41 are aligned with the channels 34 and 35 of the adapter, respectively. From channel 42, the liquid enters through channels 45 into grooves 41 and channels 35 under piston 14. It moves along with the striker, which strikes the anvil 3. This blow from anvil 3 is transferred to the shoe and causes the latter to be injected into the rock. 2 hp ff, 6 ill.

Description

в проточки 41 и каналы 35 под поршень . Он движетс вместе с бойком, который наносит удар по наковальне 3.in grooves 41 and channels 35 under the piston. He moves with the striker, which strikes the anvil 3.

Этот удар с наковальни 3 передаетс на башмак и вызывает внедрение последнего в породу. 2 з,п.ф-лы, 6 ил.This blow from the anvil 3 is transmitted to the shoe and causes the latter to be introduced into the rock. 2 з, п.ф-л, 6 Il.

Изобретение относитс к горному делу, к средствам дл бурени с отбором керна и удалени из скважины продуктов разрушени породы,The invention relates to mining, to means for drilling with core sampling and removal from the well of products of rock destruction,

Цель изобретени - повышение ка- ;чества керна.The purpose of the invention is to increase the quality of core.

; На фиг. 1 и 2 показаны соответст- венно верхн и нижн части колонкоI вого снар да в положении перед постановкой на забой; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 -соответственно верхн и нижн части колонкового снар да в процессе бурени ; iна фиг. 6 - вариант выполнени клапа- iнов в каналах рабочей камеры насоса. Колонковый снар д содержит корпус 1, соединенный с переходником 2 и наковальней 3, к которой, в свою очередь , прикреплена колонкова труба 4 с башмаком 5. Башмак оборудован кер- ноудерживеющим устройством, лепестки которого 6 подпружинены пружинами 7. Внутри корпуса 1 размещен гидравли- ческий вибратор 8.; FIG. Figures 1 and 2 show, respectively, the upper and lower parts of the column projectile in a position before setting to the bottom; in fig. 3, section A-A in FIG. one; in fig. 4 and 5, respectively, the upper and lower parts of the coring during drilling; i FIG. 6 shows an embodiment of a valve in the channels of the pump working chamber. The core projectile contains a body 1 connected to an adapter 2 and an anvil 3, to which, in turn, a column pipe 4 with a shoe 5 is attached. The shoe is equipped with a core-holding device, the petals of which 6 are spring-loaded with springs 7. a vibrator 8.

Гидравлический вибратор образован клапанной коробкой 9, в которой размещен впускной клапан 10 и толкатель И1, взаимодействующий с выпускным клапаном 12 на хвостовике 13. Выпускной клапан 12 подпружинен относительно поршн 1 пружиной 15. Поршень соединен с бойком 1б, имеющим хвостовик 17 вл ющийс поршнем поршневого насоса, при этом боек выполн ет функцию привода перемещени поршн . Поршень установлен в цилиндре 18, стенки которого раздел ют пространство внутри корпуса 1 на вы- пускную 19 и нагнетательную 20 полости . На корпусе 1 закреплена верхн наковальн 21. Поршневой насос образован поршнем 17 и рабочей камерой 22, котора системой каналов 23 и 2k сообщаете с внешним пространством и полостью колонковой трубы 4. В канале 2А установлен предохранительный клапан с запорным элементом 25 и выхлопной клапан 2б с пружиной 27. В канале 23 на седле 28 установлен всасывающий клапан 29.The hydraulic vibrator is formed by a valve box 9 in which the inlet valve 10 and the pusher I1 are located, which interacts with the exhaust valve 12 on the shank 13. The exhaust valve 12 is spring-loaded relative to the piston 1 by the spring 15. The piston is connected to the striker 1b, which has a shank 17 which is a piston pump piston while the head functions as a piston displacement actuator. The piston is mounted in the cylinder 18, the walls of which divide the space inside the housing 1 into the outlet 19 and the injection cavity 20. The housing 1 is fixed to the top anvil 21. The piston pump is formed by a piston 17 and a working chamber 22, which communicates with the system of channels 23 and 2k with the external space and cavity of the core pipe 4. In channel 2A there is a safety valve with a locking element 25 and an exhaust valve 2b with a spring 27. In channel 23, a suction valve 29 is mounted on the seat 28.

