Основные части снаряда для колонкового бурения
Снаряды для колонкового бурения
Все снаряды для колонкового бурения состоят из основных частей:
1) буровая головка для разрушения породы вокруг керна
2) внешний корпус
3) внутренняя колонковая труба для сохранения и выноса керна.
4) кернодержатель (кернорватель).
По принципу применения снаряды подразделяются на:
1) керноприемные устройства с несъемной колонковой трубой;
2) со съемной грунтоноской (керн извлекается специальным ловителем на канате, а буровую головку поднимают после полной ее отработки).
Подъем загруженной грунтоноски осуществляется лебедкой. После освобождения от керна на поверхности, пустую грунтоноску сбрасывают в буровые трубы и дойдя до снаряда, она садится головкой на опору.
Для отрыва и удержания керна служит кернодержатель. Существует много разных конструкций кернодержателей, которые применяются в зависимости от условий бурения и физико-механических свойств пород.
Наиболее широко распространены шарошечные буровые головки. По количеству рабочих органов могут быть: 1, 3-х, 4-х и 6-ти шарошечные.
ВНИИБТ разработал колонковые снаряды «Недра» (широко используются в Нефтеюганском регионе), диаметром 203/100, 164/80, 138/67, 122/52 мм.
Колонковый снаряд «Недра» состоит из основных узлов:
- корпус из толстостенной трубы, соединенной замковой резьбой с верхним и нижним переводником;
- внутри корпуса помещена грунтоноска, состоящая из колонковой трубы, которая заканчивается кернорвателями;
- кернорватели цанговый и рычажковый выполнены плавающими, поэтому они неподвижны относительно керна;
- грунтоноска закреплена внутри корпуса винтом, гайкой и запорным кольцом.
Для центрирования снаряда вместо переводников (верхних и нижних) могут быть установлены переводники – центраторы.
Кроме колонкового снаряда «Недра» используются в бурении и другие:
1) «Селур» - диаметром 146/80, 114/52 мм – предназначен для бурения в осложненных условиях. От «Недра» отличается меньшим диаметром.
2) «Кембрий» - диаметром больше, чем у «Недра» и «Селура». Диаметр 172/100, 122/67 мм. Применяется для бурения в трудно отбираемых породах.
Для обеспечения высокого процента выноса керна при турбинном бурении используются специальные турбобуры, работающие на высокооборотном режиме.
В настоящее время разработан целый ряд керноприемных устройств с несъемными 
керноприемниками «Недра», «Кембрий», «Силур» предназначенных для различных условий отбора керна и имеющих аналогичную конструкцию.
Для керноприемных устройств изготовляют шарошечные (рисунок 13), алмазные (рисунок 14), лопастные и ИСМ бурголовки, предназначенные для бурения в породах различной твердости и абразивности.
Согласно ГОСТ 21210 выпускаются шарошечные и лопастные бурильные головки диаметрами от 76,0 до 349,2 мм.
Пример условного обозначения бурголовки для керноприемных устройств без съемного керноприемника: (К) с наружным диаметром Дн = 212,7, внутренним диаметром Дв = 80 мм для бурения мягких пород: К 212,7 / 80 М
Пример условного обозначения бурголовки для керноприемных устройств со сьемным керноприемником (КС) с наружным диаметром Дн = 187,3 , внутренним диаметром Дв = 40 мм для бурения абразивных пород средней твердости:
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 4244;
Похожие статьи:
poznayka.org
2. Снаряды для колонкового бурения.
Колонковое бурение проводят с целью получения из скважины образцов горных пород (кернов). Керн формируется на забое скважины в процессе ее углубления с помощью породоразрушающего инструмента, который разрушает горную породу лишь по кольцевому забою и оставляет в центре нетронутый целик породы (колонку). Отсюда специфическая особенность конструкции породоразрушающего инструмента для колонкового бурения состоит в том, что его вооружение располагается кольцеобразно вокруг свободного прохода для поступления керна.
Рис. 2.7. Одинарный колонковый снаряд
Задача получения достаточно полноценных образцов из скважины определяет дополнительные требования к породоразрушающему инструменту, который в этом случае должен обеспечивать не только эффективное разрушение породы на забое, но и хорошую сохранность керна при его формировании и поступлении в керноприемную трубу или грунтоноску.
Одна из наиболее важных характеристик колонкового породоразрушающего инструмента — коэффициент керноотбора κотб, равный отношению диаметра кернаdk, к наружному диаметру инструментаDн:
κотб = dk /Dн: (2.3)
Керны отбирают специальными колонковыми наборами {колонковыми снарядами) и грунтоносками различных типов. Простейший колонковый снаряд показан на рис. 2.7. Он состоит из коронки 4, кернорвателя3, колонковой трубы2 и переходника 1.
БУРОВЫЕ КОРОНКИ
Буровая коронка представляет собой кольцо с присоединительной резьбой, у которого резцы располагаются на нижнем торце и боковых поверхностях.
Для бурения в породах используют буровые коронки твердосплавные (ребристые, мелкорезцовые и самозатачивающиеся) и алмазные (мелкоалмазные и импрегнированные).
Твердосплавные коронки армируются резцами из вольф-рамокобальтовых сплавов (ВК) и предназначены для бурения пород от весьма мягких до твердых и абразивныхVIII—IXкатегорий по буримости.
Сплав ВК получают спеканием порошкообразного карбида вольфрама и кобальта. В шифр названия сплава входит содержание кобальта (например, в сплаве ВК8 содержание кобальта составляет 8%). С повышением его содержания плотность твердого сплава и его твердость понижаются.
Отечественные заводы изготовляют коронки для мягких пород и пород средней твердости.
Заготовкой для коронок является короночное кольцо, материалом для которого служит сталь марок 30, 35, 40 или Ст. 4 и Ст. 5. Наружный диаметр кольцаD равен 74, 90, 109, 129 и 149 мм.
Для облегчения циркуляции промывочной жидкости в короночном кольце делают торцовые вырезы-холодильники и боковые промывочные каналы. В пазы торцовой поверхности впаивают резцы твердых сплавов.
Для бурения в мягких разбухающих и липких породах предназначены ребристые коронки. Они позволяют увеличить диаметр скважины и таким образом расширить зазор для прохода промывочной жидкости между колонковым снарядом и стенками скважины. Для увеличения диаметра коронки на ее корпус снаружи наваривают стальные пластины-ребра Число ребер — от трех до шести в зависимости от диаметра и конструкции коронки. В ребра с торцовой стороны впаивают крупные пластинчатые резцы из твердого сплава.
Ребристые коронки нередко имеют ребра, смещенные вверх относительно торца коронки. Такая коронка создает ступенчатый забой, что приводит к интенсификации процесса разрушения пород и облегчает циркуляцию промывочной жидкости.
В породах средней твердости VI—VIIIкатегории по бури-мости и малой абразивности хорошие результаты получены с использованием мелкорезцовых коронок. Их заправляют призматическими резцами квадратного или восьмигранного сечения. В некоторых конструкциях резцы располагаются на разной высоте, что приводит к формированию ступенчатого забоя.
В породах твердых VIII—IXкатегорий по буримости и средней абразивности хорошо работают самозатачивающиеся коронки. Они отличаются тем, что благодаря специальной конструкции резцов эффективность работы коронки практически не изменяется по мере ее срабатывания. Резцы самозатачивающихся коронок состоят из стального штабика и вставки из твердого сплава. Применяются штабики двух видов: цилиндрические с включением игольчатых твердых сплавов диаметром 1,5 — 2,0 мм; призматические с пластиной из твердого сплава толщиной 0,7 мм.
