SU985249A1

SU985249A1 - Drilling tool

Info

Publication number: SU985249A1
Application number: SU813330535A
Authority: SU
Inventors: Иван Сергеевич Калинин; Валентин Дмитриевич Пронюшкин; Артур Петрович Пронкин; Валентин Владимирович Григорьев
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.С.Орджоникидзе
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1982-12-30

Description

(54) БУРОВОЙ СНАРЯД(54) DRILLING RING

Изобретение относитс к буровой технике, а именно к буровым снар дам дл бурени скважин на суше и в море, преимущественно вибрационным и ударным способами.The invention relates to a drilling technique, namely, drilling muds for drilling wells on land and at sea, mainly by vibratory and impact methods.

Известен буровой снар д, содержащий переходник, т говый канат, породоприемный стакан и рычаги закреплени с пружинами 3.A drilling rig is known, which contains an adapter, a haul rope, a suction cup and anchoring levers with springs 3.

Буровой снар д работает следующим образом. В собранном виде его опускают на канате в обсадные трубы до упора породоприемного стакана в башмак труб или в забой скважины. При спуске пружины наход тс в раст нутом состо нии под действием веса снар да и удерживают рычаги в собранном виде. После постановки снар да на забой , т говому канату придают слабину, т.е. снимают усили , раст гивающие пружины, последние сжимаютс , поворачивают рычаги , которые закрепл ют снар д в обсадных трубах. Затем ударным или вибрационным способом в грунт внедр ют одновременно обсадные трубы и снар д. После их внедрени на длину рейса осуществл ют нат жение т гового каната, пружины раст гиваютс и поворачивают рычаги из расклинивающего положени , снар д извлекают из скважины.The drilling rig operates as follows. When assembled, it is lowered onto the rope in the casing until the rock-receiving glass stops in the pipe shoe or in the bottom hole. During the descent, the springs are stretched under the action of the weight of the projectile and keep the levers assembled. After setting the projectile on the face, a rope is put into the slack; relieve tensioning springs, the latter compressing, turning the levers that secure the projectile in the casing. Then, casing and projectile are simultaneously introduced by impact or vibration into the ground.

Однако это устройство не всегда обеспечивает совместное погружение снар да и обсадных труб в породу. При заполнении породоприемного стакана керном возникают силы сопротивлени этому, иногда значительно превосход щие вес бурового снар да, а However, this device does not always ensure the joint immersion of the projectile and casing pipes into the rock. When the rock-receiving glass is filled with a core, there are forces of resistance, sometimes considerably exceeding the weight of the drill string, and

10 следовательно, и силу пружин, раст гивающих рычаги закреплени . В этом случае возможно проскальзывание снар да относительно обсадных труб, так как силы сопротивлени движе15 нию керна в стакане больше веса снар да и раскрепление снар да в любом месте ненадежно.10 therefore, the force of the springs stretching the locking levers. In this case, projectile slippage is possible relative to the casing, since the forces of resistance to the movement of the core in a glass are greater than the weight of the projectile and the detachment of the projectile and in any place is unreliable.

Кроме того, после каждого подъема In addition, after each climb

20 снар да на забое, как правило, остаетс столбик керна в св зи с ненадежностью удерживгиощих его устройств или несв занностью грунтов, на который устанавливаетс и затем рас25 клиниваетс снар д. В этом случае после каждого рейса происходит по .сто нное накапливание породы в обсад ных трубах, которую нельз извлечь с помощью этого снар да, что ведет 20 shells on the bottom, as a rule, there remains a core column due to the unreliability of its devices or the uncoupling of soils, onto which the projectile is installed and then deployed. In this case, after each flight, there is a steady accumulation of rock in the casing tubes that cannot be extracted using this projectile, which leads

