SU1758203A1 - Downhole hydraulic hammer drill - Google Patents

Downhole hydraulic hammer drill Download PDF

Info

Publication number
SU1758203A1
SU1758203A1 SU904798150A SU4798150A SU1758203A1 SU 1758203 A1 SU1758203 A1 SU 1758203A1 SU 904798150 A SU904798150 A SU 904798150A SU 4798150 A SU4798150 A SU 4798150A SU 1758203 A1 SU1758203 A1 SU 1758203A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
nozzle
diffuser
hydraulic hammer
spring
projectile
Prior art date
Application number
SU904798150A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Леонидович Квенцель
Александр Николаевич Бутковский
Евгений Константинович Спиридонов
Original Assignee
Специальное проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Геотехника"
Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Геотехника", Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола filed Critical Специальное проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Геотехника"
Priority to SU904798150A priority Critical patent/SU1758203A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1758203A1 publication Critical patent/SU1758203A1/en

Links

Abstract

Использование: повышение качества керношламового материала при гидроударном колонковом бурении интенсивно трещиноватых и дробленых пород. Сущность изобретени : снар д содержит гидроударник , верхний переходник с насадкой, диффузор и нижний переходник. Между насадкой и диффузором установлен упруго- деформируемый элемент. Собственна  частота упругого элемента в 3-4 раза больше частоты вынужденных колебаний гидроударника . В нижнем переходнике выполнены циркул ционные и эжекторные каналы. Насадка установлена в верхнем переходнике с возможностью осевого перемещени  относительно диффузора. При этом процесс эжектировани  происходит более интенсивно , что позвол ет повысить эффективность работы снар да в целом. 2 ил (Л СUsage: improving the quality of the core material in the hydropercussion column drilling intensively fractured and crushed rocks. SUMMARY OF THE INVENTION: The projectile comprises a water hammer, an upper adapter with a nozzle, a diffuser, and a lower adapter. An elastically deformable element is installed between the nozzle and the diffuser. The natural frequency of the elastic element is 3-4 times greater than the frequency of forced vibrations of the hydraulic hammer. Circulation and ejector channels are made in the lower adapter. The nozzle is installed in the upper adapter with the possibility of axial movement relative to the diffuser. In this case, the ejection process occurs more intensively, which makes it possible to increase the overall performance of the projectile. 2 Il (L S

Description

Изобретение относитс  к колонковому бурению, а именно к снар дам дл  повышени  качества керношламового опробовани  при гидроударном бурении интенсивно трещиноватых , дробленых и перемежающихс  по твердости пород.The invention relates to coring drilling, in particular to projectiles for improving the quality of rock slurry testing during hydraulic percussion drilling of intensely fractured, crushed and intermittent hard rock.

Известен буровой гидроударно-эжектор- ный снар д, состо щий из гидроударника, переходника верхнего с насадкой, корпуса, диффузора и нижнего переходника с втулкой.A drilling hydraulic percussion ejector shell is known, consisting of a hydraulic hammer, an upper adapter with a nozzle, a casing, a diffuser, and a lower adapter with a sleeve.

Известен (прототип) буровой гидро- ударно-зжекторный снар д, состо щий из верхнего переходника, насадки, распорной втулки, диффузора и переходника нижнего с циркул ционным и эжекторными каналами . Известный снар д при работе с гидроударником обеспечивает увеличение рейсовой проходки за счет наложени  ударных импульсов и вибраций (снижение силыA well-known (prototype) drilling hydraulic impact device consists of an upper adapter, a nozzle, a spacer sleeve, a diffuser and a lower adapter with circulation and ejector channels. The well-known projectile when working with a water hammer provides an increase in routine penetration due to the imposition of shock pulses and vibrations (reduction in force

трени  кусочков породы друг о друга и сцепление породы с металлом).friction of rock pieces together and rock adhesion to metal).

Цель изобретени  - повышение эффективности работы снар да.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the projectile.

