SU1752923A1 - Колонковый снар д - Google Patents

Abstract

Использование: средства дл  бурени  с отбором керна и обратной цир- . 1 . кул цией промывочной жидкости. Сущность изобретени : колонковый снар д содержит колонковую грубу с погружным насосом, камера которого в корпусе сообщаетс  с внешним пространством и полостью колонковой трубы, а поршень имеет привод в виде бойка гидроударника и подвижный демпАер, выполненный в виде подпружиненного стакана с хвостовиком, этом поршень расположен в полости подвижного стакана, а корпус выполнен лами, сообщающими пространство над и под стаканом с внешним пространством . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области колонкового бурени , а именно к устройствам дл  создани  обратной приза бой ной циркул ции промывочной жидкости при бурении скважин в рыхлых породах

Известен колонковый снар д TJ, содержащий колонковую трубу, погружной поршневой насос с поршнем, привод которого выполнен в виде бойка , гидроударника, корпусом, соединенным с колонковой трубой, размещенным в корпусе цилиндром с рабочей камерой, сообщающейс  системой каналов с кла- панами с полостью колонковой трубы и внешним пространством.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  колонковый снар д Ј2j , содержащий колонковую трубу, погружной поршневой насос с поршнем, привод которого выполнен

В виде штока бойка гидроударника, корпусом, соединенным с колонковой трубой, и рабочей камерой, гидрав лически св занной системой каналов с клапанами с полостью колонковой трубы и внешним пространством. Поршень насоса, выполн ющий функции демпфера антикавитационного механизма , установлен подвижно на штоке бойка гидроударника и подпружинен относительно него.

Основным недостатком колонкового снар да  вл етс  низкий выход керна при бурении в рыхлых, несв зных породах , что обусловлено следующим. При незначительном или полном отсутствии притока жидкости в полость колонковой трубы происходит отрыв поршн  от уровн  жидкости в рабочей камере поршневого насоса. Вызванные кавитацией гидравлические удары и пульсации давлени , распростран юм

Ј

а

ю, ю

hO

(л

«

3

щиес  в полости колонковой трубы, ухудшают условий кернообразовани  грунта, нарушают структуру керна, снижают его выход.

иелыо изобретени   вл етс  повышение выхода керна путем снижени  кавитационных  влений в рабочей камере погружного поршневого насоса.

Цель достигаетс  тем, что в колонковом снар де, содержащем колонковую трубу и погружной насос в виде корпуса с цилиндрической камерой, сообщающейс  с внешним пространством через выпускной канал с клапаном и с полостью колонковой трубы через впускной канал с клапаном, поршн , имеющего привод в виде бойка гидроударника , и подвижного демфпера, демпфер выполнен в виде подпружиненного относительно корпуса стакана с хвостовиком , расположенным во впускном канале и имеющим сквозной канал, сообщающий полость стакана с впускным каналом, при этом поршень расположен, в полости подвижного стакана , а корпус выполнен с каналами, сообщающими пространства над и под стаканом с внешним пространством.

На фиг. 1 изображен колонковый снар д с бойком гидроударника, в нижнем положении1, на фиг. 2 - тот же снар д с бойком гидроударника, , в верхнем положении.

Колонковый снар д содержит колонковую трубу 1, погружной поршневой насос с корпусом 2, соединенным с колонковой трубой 1 и поршнем 3, привод которого выполнен в виде бойка А гидроударника 5. В корпусе 2 установлен демпфер, выполненный в виде стакана 6 с хвостовиком 7, имеющим сквозной канал 8. Стакан 6 подпружинен относительно корпуса 2 насоса пружиной 9 и размещен в цилиндрической камере, полости 10 и 11 которой соответственно над и под стаканом 6 сообщены каналами 12 и 13 с внешним пространством. Причем жесткость пружины 9 выбрана такой, чтобы усилие со стороны пружины 9 при мак- симально  ее сжатии было равно ре- -зультирующей силе, действующей на стакан 6 и обусловленной гидростатическим давлением жидкости в полост х 10 и 11 цилиндрической камеры корпуса 2 насоса. Хвостовик 7 стакана 6 размещен в канале 1 корпуса 2, сообщающемс  через впускной канал 15 с