30 к отступлению снар да от забо и. как следствие, искажению геологичес кой информации. Известен также буровой снар д, содержащий породоприемный стакан с башмаком, механизм закреплени стакана в обсадных трубах в рабочем по ложении, подвижный груз и т говый кайзт Г27 . Известен также буровой снар д, с держащий породоприемный стакан с башмаком, механизм закреплени стакана в обсадных трубах в рабочем по ложении, подвижный груз и т говый канат 23 . , Снар д работает следующим образо Его опускают на канате в скважину и устанавливают на башмак обсадных труб, при этом механизм закреплени снар да (подпружиненные рычаги или пальцы) находитс на одном уровне с проточкой в обсадных трубах, За7 тем т говому канату придают слабину при этом подвижный груз РОД действи собственного i веса опускаетс и с CBUtiM конусом расшир ет подпружинен ные рычаги или пальцы в проточку об садных труб. После этого осуществл ют одновременное погружение обсадн труб и снар да в породу. По наполне нии породоприемного стакана керном канату придают нат жение, поднимают подвижный груз, при этом рычаги или палы;ы освобождаютс , затем снар д извлекают на поверхность. Недостатком этого снар да вл ет с низка эффективность в св зи с невозможностью его закреплени в нижней части обсадной колонны при наличии керна в трубах. После подъе ма снар да из скважины на забое обычно остаетс столбик керна, особенно при бурении в рыхлых породах вибрационным и ударным способами. При спуске снар да в скважину он са дитс на оставшийс столбик породы, механизм закреплени (подпружиненные рычаги или пальцы) будет находитьс выше проточки в обсадных тру бах на высоту оставшегос керна. При этом подвижный груз не может опуститьс вниз и раскрепить снар д в рабочем положен-ии, следовательно не будет обеспечено одновременное погружение обсадных труб и снар да в породу. Дл этого необходимо извлечь снар д на поверхность, спус тить в скважину другой инструмент, очистить забой от оставшейс породы , затем продолжить бурение. При этом на спуско-подъемные операции снар да и чистку скважины тратитс значительйое врем , что приводит к снижению производительности буровых работ, Кроме того, в процессе бурени иногда породоприемный стакан оказываетс прихваченным породой и заклиниваетсч в трубах, В этом случае извлечь его не удаетс или обрываетс т говый канат и приходитс поднимать из скважины всю обсадную колонну вместе с буровым снар дом. Это приводит к засыпке скважины при бурении на суше и ликвидации ее при морском бурении. Все это существенно снижает надежность в работе бурового снар да и производительность труда и удорожает буровые работы. Цель изобретени - повышение надежности в работе бурового снар да . Поставленна цель достигаетс тем. что буровой снар д, содержащий породоприемный стакан с башмаком, механизм закреплени стакана в обсадных трубах в рабочем положении, подвижный груз и т говый канат, снабжен направл ющим цилиндром с крышкой и с наковальней, закрепленной на породоприемном стакане-, а подвижный груз выполнен в виде ударника с и,и-. линдрической головкой на нижней части , жестко св занного с механизмом закреплени стакана и размещенного в направл ющем цилиндре с возможностью взаимодействи нижнего торцаголовки ударника с наковальней, а верхнего торца - с крышкой направл ющего цилиндра. На фиг, 1 изображен буровой снар д , спущенный в скважину и установленный в рабочее положение; на .фиг,2 - то же, спущенный в скважину и установленный на оставшийс столбик породы; на фиг, 3 - то же, при извлечении прихваченного породой породоприемного стакана выбиванием . Буровой снар д содержит породоприемный стакан 1, на нижний конец которого навернут башмак 2, а на верхнем закреплена наковальн 3, с которой соединен направл ющий цилиндр 4 с крышкой 5, Внутри цилиндра 4 соосно размещен ударник 6, имеющий внизу цилиндрическую головку 7 с нижним 8 и верхним 9. торцами, В верхней части ударник б жестко св зан со штоком 10 механизма закреплени стакана в обсадных трубах в рабочем положении, имеющим вырез 11, в котором на оси 12 размещены защелки 13, посто нно распираемые пружиной 14, Защелки 13 в раскрытом состо нии выход т из втулки 1Ь, имеющей вырезы 16 со скошенными внизу кра ми 17, Втулка 15 имеет палец 18,который упираетс - в верхнюю часть 19 штока при подъеме т говым канатом 20, Буровой снар д работает следующим образом, В собранном виде его т говым канатом опускают в скважину, устанавливают башмак 2 породоприемного стакана 1 на башмак 21 обсадных труб 22. В этом случае фиксаторы механизма закреплени , например, подпружиненные защелки 13, наход тс на . одном уровне с проточкой 23 в обсадных трубах 22. Под действием пружины 14 защелки 13 выход т из вырезов 16 втулки 15 и закрепл ют снар д в рабочем положении (фиг. 1). .30 to the retreat of the snare from the face and. as