Указанна  цель достигаетс  тем, что снар д снабжен цилиндрической распорной втулкой с радиальными окнами, а насадка установлена в верхнем переходнике с возможностью осевого перемещени  и взаимодействи  с верхним торцом распорной втулки, при этом распорна  втулка подпружинена относительно диффузора, а собственна  частота колебаний пружины в 3-4 раза больше частоты вынужденных колебаний гидроударника и усилие предварительного поджати  пружины выбираетс  в соответствии с выражениемThis goal is achieved by the fact that the projectile is provided with a cylindrical spacer with radial windows, and the nozzle is installed in the upper adapter with the possibility of axial movement and interaction with the upper end of the spacer sleeve, while the spacer sleeve is spring-loaded with a diffuser, 4 times the frequency of the forced vibrations of the hydraulic hammer and the force of the spring preload is chosen in accordance with the expression

«"

ЯI

0000

го оabout

Сл)Sl)

Pi 0,39 р рPi 0.39 p p

г 2 Л VH . d н.g 2 L VH. d n.

где р - коэффициент сопротивлени  насадки;where p is the nozzle resistance coefficient;

р- плотность промывочной жидкости; VH- скорость промывочной жидкости в проходном сечении насадки при стационар- ном режиме;„ „ p is the density of the washing liquid; VH is the velocity of the flushing fluid in the flow area of the nozzle at steady state; „„

dn - наружный диаметр насадки. На фиг. 1 показан предлагаемый буровой гидрЪударнб-эжекторный снар д; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. dn is the outer diameter of the nozzle. FIG. 1 shows the proposed drilling hydraulic shock ejector; FIG. 2 is a section A-A in FIG. one.

Снар д содержит гидроударник 1, верхний переходник 2 JT Котором размещена насадка 3 с уплотнительным кольцом 4, распорную втулку 5, упругодеформируемый элемент 6 (например, пружина), регулмро- вочные шайбы 7, диффузор 8, корпус 9, нижний переходник 10 с циркул ционными а и эжекторными б каналами, и шламовую трубу 11, приемную камеру, образованную внутренней поверхностью корпуса 9 и на- ружными поверхност ми насадки 3 и диффузора 8The rig contains a hydraulic hammer 1, an upper adapter 2 JT With which a nozzle 3 with an o-ring 4 is placed, a spacer 5, an elastically deformable element 6 (for example, a spring), an adjusting washer 7, a diffuser 8, a housing 9, a lower adapter 10 with circulating a and ejector b channels, and a slurry pipe 11, a receiving chamber formed by the inner surface of the housing 9 and the outer surfaces of the nozzle 3 and the diffuser 8

Пружина 6 одним торцом опираетс  на диффузор 8, а другим поджимает распор- ную втулку 5 и насадку 3 к верхнему пере- ходнику Усилие предварительного поджати  Pf регулируетс  шайбами 7.The spring 6 with one end rests on the diffuser 8, and the other presses the spacer sleeve 5 and the nozzle 3 to the upper adapter. The pre-pressure force Pf is adjusted by the washers 7.

Буровой гидроударно-эжекторный снар д работает следующим образом.Drilling hydraulic percussion sludge d works as follows.

После спуска снар да в скважину в него по бурильным трубам подаетс  промывочна  жидкость, котора  свободно проходит через гидроударник 1, верхний переходник 2, насадку 3.After the projectile is lowered into the well, drilling fluid is pumped into it through the drill pipe, which freely passes through the hydraulic hammer 1, upper adapter 2, and nozzle 3.

За счет истечени  промывочной жидко- сти из насадки 3 с большой скоростью происходит подсос жидкости из приемной камеры и по эжекторным каналам б из шламовой 11 и колонковой трубы в диффузор 8, в котором происходит смещение двух потоков и преобразование кинетической энергии движени  в энергию давлени ,Due to the outflow of the washing liquid from the nozzle 3, the liquid from the receiving chamber and through the ejector channels b from the slurry 11 and the core pipe into the diffuser 8 is sucked in at high speed, in which the two flows are displaced and the kinetic energy of the movement is converted into pressure energy,