52923/)

клапаном 1б с полостью колонковой трубы 1 и через выпускной канал 17 с клапаном 18 с внешним пространством . Полость 19 стакана 6,  вл юща с  рабочей камерой насоса, в которой установлен поршень 3, соединена посредством сквозного канала 8 хвостовика 7 с каналом Ik корпуса 2.

Ю Колонковый снар д работает следующим образом.

В процессе бурени  боек k гидроударника 5 совершает возвратно-поступательные движени , ударами бива  трубу грунт. Вместе с бойком k гидроударника 5 возвратно-поступательные движени  совершает также поршень 3 погружного насоса. При ходе бойка b с поршнем 3 вверх

20tстакан 6 вначале сохран ет свое крайнее нижнее положение. В результате в полости 19 стакана 6 возникает разрежение и под действием разности давлений жидкость из полости

25 колонковой трубы 1 через впускной

канал 15 с клапаном 16, канал корпуса насоса и канал 8 хвостовика 7 попадает в полость 19.

Рабочее давление Рр жидкости в

30 полости 19 стакана 6 в значительной степени определ етс  скоростью притока в нее жидкости из полости колонковой трубы 1„ Чем ниже гидравлические сопротивлени  а циркул цией-

,, ной системе скважины, тем быстрее полость 19 стакана 6 заполн етс  жидкостью и тем выше устанавливаетс  там давление. В предельном случае, когда гидравлические сопротивлени 

40 движению жидкости практически отсутствуют (например, в начале бурени ),

рабочее давление Рр в полости 19 стакана 6 стремитс  сравн тьс  с гидростатическим давлением РГ (по

45 закону сообщающихс  сосудов). В этом случае, когда Рр Pf , действие всех сил на стакан 6, обусловленных гидростатическим и рабочим давлени ми жидкости, уравновешено, стакан б про5Q должает оставатьс  в крайнем нижнем положении и полость 13 в верхнем положении бойка k гидроударника 5 характеризуетс  максимальным объемом) Если гидравлические сопротивле55 ни  в циркул ционной системе сква- жины значительны (например, при возрастании длины керна), интенсивность притока жидкости в полость колонковой трубы 1 снижаетс  и жидкость не

51752923

успевает заполнить образующеес  .под поршнем 3 пространство. В этом слуf5 с

чае давление жидкости Рр в полости 19 стакана 6 снижаетс  вплоть до нул  и стакан 6 под.действием результирующих сил, обусловленных гидростатическим давлением в полост х 10 и 11 цилиндрической камеры корпуса 2 насоса, перемещаетс  вверх, сжима  пружину 9 до момента, пока усилие сжатой пружины 9 не уравновесит силу гидростатического давлени  на стакан 6„ При движении стакана 6 вверх жидкость из внешнего пространства поступает в полость 11 под стак ном 6 через канал 13 в корпусе 2, а жидкость из полости 10 над стаканом 6 вытесн етс  во внешнее пространство через канал 12 корпуса 2.

Таким образом, снижение кзвита- цирнных  влений в рабочей камере поршневого насоса Достигаетс  авто матическим регулированием объема пространства под пбршнем погружног насоса в зависимости от давлени  наход щейс  в нем жидкости. В пред лагаемом устройстве дл  увеличени объема рабочей камера требуетс  на личие некоторого давлени  жидкости под поршнем насосам (), что несколько снижает степень разрежени  в полости колонковой трубы и f5 следовательно, интенсивность обрат ной промывки. Однако, с  ругой сто роны, это исключает или значительно снижает веро тность возникновени  кавитаций в рабочей камере насоса . В результате исключаютс  гидравлические удары в системе, пульсации давлени  в полости кблонко- вой трубы, что повышает выход керна при бурении рыхлых, в особенности