При работе штабика на поверхности забоя его матрица изнашивается быстрее твердого сплава и форма резца примерно сохраняется по мере уменьшения его высоты.
БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
В нефтяной и газовой промышленности колонковые снаряды принято называть колонковыми наборами или колонковыми долотами (рис. 2.8), а породоразрушающий инструмент в этом случае — бурильной головкой.
Применяются бурильные головки трех типов: лопастные, шарошечные и алмазные.
По ГОСТ 21210 — 75 предусмотрен выпуск лопастных бурильных головок типа М для бурения в мягких, рыхлых породах. Они имеют три лопасти и более.
На практике лопастные головки применяются и для бурения в породах средней твердости. Корпус такой головки отковывают вместе с лопастями. Лопасти затем армируют твердосплавными резцами, которые закрепляют чугунным или латунным припоем. Промежутки между зубками и передние грани лопастей покрывают зерненым твердым сплавом.
Рис. 2.8. Колонковое долото
1— бурильная головка: 2 — керн; 3 — кеноприемная труба;4 — корпус колонкового долота; 5 — шаровой клапан
Иногда лопасти делают разновысокими, и в этом случае короткие наружные лопасти предназначены для калибрования ствола скважины.
Для обработки керна нередко внутреннюю поверхность также армируют твердосплавными резцами. В корпусе создают каналы, по которым промывочная жидкость отводится от керна и направляется к забою.
В слабосвязных мягких породах лопастные головки работают достаточно стабильно, без толчков и ударов и этим создают благоприятные условия для сохранения керна в период его выбуривания.
Шарошечные бурильные головки можно применять для бурения в породах с различными физико-механическими свойствами. В соответствии с ГОСТ 21210 — 75 предусмотрены следующие типы шарошечных долот: МСЗ — для мягких породе ироиластками пород средней твердости; СЗ — для пород средней твердости; СТ — для пород средней твердости с пропластками твердых пород; ТЗ — для твердых пород; ТКЗ — для твердых абразивных пород с пропластками крепких.
Шарошечная бурильная головка имеет сварной корпус с резьбовой головкой.
В породах средней твердости шарошечные головки, как правило, имеют неоспоримые преимущества по скоростям углубления, однако при их работе на забое возникают значительные вибрационные нагрузки, которые могут неблагоприятно сказываться на сохранении керна.
Алмазные бурильные головки рекомендуется применять при бурении с отбором керна на больших глубинах в породах средней твердости и твердых. Нежелательно их использование в трещиноватых породах.
Алмазная бурильная головка состоит из стального корпуса с резьбой и матрицы, оснащенной алмазами. Для предохранения керна от размывающего действия потока промывочной жидкости корпус имеет внутренние каналы, по которым жидкость направляется к забою. Для удаления шлама с забоя и охлаждения торцовая часть матрицы разделена на секторы, между которыми остаются проходы для промывочной жидкости. По форме каналов различают бурильные головки радиальные и спиральные.
Алмазные бурильные головки обеспечивают большие проходки за рейс. При правильном использовании они работают спокойно, вибрации, если и возникают, то имеют ограниченную амплитуду и поэтому не оказывают отрицательного влияния на сохранность керна.
Стандартом предусматривается также производство бурильных головок, оснащенных резцами из материала славутич.
studfile.net
Технология колонкового бурения скважин (способ)
СодержаниеКолонковое бурение скважин представляет собой весьма популярный способ проделывания скважинных отверстий. В отличие от стандартных полнопроходных долот (чаще всего используют долот PDC), коронками пользуются более точечно. Они не разрушают породу по всему периметру, а вырезают ее с помощью давления по радиусу рабочего инструмента.
Алмазная коронка для колонкового бурения скважин больших габаритов
Такая технология дает бурильщикам много интересных преимуществ, о которых сейчас и пойдет речь в данной статье.
Область применения и особенности
Данный способ характеризуется тем, что грунт разрушается по кругу, очерчивая контуры диаметра будущей скважины. Когда осуществляется бурение колонками, внутренняя часть отверстия остаётся целой. Этот керн в последующем извлекается на поверхность.
Давление на грунт идет с помощью специальных коронок — пустотелых цилиндров со специальными резцами на одной из сторон. Эти резцы и выполняют основную работу по бурению. Они вгрызаются в породу, в то время как пустотелая часть попросту заполняется грунтом, что отсекается от общей матрицы.
Стоит заметить, что с помощью колонкового бурения можно разрабатывать не только горные породы, но и выполнять бурение на строительстве. Например, алмазные способы бурения коронками применяются для создания отверстий в монолитных железобетонных конструкциях. Более того, этот способ на стройке считается самым приоритетным.
Станок колонкового бурения устанавливается там, где необходимо проведение разведывательных работ. Он предназначен для получения цельных пород.
Такой способ идеален для проведения анализа структуры и свойства почвы, так как исследователям необходимо всего лишь извлечь грунтовый цилиндр из рабочей колонки.
Рассматриваемый способ обладает следующими особенностями:
- Колонки для скважины способны извлекать из отверстия керны – целую часть грунта.
- Буровые установки колонкового бурения рассчитаны на работу под различными углами к поверхности.
- Коронки колонкового бурения способны обрабатывать грунты различной степени твердости.
- Буровые станки колонкового бурения проделывают глубокие скважины, которые отличаются относительно небольшим диаметром.
- Станки колонкового бурения имеют относительно небольшой вес, что обусловливает их маневренность.
Схематические изображение стандартной коронки для бурения скважин
к меню ↑
Принцип и технология работы
Технология колонкового бурения применяется для исследовательских работ. Для этих целей подойдёт классические автомобильные шасси на которое устанавливают бурильную установку, но на сложных рельефах могут использоваться и специальные машины. Например, устройства на гусеничном приводе или даже специальные системы, которые используют исключительно для бурения.
Станок колонкового бурения работает на высоких оборотах с момента запуска и до завершения технологического процесса. Это обусловливает тот факт, что колонки для скважины быстро изнашиваются под воздействием высоких нагрузок. Впрочем, скорость вращения можно регулировать, например, если надо пройти участок с мягкими породами, что склонны к осыпанию.
Читайте также: про бурение скважин под сваи фундамента — описание технологии.
Для продления её жизнеспособности применяются специальные устройства, которые снижают вибрационные действия. Колонковый способ предполагает обязательную процедуру промывки. Буровой станок колонкового бурения использует для этих целей воду или специальные растворы, которые способствуют защите скважины от разрушений и обвалов.
Алмазное устройство осуществляет бурение только по краю. Внутренняя порода заполняет ствол шнека и поднимается на поверхность. Колонковый способ предполагает, что все используемые в работе инструменты соответствуют соосности формируемой скважины.
Буровой станок колонкового бурения способен работать с высокопрочными породами. Более того, в таких условиях он даже производительнее стандартных матричных или шарошечных долот, так как прилагает меньше усилий для разработки аккуратных отверстий в грунте.
Установки для колонкового бурения на автомобильном шасси
Для этих целей необходим специальный твердосплавный инструмент. Алмазное породоразрушающее устройство подлежит замене или восстановлению в случае потери своих физических кондиций. Новую коронку перед использованием следует обработать бурильным долотом. В некоторых случаях достаточно просто заменить кольцо с резцами на коронке.