a result, the distortion of geological information. Also known is a drilling rig containing a rock-receiving glass with a shoe, a mechanism for fixing the glass in casing pipes in the working position, a movable load and a traction kayzt G27. Also known is a drilling rig, which holds a rock-receiving glass with a shoe, a mechanism for fixing the glass in casing pipes in the working position, a movable load, and a cable 23. The snard works as follows. It is lowered onto the rope in the well and mounted on the casing shoe, while the mechanism for securing the projectile (spring-loaded levers or fingers) is flush with the groove in the casing. The traction rope is slack. The movable load ROD, of its own i weight, is lowered and, with a CBUtiM cone, expands the spring-loaded arms or fingers into the groove on the garden pipes. Thereafter, the casing and projectile are simultaneously immersed in the rock. When the rock-receiving cup is filled with a core rope, tension is applied, the movable load is lifted, while the levers or bollards are released, then they are released to the surface. The disadvantage of this projectile is its low efficiency due to the impossibility of fixing it in the lower part of the casing in the presence of a core in the pipes. After lifting the well from the well at the bottom, a core column usually remains, especially when drilling in loose rocks by vibratory and impact methods. When the projectile is lowered into the well, it sits on the remaining rock column, the fastening mechanism (spring-loaded levers or fingers) will be above the groove in the casing to the height of the remaining core. In this case, the movable load cannot be lowered down and freeze the projectile in the working position, therefore, the casing and projectile will not be immersed in the rock at the same time. To do this, it is necessary to remove the projectile to the surface, lower another tool into the well, clean the bottom of the remaining rock from the bottom, then continue drilling. At the same time, a lot of time is spent on tripping and cleaning of the well, which leads to poor drilling performance. Moreover, while drilling, sometimes the receiving glass becomes stuck in the rock and becomes wedged in the pipes. In this case, it cannot be removed or broken. a haul rope and you have to lift the entire casing string from the well along with the drill string. This leads to backfilling of the well during drilling onshore and its elimination during offshore drilling. All this significantly reduces the reliability of the drill string and labor productivity and increases the cost of drilling. The purpose of the invention is to improve the reliability of the drill rig. The goal is achieved by those. that the drilling rig containing the rock-receiving glass with the shoe, the mechanism for fixing the glass in the casing in the working position, the movable load and the haul rope, is equipped with a guide cylinder with a cover and with the anvil fixed on the rock-receiving glass - and the movable load is made in the form drummer with and, and-. a cylinder head on the lower part, rigidly connected with the mechanism for fixing the glass and placed in the guide cylinder with the possibility of the lower end face of the striker to interact with the anvil, and the upper end with the guide cylinder cover. FIG. 1 shows a drill bit lowered into a well and placed in a working position; Fig. 2, the same, lowered into the well and installed on the remaining rock column; in FIG. 3, the same, when removing a rock-receiving glass stuck in the rock by knocking out. The drill string contains a rock-receiving cup 1, the shoe 2 is screwed on its lower end, and the anvil 3 is fixed on the upper end, with which the guide cylinder 4 is connected to the cover 5. and the upper 9. ends. In the upper part, the striker is rigidly connected to the stem 10 of the mechanism for fixing the glass in the casing in the working position, having a notch 11 in which on the axis 12 are placed the latches 13, which are constantly bulged by the spring 14, The latches 13 in the open state you one of the bushing 1b, having notches 16 with the edges 17 beveled at the bottom, the sleeve 15 has a finger 18, which abuts against the upper part 19 of the rod when lifting by a rope 20, the drill works as follows, assembled by its rod the cable is lowered into the well; install the shoe 2 of the rock-receiving cup 1 on the shoe 21 of the casing 22. In this case, the locking mechanism locks, for example, spring-loaded latches 13, are on. one level with the groove 23 in the casing 22. Under the action of the spring 14 of the latch 13, they exit the cut-outs 16 of the sleeve 15 and secure the projectile in the working position (Fig. 1). .