Процесс эжектировани  происходит в стационарном режиме, т.к. величина расхода промывочной жидкости посто нна во времени и равна расходу бурового насоса Насадка 3 поджата пружиной б к верхнему переходнику 2 усилием предварительного поджати , величина которого больше результирующей силы давлени , действую- щей на насадку 3. При постановке снар да на забой, включа  вращени  и приложени  осевой нагрузки , начинаетс  процесс бурени  При этом гидроударник 1 включаетс  и течение активной струи становитс  цикличным пре- рьГвисто-пульсирующим, отвечающим циклу работы гидроударника,The process of ejection occurs in a stationary mode, since the flow rate of flushing fluid is constant over time and is equal to the flow rate of the mud pump Nozzle 3 is preloaded by a spring b to the upper adapter 2 by a preload force, the value of which is greater than the resulting pressure force acting on the nozzle 3. When setting the projectile to the bottom, including rotation application of axial load, the process of drilling begins. In this case, the hydroblower 1 is turned on and the active jet current becomes cyclically intermittently pulsating, corresponding to the work cycle of the hydroblower,

При увеличении мгновенного расхода выше номинального (движение бойка и клапана гидроударника 1 совместно вниз и момент отрыва бойка от клапана), результирующа  сил давлени  действующих на насадку 3, становитс  больше усили  пружины 6 и насадка 3 движетс  вниз, сжима  пружину 6, до упора в торец диффузора 8 Выброс х идкости в приемную камеру при этом предельно уменьшаетс  или совсем отсутствует . Происходит интенсивный разгон промывочной жидкости в затрубном пространстве , в эжекторных и циркул ционных каналахWith an increase in the instantaneous flow rate above the nominal (movement of the striker and valve of the hydraulic hammer 1 together downwards and the moment of striking the striker from the valve), the resulting pressure forces acting on the nozzle 3 become greater than the spring force 6 and the nozzle 3 moves downward, compressing the spring 6, until it stops at the end diffuser 8 The discharge of liquid into the receiving chamber is extremely reduced or completely absent. Intense acceleration of the flushing fluid occurs in the annulus, in the ejector and circulation channels.

При изменении величины мгновенного расхода промывочной жидкости от номинального до нул  (боек гидроударника движетс  вверх, встречаетс  с клапаном, перекрыва  поток) насадка 3 отжата силой пружины 6 к верхнему переходнику 2.When the instantaneous flow rate of flushing fluid changes from nominal to zero (the hammer of the hydraulic hammer moves upwards, meets the valve, shutting off the flow), the nozzle 3 is pressed by the force of the spring 6 to the upper adapter 2.

Следовательно, процесс эжектировани  происходит более интенсивно, количество подсасываемой жидкости и цикловой коэффициент эжекции у данного снар да выше, чем у обычного, благодар  предотвращению выбросов активной жидкости в приемную камеру и более интенсивному разгону жидкости в диффузоре и эжекторных каналах (инерционный эффект) Указанный процесс повтор етс  циклично с частотой вынужденных колебаний гидроударника Поэтому чтобы данна  колебательна  система не вошла в резонанс частота собственных колебаний пружины 6 должна быть в 3-4 раза больше, чем частота колебаний гидроударникаConsequently, the ejection process is more intense, the amount of fluid drawn in and the cycle ejection coefficient of this projecter is higher than that of the ordinary one, due to the prevention of active fluid in the receiving chamber and more intensive acceleration of the fluid in the diffuser and ejector channels (inertial effect). is cyclically with the frequency of forced oscillations of a hydraulic shock hammer. Therefore, in order for this oscillatory system not to resonate, the natural frequency of the spring 6 must be 3-4 times higher than the frequency of oscillation hammers

Предложенна  конструкци  бурового гидроударно-эжекторного снар да позвол ет повысить эффективность работы струйного насоса и всего снар да в целом, улучшить очистку забо  и колонковой трубы от частиц шлама. Причем с увеличением в зкости и плотности промывочной жидкости положительное вли ние инерционных процессов на процесс эжектировани  и, следо- вательно, на эффективность работы снар да усиливаетс ,The proposed design of a hydraulic percussion ejector shell allows to increase the efficiency of the jet pump and the entire projectile as a whole, to improve the cleaning of the bottom and core pipe from sludge particles. Moreover, with an increase in viscosity and density of the washing liquid, the positive effect of inertial processes on the ejection process and, consequently, on the efficiency of the projectile effect increases,