После того, как механизмы бурового станка колонкового бурения выполнили свою миссию, в работу включаются шнековые машины, которые завершают процесс бурения скважины.
к меню ↑
Оборудование для колонкового бурения
Как вы сами понимаете, в работе придется применять различного рода оборудование. Для данного вида работ применяют следующий инструмент:
- Колонковые снаряды, которые бывают стандартными и тонкостенными. Первые рассчитаны на вертикальные работы вниз и вверх по горизонту, а также для горизонтального бурения до 45 градусов. Вторые используются исключительно для горизонтального бурения.
- Алмазные коронки представляют собой породоразрушающий инструмент, которым оборудуется буровая установка для колонкового бурения. Эти устройства с одинаковым успехом справляются и с твердыми, и с рыхлыми породами.
- Штанги и стальные обсадные трубы, которые необходимы для формирования прочной внутренней поверхности скважины.
- Переходники применяются для стыкования резьбовых соединений, в том числе на буровых штангах, комплектующих, промывочных сальниках, вращателях.
- Промывочные сальники пробки, которые обеспечивают подъём керна из скважины.
- Колонковые долота служат для углубления скважинного отверстия.
к меню ↑
Какие этапы и нюансы колонкового бурения?
Теперь рассмотрим непосредственно технологию бурения, так как в ней тоже есть свои нюансы. На них стоит обратить внимание в обязательном порядке.
Применение технологии колонкового бурения
Буровая установка для колонкового бурения в ходе работы выполняет следующие этапы:
- Подготовка поверхности, где будет производиться монтаж установки.
- Формирование ям в грунте в непосредственной близости от площадки для закачки промывочного раствора. После этих работ начинается процесс бурения скважин.
- Бурение, когда буровой снаряд вращается и проникает в почву. Параллельно с этим процессом в отверстие подаётся промывочная жидкость: вода или специальный раствор.
- Наполнение трубы керном. Периодически шнек необходимо извлекать на поверхность, по керну можно без труда определить глубину сформированного отверстия.
Первые два этапа выполняются скорее рабочим персоналом. Последние же два — это уже использование непосредственно бурильной системы колонковой разработки.
При работе необходимо обращать внимание на следующие нюансы:
- Бурение скважин для воды следует производить с промывкой. Воду применяют там, где присутствует устойчивый грунт. Когда обрабатывается песчаная порода, то для промывки применяется специальный раствор, который укрепляет скважину. Для этих целей подходит жидкое стекло или глинистая масса.
- Вместо промывочного раствора может применяться воздух, который поступает в скважину по колонковой трубе.
- Когда работа ведётся на неустойчивом грунте, то применение промывочных жидкостей неэффективно. Укрепление скважин производят обсадными трубами.
- Частота вращения бурового снаряда регулируется в зависимости от прочности грунта.
- Если работы ведутся в слоях твердых пород, то установка обсадных труб производится на заключительном этапе бурения.
к меню ↑
Как применяется технология колонкового бурения скважин? (видео)
Главная страница » Виды бурения
byreniepro.ru
Снаряды для колонкового бурения.
Колонковое бурение проводят с целью получения из скважины образцов горных пород (кернов). Керн формируется на забое скважины в процессе ее углубления с помощью породоразрушающего инструмента, который разрушает горную породу лишь по кольцевому забою и оставляет в центре нетронутый целик породы (колонку). Отсюда специфическая особенность конструкции породоразрушающего инструмента для колонкового бурения состоит в том, что его вооружение располагается кольцеобразно вокруг свободного прохода для поступления керна.
Рис. 2.7. Одинарный колонковый снаряд
Задача получения достаточно полноценных образцов из скважины определяет дополнительные требования к породоразрушающему инструменту, который в этом случае должен обеспечивать не только эффективное разрушение породы на забое, но и хорошую сохранность керна при его формировании и поступлении в керноприемную трубу или грунтоноску.
Одна из наиболее важных характеристик колонкового породоразрушающего инструмента — коэффициент керноотбора κотб, равный отношению диаметра керна dk, к наружному диаметру инструмента Dн:
κотб = dk / Dн: (2.3)
Керны отбирают специальными колонковыми наборами {колонковыми снарядами) и грунтоносками различных типов. Простейший колонковый снаряд показан на рис. 2.7. Он состоит из коронки 4, кернорвателя 3, колонковой трубы 2 и переходника 1.
БУРОВЫЕ КОРОНКИ
Буровая коронка представляет собой кольцо с присоединительной резьбой, у которого резцы располагаются на нижнем торце и боковых поверхностях.
Для бурения в породах используют буровые коронки твердосплавные (ребристые, мелкорезцовые и самозатачивающиеся) и алмазные (мелкоалмазные и импрегнированные).
Твердосплавные коронки армируются резцами из вольф-рамокобальтовых сплавов (ВК) и предназначены для бурения пород от весьма мягких до твердых и абразивных VIII—IX категорий по буримости.
Сплав ВК получают спеканием порошкообразного карбида вольфрама и кобальта. В шифр названия сплава входит содержание кобальта (например, в сплаве ВК8 содержание кобальта составляет 8%). С повышением его содержания плотность твердого сплава и его твердость понижаются.
Отечественные заводы изготовляют коронки для мягких пород и пород средней твердости.
Заготовкой для коронок является короночное кольцо, материалом для которого служит сталь марок 30, 35, 40 или Ст. 4 и Ст. 5. Наружный диаметр кольца D равен 74, 90, 109, 129 и 149 мм.
Для облегчения циркуляции промывочной жидкости в короночном кольце делают торцовые вырезы-холодильники и боковые промывочные каналы. В пазы торцовой поверхности впаивают резцы твердых сплавов.
Для бурения в мягких разбухающих и липких породах предназначены ребристые коронки. Они позволяют увеличить диаметр скважины и таким образом расширить зазор для прохода промывочной жидкости между колонковым снарядом и стенками скважины. Для увеличения диаметра коронки на ее корпус снаружи наваривают стальные пластины-ребра Число ребер — от трех до шести в зависимости от диаметра и конструкции коронки. В ребра с торцовой стороны впаивают крупные пластинчатые резцы из твердого сплава.
Ребристые коронки нередко имеют ребра, смещенные вверх относительно торца коронки. Такая коронка создает ступенчатый забой, что приводит к интенсификации процесса разрушения пород и облегчает циркуляцию промывочной жидкости.
В породах средней твердости VI—VIII категории по бури-мости и малой абразивности хорошие результаты получены с использованием мелкорезцовых коронок. Их заправляют призматическими резцами квадратного или восьмигранного сечения. В некоторых конструкциях резцы располагаются на разной высоте, что приводит к формированию ступенчатого забоя.
В породах твердых VIII—IX категорий по буримости и средней абразивности хорошо работают самозатачивающиеся коронки. Они отличаются тем, что благодаря специальной конструкции резцов эффективность работы коронки практически не изменяется по мере ее срабатывания. Резцы самозатачивающихся коронок состоят из стального штабика и вставки из твердого сплава. Применяются штабики двух видов: цилиндрические с включением игольчатых твердых сплавов диаметром 1,5 — 2,0 мм; призматические с пластиной из твердого сплава толщиной 0,7 мм.
При работе штабика на поверхности забоя его матрица изнашивается быстрее твердого сплава и форма резца примерно сохраняется по мере уменьшения его высоты.
БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
В нефтяной и газовой промышленности колонковые снаряды принято называть колонковыми наборами или колонковыми долотами (рис. 2.8), а породоразрушающий инструмент в этом случае — бурильной головкой.