Раскрепление защелок 13 в jipoTO4fte 23 обсадных труб 22 ведет к значительному увеличению усили на т гово канате, достигающего нескольких сот килограмм, что позвол ет с поверхности контролировать установку снар да в рабочее положение.Releasing the latches 13 in jipoTO4fte 23 of casing pipes 22 leads to a significant increase in the force on a rope reaching several hundred kilograms, which makes it possible to control the projectile setting to the working position from the surface.

Затем обсадные трубы 22 вместе с буровым снар дом вибрационным или ударным способом погружают в породу на глубину, завис щую от геологических целей и физико - механических свойств пород{ не более, чем на длину породоприемного стакана 1) 1 На этом рейс бурени заканчивают и осуществл ют подъем бурового снар да . Дл этого т говым канатом 20 приподнимают втулку IS, из вырезов 1Ь которой выступают раскрытые защелки 13. Втулка 1Ь своими скошенными кра ми 17 снизу нажимает на засцелки 13 и утапливает их, преодолева сопроти ление пружины 14. Палец 18 втулки 15 движетс в вырезе 11 штока 10, упираетс в его верхнюю часть 19 и поднимает ударник 6. Головка 7 ударника 6 при подъеме своим верхним торцом упираетс в крышку 5 направл ющего цилиндра 4, осуществл таким образом извлечение снар да из скважины.Then the casing 22, together with the drilling projectile, is immersed in the rock in a vibration or shock manner to a depth depending on the geological goals and physical and mechanical properties of the rocks {not more than the length of the receiving glass 1) 1 At this, the drilling run is completed and lifting drill yes. For this, the IS sleeve is lifted by the traction rope 20, from which notches the open latches 13 protrude. 10, rests on its upper part 19 and lifts the drummer 6. The head 7 of the drummer 6, while lifting with its top end, abuts against the cover 5 of the guide cylinder 4, thus removing the projectile from the well.

После освобождени породоприемного стакана 1 от керна снар д снова опускаетс в скважину. В случае наличи на забое оставшегос столбика породы 24 ( фиг.2) защелки 13 будут находитьс выше проточки 23 на высоту оставшегос столбика керна. При этом невозможно совместное погружение обсадных труб 22 и бурового снар да и дл установлени последнего в рабочее положение необходима его принудительна забивка.After the rock-receiving glass 1 is cleared from the core, the projectile is again lowered into the well. In the case of the presence of the remaining rock column 24 (figure 2) at the bottom, the latches 13 will be above the groove 23 to the height of the remaining core column. At the same time, it is impossible to jointly immerse the casing 22 and the drill string and for its installation into the working position it is necessary to drive it forcibly.