Функцию всасывающего клапана может выполн ть запорный элемент 25The function of the suction valve can be performed by the locking element 25.

5five

0 0

5 0 0 5 0 0

5 0 5 Q 5 5 0 5 Q 5

предохранительного клапана, при этом седло 30 предохранительного клапана подпружинено пружиной 31, опирающейс на пробку 32. Запорный элемент 25 удерживаетс в исходном положении поршнем-хвостовиком 17. В переходнике 2 имеетс распределительна камера 33, св занна каналом 3 с внешним пространством, каналом 35 - с нагнетательной полостью 20, каналом 3& - с выпускной полостью 19, а каналом 37 с кольцевым пространством между корпусом 1 и кожухом 38, соединенным с переходником 2 и наковальней 3. В камере 33 размещена ступенчата золотникова втулка 39 с кольцевыми проточками 40 и 1 на боковой поверхности, со сквозным осевым каналом 42, имеющим седло 3 под сбросовый клапан и сообщающимс радиальным каналом 5 с проточкой А1 , а также с каналом 46 дл св зи проточки 40 с полостью камеры 33. Внутри колонковой трубы k установлен подвижный поршень 7 с гидромониторными соплами 8 и с перепускным каналом 49 с обратным клапаном 50.a safety valve, wherein the seat 30 of the safety valve is spring-loaded by a spring 31 supported on the plug 32. The locking element 25 is held in its initial position by the piston-tail 17. In the adapter 2 there is a distribution chamber 33 connected by channel 3 with external space, channel 35 - with injection cavity 20, channel 3 & - with an exhaust cavity 19, and a channel 37 with an annular space between the housing 1 and the casing 38 connected to the adapter 2 and the anvil 3. In the chamber 33 there is a stepped spool bushing 39 with annular grooves 40 and 1 on the lateral surface, with a through axial channel 42 having a saddle 3 under the relief valve and a connected radial channel 5 with the groove A1, as well as with the channel 46 to connect the groove 40 with the cavity of the chamber 33. Inside the core pipe k there is a movable piston 7 with jetting nozzles 8 and with an overflow channel 49 with reverse Valve 50 m.

Наковальн 3 выполнена с каналом 51, сообщающим кольцевое пространство между корпусом 1 и кон(ухом 38 с полостью колонковой трубы .The anvil 3 is made with a channel 51, which communicates the annular space between the housing 1 and the con (the ear 38 with the cavity of the core tube.

Колонковый снар д работает следую- щи( образом.The column slug works as follows (in a way.

При спуске в скважину втулка 39 занимает в камере 38 верхнее положение (фиг, 1), боек 1б с поршнем 17 под собственным весом наход тс в нижней позиции, выпускной клапан 12 гидравлического вибратора открыт, а впускной клапан 10 - закрыт. Поршень 7 занимает крайнее нижнее положение в колонковой трубе 4, удержива от закрыти лепестки 6 керноудерживаю- щего устройства. Перед выходом башмака 5 снар да из колонны обсадных труб (не показана), в устройство по бурильным трубам (не показаны) подаетс рабоча жидкость, котора через осевой канал 2 втулки 39 попадает в кольцевое пространство, образованное кожухом 38 и корпусом 1 гидравлического вибратора, через каналыWhen lowering into the well, the sleeve 39 occupies the upper position in the chamber 38 (Fig. 1), the striker 1b with the piston 17 under its own weight is in the lower position, the outlet valve 12 of the hydraulic vibrator is open, and the inlet valve 10 is closed. The piston 7 occupies the lowest position in the core pipe 4, keeping the petals 6 of the core-holding device from closing. Prior to the release of the projectile shoe 5 from the casing string (not shown), working fluid is supplied to the device through drill pipes (not shown), which through the axial channel 2 of the sleeve 39 enters the annular space formed by the casing 38 and the body 1 of the hydraulic vibrator, through channels