Применяются бурильные головки трех типов: лопастные, шарошечные и алмазные.
По ГОСТ 21210 — 75 предусмотрен выпуск лопастных бурильных головок типа М для бурения в мягких, рыхлых породах. Они имеют три лопасти и более.
На практике лопастные головки применяются и для бурения в породах средней твердости. Корпус такой головки отковывают вместе с лопастями. Лопасти затем армируют твердосплавными резцами, которые закрепляют чугунным или латунным припоем. Промежутки между зубками и передние грани лопастей покрывают зерненым твердым сплавом.
Рис. 2.8. Колонковое долото
1— бурильная головка: 2 — керн; 3 — кеноприемная труба; 4 — корпус колонкового долота; 5 — шаровой клапан
Иногда лопасти делают разновысокими, и в этом случае короткие наружные лопасти предназначены для калибрования ствола скважины.
Для обработки керна нередко внутреннюю поверхность также армируют твердосплавными резцами. В корпусе создают каналы, по которым промывочная жидкость отводится от керна и направляется к забою.
В слабосвязных мягких породах лопастные головки работают достаточно стабильно, без толчков и ударов и этим создают благоприятные условия для сохранения керна в период его выбуривания.
Шарошечные бурильные головки можно применять для бурения в породах с различными физико-механическими свойствами. В соответствии с ГОСТ 21210 — 75 предусмотрены следующие типы шарошечных долот: МСЗ — для мягких породе ироиластками пород средней твердости; СЗ — для пород средней твердости; СТ — для пород средней твердости с пропластками твердых пород; ТЗ — для твердых пород; ТКЗ — для твердых абразивных пород с пропластками крепких.
Шарошечная бурильная головка имеет сварной корпус с резьбовой головкой.
В породах средней твердости шарошечные головки, как правило, имеют неоспоримые преимущества по скоростям углубления, однако при их работе на забое возникают значительные вибрационные нагрузки, которые могут неблагоприятно сказываться на сохранении керна.
Алмазные бурильные головки рекомендуется применять при бурении с отбором керна на больших глубинах в породах средней твердости и твердых. Нежелательно их использование в трещиноватых породах.
Алмазная бурильная головка состоит из стального корпуса с резьбой и матрицы, оснащенной алмазами. Для предохранения керна от размывающего действия потока промывочной жидкости корпус имеет внутренние каналы, по которым жидкость направляется к забою. Для удаления шлама с забоя и охлаждения торцовая часть матрицы разделена на секторы, между которыми остаются проходы для промывочной жидкости. По форме каналов различают бурильные головки радиальные и спиральные.
Алмазные бурильные головки обеспечивают большие проходки за рейс. При правильном использовании они работают спокойно, вибрации, если и возникают, то имеют ограниченную амплитуду и поэтому не оказывают отрицательного влияния на сохранность керна.
Стандартом предусматривается также производство бурильных головок, оснащенных резцами из материала славутич.
students-library.com
Конструкция - колонковый снаряд - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Конструкция - колонковый снаряд
Cтраница 1
Конструкция колонковых снарядов при проводке скважин в крепких, абразивных породах диктуется изложенными выше геологическими факторами и конструктивными особенностями породоразрушающего инструмента. [1]
Основные особенности конструкции колонковых снарядов со съемными керноприемнпками различных фирм с бусловливаются в основном различиями в системе фиксаций съемных керноприемников в рабочем положении, захвата при спуско-псдъемных операциях, а также в конструкции устройств для сигнализации о возникновении подклинивания керна. [2]
В некоторых конструкциях колонковых снарядов вместо стальной применяют стекловолокнистую керпоприемную трубу, которую сплетают из стеклянных волокон с последующей пропиткой твердеющим полимерным материалом. В стеклянной трубе создается идеально гладкая внутренняя поверхность с очень низким коэффициентом трения, что является эффективным средством против подклиниваний керна. На поверхности стекловолокнистую трубу с керном извлекают из снаряда и разрезают по длине на части, которые закрывают крышками и в таком виде направляют для изучения и лабораторного исследования. [3]
В некоторых конструкциях колонковых снарядов вместо стальной применяют стекловолокнистую керноприемную трубу, которую сплетают из стеклянных волокон с последующей пропиткой твердеющим полимерным материалам. В стеклянной трубе создается идеально гладкая внутренняя поверхность с очень низким коэффициентом трения, что является эффективным средством против подклиниваний керна. На поверхности стекловолокнистую трубу с керном извлекают из снаряда и разрезают по длине на части, которые закрывают крышками и в таком виде направляют для изучения и лабораторного исследования. [4]
В книге рассмотрены конструкции колонковых снарядов и технико-экономические показатели их работы. Сделан вывод о результатах, получаемых при использовании серийных керноприемных устройств и бурильных головок при проводке скважин в твердых и абразивных породах. [5]
Указанное требование имеет особенно важное значение при выборе конструкций колонковых снарядов и типов породоразрушающего инструмента. [6]
К техническим факторам в первую очередь следует отнести конструкцию колонкового снаряда в целом, конструкцию бурильной головки, кернорвателей и качество их изготовления. [8]
К техническим факторам в первую очередь следует отнести конструкцию колонкового снаряда в целом, конструкцию бурильной головки, кернорвателей и качество их изготовления. Существенным недостатком применяемых колонковых снарядов и бурильных головок является выбуривание керна малого диаметра. Установлено, что прочность керна примерно пропорциональна кубу его диаметра. Диаметр керна должен быть увязан с диаметром скважины. [9]
С учетом высокой перемежаемости пород, больших углов падения пластов в конструкции колонкового снаряда должны быть предусмотрены элементы для борьбы с естественным искривлением ствола скважины в процессе бурения. [10]
В практике геологоразведочных работ в настоящее время применяются более пятидесяти типов конструкций специальных колонковых снарядов, предназначенных для повышения выхода керна. Это только те конструкции, описание которых приводится в общедоступной литературе. Кроме того, каждое производственное геологическое объединение, экспедиция или даже партия в какой-то степени видоизменяют общеизвестные конструкции специальных колонковых снарядов или создают свои собственные, местные конструкции. [11]
Современный арсенал технических средств отбора керна включает в себя множество устройств и конструкций колонковых снарядов, позволяющих получать кондиционный выход керна в различных горно-геологических условиях. [12]
Для уменьшения величины динамических ударов керна о забой и вероятности самозаклинивания керна необходимо конструкцию колонковых снарядов выполнять таким образом, чтобы вес расположенного выше керна не передавался в призабойную зону. Это учтено при разработке колонкового набора КДМ-195-214 / 60, где предусмотрена возможность осуществления частичной обратной промывки для транспортирования керна в верхнюю часть чолонковой трубы. Вследствие соединения внутренней полости керноприемной трубы с за-трубньш пространством обеспечивается циркуляция чистой жидкости, лишенной шлама, по схеме: межтрубное пространство колонкового снаряда - керноприемная труба - затрубное пространство. [13]
К числу факторов, влияющих на процесс кернообразо-вания, относятся технические факторы, а именно способ бурения, тип породоразрушающего инструмента - и забойного двигателя, конструкция колонкового снаряда и его состояние. [14]
www.ngpedia.ru
Колонковое бурение — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Коло́нковое бурение — вид быстровращательного бурения, при котором разрушение породы происходит по кольцу, а не по всей площади забоя. Внутренняя часть породы в виде керна, при этом, сохраняется. Данная разновидность бурения является одним из основных технических средств разведки месторождений твердых полезных ископаемых.