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Буровой гидроударно-эжекторный снар д , содержащий гидроударник цилиндрический полый корпус с верхним, соединенным с гидроударником, и нижним переходниками, насадку и диффузор, размещенные между переходниками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы, снар д снабжен цилиндрической распорной втулкой с радиальными окнами а насадка установлена в верхнем переходнике с возможностью осевого перемещени  и взаимодействи  с верхним торцом распорной втулки, при этом распорна  втулка подпружинена относительно диффузора, а собственна  частота колебаний пружины в 3-4 раза больше частоты вынужденных колебаний гидроударника и усилие предварительного поджати  пружины выбираетс  в соответствии с выражениемA drilling hydraulic shock ejector shell containing a hydraulic hammer and a cylindrical hollow body with an upper one connected to the hydraulic hammer and lower adapters, a nozzle and a diffuser placed between the adapters, characterized in that, in order to increase the work efficiency, the projectile is provided with a cylindrical expansion sleeve with radial Windows and the nozzle is installed in the upper adapter with the possibility of axial movement and interaction with the upper end of the spacer sleeve, while the spacer sleeve is spring-loaded relative to the diffuser a, and the natural frequency of oscillation of the spring is 3-4 times more than the frequency of forced oscillations of the hydraulic hammer and the force of pre-pressing the spring is chosen in accordance with the expression V2HV2h d2H,d2H, Р 0,39 ptt.p где 9 коэффициент сопротивлени  насадки;P 0.39 ptt.p where 9 is the nozzle resistance coefficient; р- плотность промывочной жидкости;p is the density of the washing liquid; VH - скорость промывочной жидкости в проходном сечении насадки при стационарном режиме;VH is the velocity of the flushing fluid in the flow area of the nozzle at steady state; dH - наружный диаметр насадки.dH - outer diameter of the nozzle. 11eleven dtetdtet
SU904798150A 1990-01-10 1990-01-10 Downhole hydraulic hammer drill SU1758203A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904798150A SU1758203A1 (en) 1990-01-10 1990-01-10 Downhole hydraulic hammer drill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904798150A SU1758203A1 (en) 1990-01-10 1990-01-10 Downhole hydraulic hammer drill

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1758203A1 true SU1758203A1 (en) 1992-08-30

Family

ID=21499771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904798150A SU1758203A1 (en) 1990-01-10 1990-01-10 Downhole hydraulic hammer drill

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1758203A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102155177A (en) * 2011-03-11 2011-08-17 刘国经 Wire-line core drilling hydraulic impactor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шкурко А. К. Бурение скважин забойными ударными машинами. Л Недра, 1982, с. 84-86, рис. 27. Дерусов В. П, Обратна промывка при бурении геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1984, с. 117, рис. 43. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102155177A (en) * 2011-03-11 2011-08-17 刘国经 Wire-line core drilling hydraulic impactor
CN102155177B (en) * 2011-03-11 2013-08-21 刘国经 Wire-line core drilling hydraulic impactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4890682A (en) Apparatus for vibrating a pipe string in a borehole
EP0333484A2 (en) Flow pulsing apparatus for down-hole drilling equipment
JPS6092591A (en) Drilling method and pulse generator
CN102191915A (en) Resonant pulse vibrating drilling device
WO2020214062A1 (en) Device for generating an axial load in a drill string assembly
SU1758203A1 (en) Downhole hydraulic hammer drill
RU2448230C1 (en) Hydraulic impact device
RU2242585C1 (en) Device for cleaning well from sand obstruction
RU2228422C2 (en) Cavitating nozzle
RU2274730C2 (en) Borehole assembly for bottomhole formation zone treatment and impulsive device for borehole assembly
SU1772345A1 (en) Oil-well vibrator
CN114809922A (en) Frequency-adjustable jet impact type oscillator
RU2038461C1 (en) Vibrator for a drilling string
RU2042796C1 (en) Device for well hydraulic perforation
RU2213848C2 (en) Device for sand bridge removal from well
RU2121568C1 (en) Method of treating bottom-hole formation zone and device for its embodiment
RU2054520C1 (en) Turbovibrator
RU72714U1 (en) HYDRAULIC BREEDING DESTRUCTION TOOL
RU41079U1 (en) DEVICE FOR CLEANING A WELL BOTTOM ZONE
RU2162508C1 (en) Hydraulic hammer
CN113802979B (en) Hydraulic composite vibration impact pipe column
SU947377A1 (en) Apparatus for rotary-percussive drilling
RU2038527C1 (en) Perforator
RU2197598C2 (en) Hydraulic vibrator
SU829877A1 (en) Method of stepwise cementing of wells