37 в верхнем переходнике 1. Далее через каналы 31 наковальни 3 рабоча жидкость попадает в полость колонковой трубы k, откуда через гидромониторные сопла 48 поршн kj истекает в скважину, производ очистку ее ствола и забо от шламового материала . Перепад давлени , возникающий на гидромониторных соплах 48, удерживает поршень 7 от перемещени вверх при встрече со шламовыми пробками, прижимает к седлу обратный клапан 50 и через всасывающий клапан 29 насоса воздействует на поршень 17 и боек 1б который удерживаетс от перемещени вверх давлением жидкости на поршень k, через каналы 36 переходника 2. Запорный элемент 25 перекрывает отверстие в подвижном седле 30, предотвраща утечки жидкости через нагнетательный канал 2 и клапан 26 насоса .37 in the upper adapter 1. Then, through the channels 31 of the anvil 3, the working fluid enters the cavity of the core pipe k, from which piston kj flows into the well through the jetting nozzles 48 of the piston 48, clearing its trunk and removing the slurry. The differential pressure arising on the jetting nozzles 48 keeps the piston 7 from moving upwards when it encounters sludge plugs, presses the check valve 50 to the saddle and through the pump suction valve 29 acts on the piston 17 and the striker 1b which is kept from moving upward by the pressure of the liquid on the piston k through the channels 36 of the adapter 2. The locking element 25 closes the opening in the movable seat 30, preventing leakage of fluid through the discharge channel 2 and the valve 26 of the pump.

После очистки скважины от шламаAfter cleaning the well from cuttings

в колонну бурильных труб бросают кла- 25создани местной обратной циркул цииa local reverse circulation is thrown into the drill pipe string

пан 44 (фиг. 2), который через осе-жидкости в колонковой трубе 4. Приpan 44 (Fig. 2), which is through the axial fluid in the core tube 4. When

вой канал 42 ступенчатой втулки 39этом при ходе бойка 1б вверх жидкостьhowl channel 42 of the stepped bushing 39that while the striker 1b is running up the liquid

попадает в седло 43, перекрыва про-через клапан 50 и всасывающий клапанgets into the saddle 43, cutting off through the valve 50 and the suction valve

ход жидкости через втулку 39, котора под давлением жидкости перемещаетс вниз. При этом втулка 39 перекрывает каналы 36 и 37 переходника 2, а ее кольцевые проточки 40 и 4l совмещаютс с каналами 34 и 35 переходника 2 соответственно. При этом из осевого канала 42 жидкость попадает через каналы 45, полость кольцевой проточки 41 и каналы 35 под поршень 14, который совместно с бойком 1б движетс вверх. При этом запорный элемент 25 освобождаетс от св зи с хвостовиком-поршнем 17 бойка 1б и под действием силы сжатой пружины 31 и собственного веса выпадает из нагнетательного канала 24 и либо остаетс во врем работы в камере 22 под хвостовиком-поршнем 17 бойка 1б (фиг. 2), либо занимает место на седле 28 всасывающего клапана насоса. При совместном движении поршн 14 с бойком 1б вверх толкатель 11 упираетс во впускной клапан 10, который прижат к седлу клапанной коробки 9 давлением рабочей жидкости, а пружина 15 сжимаетс . В определенный момент поршень 14 наносит удар по выпускному клапану 12, который под действием пружины 15 совместно с толкателем 11 и впускным клапаном 10 перебрасываетс fluid flow through sleeve 39, which moves downward under fluid pressure. In this case, the sleeve 39 overlaps the channels 36 and 37 of the adapter 2, and its annular grooves 40 and 4l are aligned with the channels 34 and 35 of the adapter 2, respectively. At the same time, from the axial channel 42, the liquid flows through the channels 45, the cavity of the annular groove 41 and the channels 35 under the piston 14, which, together with the striker 1b, moves upwards. In this case, the locking element 25 is released from the connection with the shank-piston 17 of the striker 1b and under the action of the force of the compressed spring 31 and its own weight drops out of the discharge channel 24 or remains during operation in the chamber 22 under the shank-piston 17 of the striker 1b (Fig. 2), or takes place on the saddle 28 of the pump suction valve. When the piston 14 moves briskly 1b upward, the pusher 11 rests on the intake valve 10, which is pressed against the seat of the valve box 9 by the pressure of the working fluid, and the spring 15 is compressed. At some point, the piston 14 strikes the exhaust valve 12, which, under the action of the spring 15, together with the pusher 11 and the inlet valve 10 is thrown