Применяют при бурении крепких пород. Породы большой крепости бурят дробовыми или алмазными коронками, порода средней крепости — победитовыми, вольфрамитовыми коронками, породы небольшой крепости — стальными бурильными коронками. При этом производят промывку забоя скважины (водой или глинистым раствором).
Колонковое бурение имеет большое преимущество перед другими способами бурения, давая из выбуриваемой породы керны—столбики пород ненарушенной структуры. Для этого керн периодически заклинивают, отрывают от забоя и поднимают на поверхность.
- из скважины извлекают керны
- возможность бурения под различными углами к горизонту, в породах любой твердости и устойчивости;
- малый диаметр скважины при её большой глубине
- применение относительно легкого оборудования
- коронка;
- колонковая труба;
- тройной переходник;
- шламовая труба;
- колонна бурильных труб
- ниппельные или муфтово-замковые соединения;
- промывочный сальник.
Для спускоподъемных операций применяют различные ключи, элеваторы и подкладные вилки.
Коронки представляют собой короночные кольца, изготовленные из трубных заготовок, в рабочий конец которых вставлены резцы из твердых сплавов или алмазы. Верхняя часть короночного кольца имеет наружную правую трапецеидальную резьбу, а её внутренняя поверхность расточена на конус.
- Воздвиженский Б. И., Волков С. А. Разведочное колонковое бурение. — М., 1957.
- Куличихин Н. И., Воздвиженский Б. И. Разведочное бурение. — М., 1966.
- Марамзин А. В. Бурение геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые. — Л., 1969.
ru.wikipedia.org
 Для ударно-вращательного бурения с применением пневмоударников разработаны коронки типа КП, предназначенные для простых колонковых снарядов СПК (снаряд пневмоударный колонковый), и типа КДП — для двойных. Разработаны две группы коронок: для бурения скважин при разведке коренных месторождений полезных ископаемых (комплекс СПК) в породах средней и выше средней категории по буримости (от VII до X) монолитных и трещиноватых с различной степенью абразивности (коронки диаметром до 151 мм) и для бурения скважин при разведке россыпей в условиях многолетней мерзлоты (коронки типа КП диаметром 161, 184 и 216 мм). Коронка КП представляет собой стальное толстостенное кольцо с ребрами — утолщениями внутри и снаружи тела коронки, в торце которых крепятся резцы. Резьбовая часть коронки в связи с передачей динамических нагрузок значительной величины имеет конусную форму. Такое резьбовое соединение обладает повышенной прочностью и износостойкостью, а при работе уменьшает трудоемкость процесса отвинчивания и навинчивания коронок по сравнению с резьбами цилиндрической формы. Характеристика коронок тина КП и КПР Диаметр коронки, мм: наружный……………………………….. 96 113 132 151 161 184 216 внутренний………………………………… 64 79 92 113 119 142 171 Длина коронки, мм……………………….. 148 148 148 148 148 148 148 Число резцов ………………………………… 6 8 12 12 12 12 12 Форма резцов и угол заточки: периферийных ПР1А/1 — 70—75°; промежуточных ПР1А/2 и ПР1А/3—110—140°; центральных ПР1А/4 — 110-140° (см. рис. 4.1). Коронка СПК комплекса КП112 Чтобы задать вопрос или сделать заявку, Обычно смотрят с этим товаром Если заинтересовал данный продукт, можете позвонить:
|
В качестве вооружения у этих коронок используются резцы из твердого сплава ВК15 цилиндрической формы по ГОСТ 880—75, имеющие разные углы приострения: 70—75° у периферийных и 110—140° —у промежуточных. Торец или режущая кромка резцов имеет площадку притупления шириной 2—2,5 мм. Расположение резцов в теле коронки симметричное, а ориентировка лезвий комбинированная для получения максимального эффекта разрушения пород и использования ударной энергии.rosprombur.ru
Эжекторные колонковые снаряды
Применяются в наиболее сложных по отбору керна условиях - в породах VI - XI категорий по буримости: сильнотрещиноватых, раздробленных, хрупких, перемежающихся по твердости, легко размываемых промывочной жидкостью - с призабойной обратной циркуляцией промывочной жидкости через керноприемную трубу, обеспечиваемой эжекторными водоструйными насосами, что позволяет получать выход керна не менее 90 ÷ 100 %.
Одинарные эжекторные снаряды (ОЭС) успешно применяются при бурении сильнотрещиноватых и раздробленных пород VII - XI категорий по буримости. Величина углубки за рейс находится в пределах 1 - 1,8 м.
Одинарные и двойные эжекторные снаряды конструкции ЦНИГРИ (наиболее простые и надежные) приведены на рис.20.
Принцип работы одинарного эжекторного снаряда заключается в следующем. При бурении поток промывочной жидкости из бурильных труб через переходник 1 падает в насадку 2 с небольшим проходным отверстием и вытекает из нее с большой скоростью. В камере диффузора 3, диаметр проходного отверстия которого в 1,5 раза больше чем насадки, создается область пониженного давления. За счет этого прямой поток жидкости увлекает за собой жидкость из полости патрубка 4, куда она непрерывно поступает из керноприемной трубы 8 по каналу в распределитель 5.
Из диффузора прямой поток жидкости по наклонному отверстию в распределителе выходит в скважину. Здесь поток жидкости разделяется. Одна часть идет вверх к устью скважины, а вторая (эжектируемая) - к забою за счет разряжения в камере эжекторного насоса. При этом эжектируемый поток жидкости омывает забой, охлаждает коронку, захватывает частицы шлама и движется вверх черезкоронку 9, колонковую трубу 8. шламопроводящую трубку 6 с шариковым клапаном и через закрытую шламовую трубу 7.
Рис. 20. Эжекторные снаряды конструкции ЦНИГРИ:
а - ОЭС; б - ДЭС
Мелкие частицы шлама, прошедшие через фильтр, осаждаются внутри шламовой трубы 7. Очищенный эжектируемый поток жидкости через отверстия в распределителе 5 попадает в приемную камеру эжекторного насоса, где вновь увлекается основным потоком в диффузор.
ДЭС применяется в резко перемежающихся по твердости и трещиноватости породах, когда угроза прекращения подсоса во внутренней керноприемной трубе велика. Если это происходит, то жидкость идет по прямой схеме от коронки в за-трубный зазор между коронкой и стенками скважины, что позволяет избежать прижога коронки. Длина керноприемной трубы составляет 3,5 м.
Принцип работы ДЭС не отличается от работы ОЭС, только деление потока жидкости происходит в призабойной зоне.
Технические характеристики эжекторных снарядов приведены в табл. 28.
Таблица 28
| Показатели | ОЭС- | ОЭС- | ДЭС- | ДЭС- | ТДН- 76Э | ТДВ- 76Э |
| Диаметр коронки, мм: наружный внутренний | ||||||
| Размеры наружной трубы, мм: диаметр толщина стенок | ||||||
| 3,75 | 3.75 | 3,75 | 4,0 | 3.75 | 3,75 | |
| Размеры внутренней трубы, мм: диаметр толщина стенок | - | - | ||||
| - | - | 2,5 | 3,75 | 3,75 | 3,75 | |
| Диаметр отверстия, мм: насадки диффузора | ||||||
| 10,5 |
В табл.29 приводятся рекомендуемые параметры режимов бурения для эжекторных снарядов.