Таким образом, если рабочее давлением Рр в полости 19 снизитс  до нул , то положение стакана 6 отно- е сительно корпуса 2 насоса будет край- 25 несв зных,грунтов. ним верхним, а полость 19 будет характеризоватьс  минимальным объемом. В других случа х, т.е. при

6 отФормула изобретен и

О Ј Рг , положение стакана носительно корпуса 2 насоса будет промежуточным, завис  от соотношений жесткости пружины 9 и сил, обусловленных гидростатическим давлением в полост х 10 и 11 цилиндрической ка- Колонковый снар д, содержаний 30 колонковую тр убу и погружной насос в виде корпуса с цилиндрической камерой , сообщающейс  с внешним пространством через выпускной канал с клапаном и с полостью колонковой

меры корпуса 2 насоса и рабочим дав- 35 тРУбы чеРез выпускной канал с кла- :лением в полости 19 стакана 6.

паном, поршень, имеющий привод в виде бойка гидроударника и подвижн демпфер, отличающий с   тем, что, с целью Повышени  выхопаном , поршень, имеющий привод в виде бойка гидроударника и подвижный демпфер, отличающий с   ; тем, что, с целью Повышени  выхоПри ходе бойка и гидроударника 5 вниз поршень 3 насоса выдавливает

жидкость из полости 19 через сквозной 40 да керна, демпфер выполнен в виде канал 8 хвостовика 7, канал 1 корпу подпружиненного относительно корпуса стакана с хвостовиком, располо- ; женным во впускном канале и имеющим сквозной канал, сообщающий полость 45 стакана с впускным каналом, при этом поршень расположен в поло-

са 2 и выпускной канал 17 с клапаном 18 во внешнее пространство. Если в начале хода бойка А вниз стакан 6 занимает промежуточное положение, г то в конце хода он перемещаетс  - поршнем 3 в крайнее нижнее положение , выдавлива  жидкость из полости 11 под стаканом 6 через канал 13 во внешнее пространство.

сти подвижного стакана, а корпус вы- Гполнен с каналами, сообщающими пространство над и под стаканом с внеш- 50 ним пространством.

Таким образом, снижение кзвита- цирнных  влений в рабочей камере поршневого насоса Достигаетс  автоматическим регулированием объема пространства под пбршнем погружного насоса в зависимости от давлени  наход щейс  в нем жидкости. В предлагаемом устройстве дл  увеличени  объема рабочей камера требуетс  наличие некоторого давлени  жидкости под поршнем насосам (), что несколько снижает степень разрежени  в полости колонковой трубы и, следовательно, интенсивность обратной промывки. Однако, с  ругой стороны , это исключает или значительно снижает веро тность возникновени  кавитаций в рабочей камере насоса . В результате исключаютс  гидравлические удары в системе, пульсации давлени  в полости кблонко- вой трубы, что повышает выход керна х при бурении рыхлых, в особенности

несв зных,грунтов.

несв зных,грунтов.

Claims (1)

1. Формула изобретен и 

   несв зных,грунтов.

   - Колонковый снар д, содержаний колонковую тр убу и погружной насос в виде корпуса с цилиндрической камерой , сообщающейс  с внешним пространством через выпускной канал с клапаном и с полостью колонковой

   тРУбы чеРез выпускной канал с кла-

   паном, поршень, имеющий привод в виде бойка гидроударника и подвижн демпфер, отличающий с   тем, что, с целью Повышени  выхода керна, демпфер выполнен в виде подпружиненного относительно корпуса стакана с хвостовиком, располо- женным во впускном канале и имеющим сквозной канал, сообщающий полость стакана с впускным каналом, при этом поршень расположен в поло-

   сти подвижного стакана, а корпус вы- Гполнен с каналами, сообщающими пространство над и под стаканом с внеш- 50 ним пространством.

   Щиг.1

   Фиг.г