Дл этого т говым канатом 20 при поднимают ударник 6 до тех пор, пока верхний торец 9 головки 7 не упретс в крышку Ь направл ющего цилиндра 4. Затем ослабл ют т говый канат 20 и осуществл ют свободное сбрасывание механизма раскреплени снар да и ударника 6. Нижний торец 8 головки 7 ударника Ь наносит удары сверху по наковальне 3, а башмак 2 породоприемного стакана 1 в резултате этого разрушает оставшийс столбик породы 24 и внедр етс в до тех пор, пока не упретс вTo do this, the cable 20 is lifted by the drummer 6 until the upper end 9 of the head 7 rests on the cover L of the guide cylinder 4. Then the cable 20 is loosened and the projectile and hammer mechanism 6 are freely dropped. The bottom end 8 of the head 7 of the striker b strikes from above on the anvil 3, and the shoe 2 of the reservoir glass 1 as a result destroys the remaining rock column 24 and inserts in until it resists

башмак 21 обсадных труб 22. При этом защелки 13 перемещаютс на уровень с проточкой 23 и под действием пружины 14 раздвигаютс , жестко фиксируют снар д относительно обсгщныхthe casing shoe 21 22. In this case, the latches 13 move to the level with the groove 23 and under the action of the spring 14 move apart, rigidly fix the shell relative to the obsg

труб 22, последний устанавливаетс в рабочее положение (фиг.1).. Затем обссщные трубы совместно со снар дом погружают в- породу на величину рейса и снова поднимают снар д изpipes 22, the latter is installed in the working position (Fig. 1). Then, the surrounding pipes, together with the projectile, immerse the rock by the amount of the flight and again raise the projectile from

скважины.wells.

В случае, когда породоприемный стакан оказываетс заклиненным породой 25 в трубах 22, дл предотвра- щени извлечени всей обсадной колонны из скважины необходимо ликвидировать прихват стакана выбиванием (фиг. 3).In the case when the rock beaker is jammed with rock 25 in the pipes 22, to prevent the entire casing from being removed from the well, it is necessary to eliminate the sticking of the glass by knocking it out (Fig. 3).

Дл этого т говым канатом 20 резко приподнимают ударник Ь и верх- .To this end, the drummer b and the top of the train raise the tramline 20 sharply.

ней частью 9 головки 7 снизу нанос т удары по крышке b направл ющего цилиндра 4 до тех пор, пока прихваченный породоприемный стакан 1 не освободитс от заклинившей его породы .By means of its part 9 of the head 7 below, blows are applied to the lid b of the guide cylinder 4 until the stuck receiving glass 1 is released from the rock that has seized it.

Затем буровой снар д поднимают из скважины и породоприемный стакан освобождают от породы.Then the drilling rig is lifted out of the well and the rock receiving cup is freed from the rock.

При последующих рейсах спуск бурового снар да, закрепление его в рабочее положение, бурение и извлечение из скважины провод т аналогично.On subsequent flights, the drill is lowered, secured to the working position, and the drilling and extraction from the well are carried out in the same way.

Применение изобретени позволит повысить надежность в работе снар да и, кроме того, обеспечить снижениеThe application of the invention will improve the reliability of the projectile and, in addition, to reduce

времени на спуско-подъемные и вспомогательные операции, предотвращение подъёма всей обсадной колонны при заклинивании породоприемного стакана, предотвращение необходимости чисткиtime for tripping and auxiliary operations, preventing the rise of the entire casing string when jamming the receiving glass, preventing the need for cleaning

скважины при неполном извлечении кер .на, увеличение времени чистого буре1НИЯ , уменьшение затрат физического труда на спуско-подъемные и вспомогательные операции; повышение достоверности получаемой геологической информации, увеличение производительности труда при бурении, снижение себестоимости буровых работ.wells with incomplete extraction of core., an increase in the time of pure drilling, a reduction in the cost of manual labor for tripping and auxiliary operations; improving the reliability of geological information obtained, increasing productivity in drilling, reducing the cost of drilling.

5050

Claims

1. Author's certificate of the USSR 692964, cl. E 21 V 1/06, 1979.

2. USSR author's certificate number 1057Y, cl. E 21 V 25/02, 1955 (prototype).

/9

phi.1

go

but