Таблица 29
| Тип колонкового набора | Режим бурения | Расход промывочной жидкости, л/мин | |
| Осевая нагрузка, кН | Частота вращения, об/мин | ||
| ОЭС-73 | 5-12 | 200 – 480 | 80 - 150 |
| ДЭС-73 | 7 - 15 | 300 – 500 |
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 2635;
Похожие статьи:
poznayka.org
Снаряд для колонкового бурения
Класс 5а, 184с № 137847
CCCD
ОТЕ1(,, описАник изоюяткния
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Подписная группа М 10
В. А, Парфиянович
СНАРЯД ДЛЯ КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ
Заявлено 2 ноября 1960 г. за № 684436/22 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 9 за 1961 г.
Известны снаряды для колонкового бурения с отбором керна как в крепких и средней крепости породах, так и в мягких. В мягких породах редко удается извлечь керн, полностью соответствующий структуре залегающих пород, так как про исходит частичный размыв .выбуренной породы и изменение ее структуры при отрыве керна от массы залегаюших пород.
Предложенный снаряд для колонкового бурения со струйным устройством для подрезания керна отличается от известных тем, что отрыв породного керна производится путем размыва его у основания выбуренного керна с помощью специального струйного устройства.
На чертеже изображен буровой снаряд в продольном разрезе.
Буровой снаряд состоит из режущей, тонкостенной коронки 1, колонковой трубы 2, внутр и которой проходят подводящие промывочный раствор трубки 3, оканчивающиеся размывочными насадками 4, фланцевого переводника 5, шламовой трубы б, распределительного устройства 7 и отражателя 8, служащего для предохранения верхней части керна от размыва струей промывочной жидкости.
По окончании бурения на высоту извлекаемого керна через бурильные трубы бросается шаровой клапан 9, перекрывающий отверстие во втулке 10, которая под действием промывочной жидкости перемещается вниз, открывая доступ жидкости в подводящие трубки 8, и далее при вытекании жидкости из насадок 4 она размывает (подрезает) керн, отделяя его от породного целика.
Предмет изобретения
Снаряд для колонкового бурения скважин большого диаметра в рыхлых породах, отл и ч а ю щ и и ся тем, что, с целью обеспечен ия отрыва керна от забоя, в нем в нижней части колонковой трубы размещены струйные насадки для размыва основания столбика выбуренной породы. № 137847
Корректор В Полякова
Подп. к печ. 8.VI-61 r
Зак. 5906 д. 2/6
Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.
Редактор A. И. Дышельман Техред А. М. Токер
Формат бум. 70+108 /м
Тираж 700
ЦБТИ при Комитете по делам изобретений при Совете Министров СССР
Москва, Центр, М. Черкасский пер.
Объем 0,18 изд. л.
Цена 4 кон. и открытий
findpatent.ru
Особенности колонкового бурения скважин - суть метода
Колонковое бурение применяется для выполнения разведочных скважин с большой глубиной, проходки в скальных горизонтов, прокладки артезианских колодцев. Метод имеет ряд преимуществ, которые заключаются в мобильности установок, возможности отбора пробы горных пород. Извлечение на поверхность кернового материала позволяет изучить геологию участка и обосновать перспективу дальнейших исследований и разработок.
Бурение скважины на воду колонковое.
Характеристика колонкового способа бурения
Столбик материала цилиндрической формы, который транспортируется из скважины с помощью шнекового подъемника, позволяет определить фильтрационные свойства пластов. Отбор керна в процессе разведочного бурения обеспечивает возможность составления геологических разрезов.
Для реализации метода требуется специальное оборудование, которое может работать с различными типами пород до глубины 1 тыс. м. При этом обеспечивается периодичная подача на поверхность кернового материала.
Для работ используют такой инструмент:
- колонковые снаряды;
- алмазные коронки;
- обсадные трубы;
- штанги;
- переходники для стыкования резьбовых соединений;
- промывочные пробки, сальники;
- долота, которые применяются для углубления отверстия.
Этот метод бурения использовался при прохождении Кольской сверхглубокой скважины и позволил извлекать пробы с глубины. Технология обеспечивает положительный результат при поиске водных горизонтов на глубине.
Сферы использования подобной технологии
Этот способ проходки применяется в горнодобывающей промышленности для разработки месторождений полезных ископаемых. В результате работы добытый керн извлекают с цельной структурой, что позволяет установить порядок залегания пород на исследуемом участке.
Технология используется в гидрогеологическом бурении, которое необходимо для выбора места нахождения водной скважины. Этот метод применяется в отрасли строительства при обустройстве свайных фундаментов, для прохождения скважин под нужным углом.
Суть технологии
Для разрушения грунта используется колонковый бур. С помощью этого инструмента в грунте образуется отверстие заданной глубины и диаметра. В процессе бурения установка, работающая при высоких оборотах, подвергается нагрузке.
Буровая коронка оснащена режущими частями из твердого сплава или алмазными вставками. Для изготовления этого пустотелого кольца из стальной заготовки с острыми резцами используют твердые металлические сплавы, вольфрам, победит, алмазы.
Колонковое бурение скважины на воду.
В процессе вращения бура инструмент движется по краю, что обеспечивает сохранность керна. После заполнения рабочего ствола грунтом образцы извлекают из приемника для описания геологического разреза местности.
Скорость проходки зависит от твердости. С помощью бура диаметром 160 мм за смену можно преодолеть несколько сотен метров. После выполнения этапа с использованием колонкового бура применяют шнеки с извлечением содержимого скважины.
Этапы процесса
Описание последовательности выполнения работ предусматривает выбор небольшого участка, поверхность которого очищается от посторонних предметов и мусора. Для слива грунтовых вод и промывочной жидкости вблизи от места бурения отверстия роют яму глубиной 2 м.
Для размещения бура в почве пробивают отверстие, соединяют коронку с колонковой трубой, которая будет наращиваться в процессе проходки. После закрепления установки оборудование приводится в движение буровым станком.
Технология колонкового бурения с промывкой: 1- насос для бурения; 2- шланг для нагнетания воды; 3- сальник; 4- колонна бурового инструмента; 5- переходник; 6- колонковая труба; 7- коронка; 8- желоба; 9- отстойник; 10- бак для промывочной жидкости.
При заполнении трубы ее поднимают для извлечения образцов материала с помощью специального инструмента. Удары наносят легко, чтобы не повредить образец породы. После извлечения бур погружают в скважину для продолжения работы.
На больших глубинах используются трубы со съемным приемником керна, расположенным во внутренней части. По мере заполнения он поднимается по стволу. При использовании промывки шлам поднимается наверх вместе с жидкостью.
Бурение сопровождается промывкой. При отсутствии воды процесс осуществляется с помощью специальной эмульсии, которая охлаждает инструмент и облегчает проходку.Рабочий процесс может осуществляться с продувкой сжатым воздухом, который подается через полые буровые трубы.
При прохождении песчаного слоя в раствор добавляют глинистую массу, жидкое стекло.Эти материалы укрепляют стенки отверстия.
В процессе углубления в горизонт с неустойчивой структурой стенки укрепляют обсадными трубами.
Технологические особенности колонкового бурения
Частоту вращения можно регулировать в процессе работы. На мягком грунте достаточно небольших оборотов. Твердые породы требуют высокой частоты. Подача раствора и отвод потока жидкости проводится с помощью специальной техники. Колонковый метод обеспечивает возможность обработки пластов различной твердости и состава.