oo

с with

00

в верхнее положение. В момент перестановки клапанов 10 и 12 боек 1б наносит удар по верхней наковальне 21. Жидкость начинает поступать в верхнюю полость илиндра 18, в результате чего поршень I t с бойком 1б начинают движение вниз ввиду того, что рабоча площадь поршн 14 сверху больше, чем снизу. В конце хода вниз поршень 14 захватит XBocTOBt- K 13 выпускного клапана 12 и перебросит клапаны в нижнее положение, а боек 1б нанесет удар по наковальне 3, который передаетс на башмак 5 и вызывает внедрение последнего в породу. Жидкость снова поступает под поршень 14, и цикл повтор етс . При ходе поршн 14 вверх жидкость из надпоршневой полости цилиндра 18 вытесн етс через каналы 36, камеру 33, каналы 46, кольцевую проточку 40 и каналы 14 в скважину. Возвратно-поступательное движение поршн 1 7 с бойком 1б используетс дл in the upper position. When the valves 10 and 12 are swapped, the striker 1b strikes the upper anvil 21. The fluid begins to flow into the upper cavity of the cylinder 18, with the result that the piston I t with the striker 1b starts to move downwards because the working area of the piston 14 is higher from above than below. . At the end of the downward stroke, the piston 14 will capture the XBocTOBt-K 13 of the exhaust valve 12 and transfer the valves to the lower position, and the striker 1b will strike the anvil 3, which is transmitted to the shoe 5 and causes the latter to be introduced into the rock. The fluid flows again under the piston 14, and the cycle repeats. As the piston 14 moves upward, fluid from the piston cavity of the cylinder 18 is displaced through the channels 36, the chamber 33, the channels 46, the annular groove 40 and the channels 14 into the well. The reciprocating movement of the piston 1 7 with brisk 1b is used to

00

5five

00

5five

00

5five

28 попадает в полость под хвостовиком 17. При ходе бойка 16 вниз жидкость через нагнетательный канал 24 клапан 26 вытесн етс в скважину. Поршень 47 при этом под действием разрежени , создаваемого в трубе 4, а керн заполн ет колонковую трубу 4. Пс окончании рейса лепестки 6 керноудер- живающего устройства под действием веса керна и пружин 7 закрываютс , удержива пробу от выпадени . Гидровибрационный снар д извлекаетс из скважины. При этом полость колонковой трубы 4 над керном закрыта клапаном 29 от воздействи столба жидкости в скважине.28 enters the cavity under the shank 17. When the striker 16 moves downward, the fluid through the discharge channel 24 causes the valve 26 to be forced into the well. At the same time, the piston 47 under the action of the vacuum created in the pipe 4, and the core fills the core pipe 4. The end of the voyage ends the petals 6 of the core-drilling device under the action of the weight of the core and the springs 7 to keep the sample from falling out. Hydraulic vibration is removed from the well. In this case, the cavity of the core pipe 4 above the core is closed by a valve 29 from the effect of a liquid column in the well.

Claims

1. A coring device comprising a body connected to an adapter and an anvil, an anvil connected to the anvil, a hydraulic vibrator and a piston pump located in the body, having a working chamber with a channel system with valves communicating with the external space and the cavity of the core pipe, and driven piston driven hydraulic vibrator, characterized in that

improving the quality of the core, it is equipped with a binder connected to the adapter, And | anvil, distribution box in the adapter connected by a canal to the annular space between the housing and the housing, external space, the outlet and discharge capacitance of the hydraulic vibrator and placed in the distribution stage-type spool bushing with | annular grooves on the lateral surface, with a through axial channel, having a saddle for the discharge valve and interconnecting radial channels with an annular groove on the lateral surface, and the anvil being connected to the channel that communicates the F-ring .1

A new space with a hollow core tube.

2, the column device according to claim 1, characterized in that it is provided with a movable piston with jetting nozzles disposed in the core tube and with a bypass channel with a check valve.

3. The columnar according to claim 1, characterized in that. The shut-off element of the safety valve is mounted so as to move on the saddle of the suction valve, wherein the saddle of the safety valve is spring-loaded, and the shut-off element is installed so that it can be in initial position with the piston pump.

Fig.Z

i6

17

FIG. 6