Если диаметр отверстия находится в пределах 1 м, то можно регулировать угол проходки. Колонковые трубы длиной 40-60 см используются повторно по прямому назначению. В процессе работы буровая коронка подвергается износу и требует замены.
Особенности колонкового бурение скважины на воду.
Перед запуском новой алмазной коронки дно скважины обрабатывают долотом. Это мероприятие продлевает срок эксплуатации инструмента. Буровая установка должна находиться на горизонтальной площадке.
Система монтируется на шасси автомобилей с большой грузоподъемностью. Для работы в условиях сложного рельефа используется гусеничная спецтехника. Бурение скважин на воду осуществляется с использованием мобильной техники.
Плюсы и минусы колонкового бурения
Технология проходки этого типа обеспечивает точечное действие коронки, которая аккуратно вырезает образец материала по своему радиусу.
Преимущества колонкового типа бурения включают в себя:
- высокую производительность;
- возможность изучения подземного строения горизонтов;
- прохождение скважин в базальтовых и гранитных пластах;
- снижение себестоимости объекта за счет скорости работы.
Колонковый метод имеет недостатки, которые заключаются в риске заиливания водоносного горизонта промывочной смесью и в быстром износе инструмента. При выборе технологии закладки скважины требуется учесть стоимость производства.
Предварительный расчет позволит сэкономить средства. Проведение работ сопровождается регулярным осмотром оборудования на наличие повреждений, сколов. Соблюдение правил эксплуатации и техники безопасности снижает риск выхода из строя технического оснащения.
vodasovet.ru
Колонковый снаряд
Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна. Сущность изобретения: колонковый снаряд содержит переводник, корпус, керноприемную с радиальными отверстиями трубу и полую втулку в ней у верхнего торца с седлами под сбрасываемые клапаны. Втулка и труба закреплены срезными штифтами. Керноприемная труба содержит кернорватель с зубьями захвата по нижнему торцу, а к корпусу прикреплено колонковое долото с промывочными каналами и с кольцевым выступом для взаимодействия с кернорвателем. Колонковое долото выполнено разъемным и снабжено кольцевой муфтой, подвижной в осевом направлении и перекрывающей промывочные каналы, выполненные ступенчатыми. Полость колонкового долота перекрыта вставным с центральным промывочным отверстием буровым долотом, размещенным в полости муфты. Вставное буровое долото, муфта и колонковое долото связаны срезными штифтами. Вставное долото снабжено патрубком с гидромониторным насадком и седлом под сбрасываемый клапан. При бурении сплошным забоем до кровли продуктивного пласта выбуренный колонковым долотом керн разрушается вставным долотом. При необходимости отбора керна в полость снаряда сбрасывают клапан-шар, который перекрывает единственный канал перетока промывочной жидкости к забою, в результате чего в полости труб повышается давление и срезаются штифты, соединяющие вставное долото с колонковым долотом и кольцевой муфтой. Затем в полость труб сбрасывается клапан-шар, перекрывающий полость керноприемной трубы от потока промывочной жидкости. По окончании бурения с отбором керна третьим клапаном-шаром, имеющим наибольший диаметр, перекрывается центральный канал снаряда, вследствие чего давлением промывочной жидкости срезаются штифты, соединяющие керноприемную трубу с переводником и втулку с керноприемной трубой, и они сдвигаются в них. При этом зубья кернорвателя изгибаются внутрь трубы, захватывая поступивший в нее керн, а сдвигающаяся вниз втулка открывает радиальные отверстия для перетока промывочной жидкости из полости бурильных труб в скважину при подъеме заполненного керном снаряда из скважины. 4 ил.
Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна.
Известны колонковые снаряды, содержащие переводник, корпус, керноприемную трубу с породоразрушающим сердечником для разрушения керна и механизмом его перемещения. Недостатками известных снарядов являются: конструктивная сложность механизма для перемещения сердечника, низкая механическая скорость бурения сплошным забоем из-за неэффективности разрушения керна указанным сердечником. Известны также комбинированные долота, содержащие колонковое долото режущего типа и размещенное в его полости шарошечное буровое долото, что при бурении обеспечивает повышение механической скорости бурения в два раза против достигнутой при использовании обычных долот. Однако применение таких долот при бурении с отбором керна невозможно из-за жесткого неподвижного соединения составляющих комбинированное долото элементарных долот. Известен также колонковый снаряд, содержащий соединенные между собой переводчик и корпус, керноприемную трубу, размещенную в корпусе, хвостовик с радиальными каналами и седлом под сбрасываемый клапан, связанный с керноприемной трубой и скрепленный срезными штифтами с переводником, полую втулку с седлом под сбрасываемый клапан большого размера, соединенную срезными штифтами с хвостовиком у его верхнего торца, кернователь в виде тонкостенного цилиндра с зубьями захвата по нижнему торцу, установленного на нижнем конце керноприемной трубы с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом колонкового долота, закрепленного на нижнем конце корпуса и выполненного с промывочными каналами, сообщенными с пространством между корпусом и керноприемной трубой. Однако при использовании такого снаряда разрушение керна в процессе бурения без отбора керна неэффективно из-за отсутствия механического устройства, обеспечивающего такое разрушение, в полости керноприемной трубы. Вследствие этого снижается производительность бурения и возрастает износ колонковых долот. Задачей, решаемой изобретением, является размещение в полости керноприемной трубы механического устройства (бурового долота), скрепленного с колонковым долотом для разрушения керна в случае бурения непродуктивной толщи, и открепление его от колонкового долота для бурения с отбором керна, благодаря чему достигается искомый технический результат повышение эффективности бурения, снижение износа колонковых долот. Техническая сущность изобретения заключается в том, что известный колонковый снаряд, содержащий соединенные между собой переводник и корпус, керноприемную трубу, размещенную в корпусе, хвостовик с радиальными каналами и седлом под сбрасываемый клапан, связанный с керноприемной трубой и скрепленный срезными штифтами с переводником, полую втулку с седлом под сбрасываемый клапан большего размера, соединенную срезными штифтами с хвостовиком у его верхнего торца, кернорватель в виде тонкостенного цилиндра с зубьями захвата по нижнему торцу, установленного на нижнем конце керноприемной трубы с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом колонкового долота, закрепленного на нижнем конце корпуса и выполненного с промывочными каналами, сообщенными с пространством между корпусом и керноприемной трубой, снабжен кольцевой подвижной в осевом направлении муфтой с наружной конической поверхностью, вставным с центральным промывочным каналом буровым долотом, и патрубком с гидромониторным насадком и седлом под сбрасываемый клапан, меньшего, чем два других размера, при этом колонковое долото выполнено разъемным из верхней и нижней частей, образующих полость с верхней конической поверхностью, кольцевая подвижная муфта размещена в полости колонкового долота с возможностью перекрытия его промывных каналов в исходном положении, вставное буровое долото размещено в кольцевой подвижной муфте и соединено с ней и с верхней частью колонкового долота в исходном положении срезными штифтами, а патрубок с гидромониторным насадком и седлом под сбрасываемый клапан меньшего, чем два других размера размещен в центральном промывочном канале бурового долота. Снабжение колонкового снаряда вставным с центральным промывочным каналом буровым долотом предпочтительно шарошечного типа обеспечивает возможность создания комбинированного долота, использование которого при бурении позволяет повысить механическую скорость бурения сплошным забоем и гарантированно разрушать керн при проходке скважин в непродуктивным толщах. Снабжение снаряда кольцевой подвижной в осевом направлении муфтой с наружной конической поверхностью и выполнение колонкового долота разъемным из верхней и нижней частей, образующих полость с верхней конической поверхностью, позволяют создать механизм управления течением бурового раствора в призабойной зоне снаряда. Снабжение снаряда патрубком с гидромониторным насадком и седлом под сбрасываемый клапан, меньшего, чем размеры клапанов в хвостовике и в полой втулке у верхнего торца керноприемной трубы, размера, размещенным в центральном промывочном канале вставного бурового долота, соединенного с верхней частью колонкового долота и с подвижной муфтой срезными штифтами, обеспечивает эффективную очистку забоя перед бурением и срезание штифтов при сбрасывании клапана, перемещение подвижной муфты вниз, вследствие чего раскрываются промывочные каналы в колонковом долоте, и буровое долото отделяется от колонкового. На фиг. 1 изображен колонковый снаряд (вид сбоку, продольный разрез) в транспортном положении и при бурении сплошным забоем; на фиг. 2 то же в момент отделения вставного долота; на фиг. 3 то же при бурении с отбором керна; на фиг. 4 то же, положение при захвате керна. Колонковый снаряд содержит переводник 1, соединенный резьбой с корпусом 2. Керноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 и скреплена через хвостовик 4 с переводником 1 срезными штифтами 5. В хвостовике 4 выполнено седло 6 под сбрасываемый клапан-шар 7 и радиальные каналы 8, размещенные над седлом 6. Выше каналов 8 внутри хвостовика 4 установлена втулка 9 с седлом 10 под сбрасываемый клапан-шар 11 большего, чем клапан 7, диаметра. Втулка 9 удерживается в исходном положении срезными штифтами 12. На нижнем конце трубы 3 размещен кернорватель 13, выполненный в виде тонкостенного цилиндра с зубьями захвата 14 по нижнему торцу в зоне расположения кольцевого выступа 15 колонкового долота 16. Над зубчатым кернорвателем размещена обойма 17 рычажкового кернорвателя. Колонковое долото 16 выполнено разъемным из верхней, представляющей собственно долото 16, части и нижней заменяемой рабочей части 18, армированной резцами 19. Между частями 16 и 18 колонкового долота образована полость с верхней-конической поверхностью, в которой размещена кольцевая муфта 20, имеющая наружную коническую поверхность, подвижная относительно долота 16 и перекрывающая его промывочные каналы 21. В полости колонкового долота 16 размещено буровое шарошечное долото 22, соединенное срезными шпильками 23 с долотом 16 и срезными шпильками 24 с кольцевой муфтой 20. В центральном канале долота 22 размещен патрубок 25, оканчивающийся гидромониторным насадком 26, являющимся седлом под сбрасываемый клапан-шар 27 меньшего, чем у двух других клапанов 11 и 7, размера. Колонковый снаряд работает следующим образом. Перед спуском на забой снаряд собирают в таком виде, как показано на фиг. 1, вставное долото 22 соединяют штифтами 24 и 23 с кольцевой муфтой 20 и с колонковым долотом 16 и вставляют в него патрубок 25; втулку 9 соединяют штифтом 12 с керноприемной трубой 3, а хвостовик 4 соединяют шпильками 5 с переводником 1. Затем снаряд опускают на забой скважины и осуществляют процесс бурения сплошным забоем до интервала отбора керна, определяемого либо по геолого-техническому наряду, либо по механическому каротажу. Для обеспечения процесса бурения с отбором керна вставное долото 22 отделяют от колонкового долота 16 и от кольцевой муфты 20, сбрасывая в полость труб клапан-шар 27, который перекрывает центральное отверстие в патрубке 25. При этом под давлением потока промывочной жидкости вставное долото 22 смещается вниз до упора в резцы 19 колонкового долота 16. При этом срезаются штифты 23 и 24 и смещается вниз кольцевая муфта 20, вследствие чего открываются промывочные каналы 21 колонкового долота 16, как показано на фиг. 2. Затем в полость бурильных труб сбрасывают клапан-шар 7, который садится в седло 6 хвостовика 4 и перекрывает полость керноприемной трубы 3 от нисходящего потока промывочной жидкости, которая перетекает к забою по межтрубному пространству между корпусом 2 и трубой 3, попадая туда через отверстия 8, и далее через открытые каналы 21 колонкового долота 16. В дальнейшем процесс бурения осуществляется выбуриванием столбика (колонки) керна. При этом выбуренный керн проталкивает вставное долото 22, отделившееся от долота 16 и от муфты 20, в полость керноприемной трубы 3. Долото 22 при этом предохраняет торец керна от размыва вытесняемой из трубы 3 жидкостью (фиг. 3). После окончания бурения с отбором керна, регламентируемым длиной полости керноприемной трубы 3, в полость бурильных труб опускают клапан-шар 11, по достижении которым седла 10 втулки 9 перекрывается канал перетока промывочной жидкости, давлением которой срезаются штифты 5, скрепляющие хвостовик 4 с переводником 1. Дальнейшее закачивание промывочной жидкости в полость снаряда приводит к перемещению керноприемной трубы 3 вниз. При этом зубья кернорвателя 13 изгибаются на кольцевом выступе 15 долота 16 и перекрывают полость керноприемной трубы 3, заклинивая вошедший в нее столбик керна. Рычажковый кернорватель 17 удерживает керн в керноприемной трубе при кратковременных подъемах снаряда над забоем для наращивания колонны бурильных труб до срабатывания кернорвателя 13. Дальнейшее повышение давления в бурильной колонне приводит к срезанию штифтов 12, и втулка 9 опускается в нижнее положение, открывая радиальные отверстия 8 для перетока промывочной жидкости к забою скважины. При подъеме снаряда из скважины промывочная жидкость таким образом вытекает из полости бурильных труб, минуя полость керноприемной трубы 3. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить механическую скорость бурения без отбора керна, снизить износ колонковых долот, повысить производительность бурения за счет сокращения затрат времени на спуско-подъемные операции, повысить выход керна и результативность разведочного бурения.Формула изобретения
Колонковый снаряд, содержащий соединенные между собой переводник и корпус, керноприемную трубу, размещенную в корпусе, хвостовик с радиальными каналами и седлом под сбрасываемый клапан, связанный с керноприемной трубой и скрепленный срезными штифтами с переводником, полую втулку с седлом под сбрасываемый клапан большего размера, соединенную срезными штифтами с хвостовиком у его верхнего торца, кернорватель в виде тонкостенного цилиндра с зубьями захвата по нижнему торцу, установленного на нижнем конце керноприемной трубы с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом колонкового долота, закрепленного на нижнем конце корпуса и выполненного с промывочными каналами, сообщенными с пространством между корпусом и керноприемной трубой, отличающийся тем, что он снабжен кольцевой подвижной в осевом направлении муфтой с наружной конической поверхностью, вставным с центральным промывочным каналом буровым долотом и патрубком с гидромониторным насадком и седлом под сбрасываемый клапан меньшего, чем два других размера, при этом колонковое долото выполнено разъемным из верхней и нижней частей, образующих полость с верхней конической поверхностью, кольцевая подвижная муфта размещена в полости колонкового долота с возможностью перекрытия его промывочных каналов в исходном положении, вставное буровое долото размещено в кольцевой подвижной муфте и соединено с ней и с верхней частью колонкового долота в исходном положении срезными штифтами, а патрубок с гидромониторным насадком и седлом под сбрасываемый клапан меньшего, чем два других размера, размещен в центральном промывочном канале бурового долота.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4findpatent.ru
