Колонковий снаряд

Колонковий снаряд, який містить колонкову трубу і гідроударник з нагнітальною і випускною порожнинами, кожухом і корпусом, встановленими між перехідником з розподільною камерою і ковадлом, в якому виконаний канал, зв'язаний з зазором між кожухом і корпусом, і розташований насос з робочою камерою, з'єднаною з зовнішнім простором і з порожниною колонкової труби системою C2 2 (19) 1 3 87218 4 тальної порожнини гідроударника. При подачі ріколонкової труби в ґрунт і відбір керна. Рідина зі дини від джерела тиску гідроударник наносить снаряда виходить над гідроударником. По закінудари, під дією яких відбувається заглиблення ченні рейса снаряд витягається зі свердловини. З колонкової труби в ґрунт і відбір керна. При цьому нього видаляють керн і повертають в початкове запірний елемент запобіжного клапана випадає з положення золотникову втулку. сідла і відкриває канал від робочої камери насоса Ознаки найближчого аналогу, які збігаються з до вихлопного клапана, що дає можливість прасуттєвими ознаками винаходу, що заявляється: цювати насосу. По закінченні рейса снаряд витяколонкова труба і гідроударник з нагнітальною і гається зі свердловини. З нього видаляють керн і випускною порожнинами, кожухом і корпусом, повертають в початкове положення золотникову встановленими між перехідником з розподільною втулку та запірний елемент запобіжного клапану. камерою і ковадлом, в якому виконаний канал, Цей колонковий снаряд має недолік, який позв'язаний з зазором між кожухом і корпусом, і розлягає в тому, що при бурінні свердловини з відботашований насос з робочою камерою, з'єднаною з ром керну рідина зі снаряду виводиться в свердзовнішнім простором і з порожниною колонкової ловину над гідроударником. Таким чином при труби системою каналів і клапанів, встановлений бурінні в сипучих нестійких породах колонковий на ковадлі зі сторони колонкової труби шток з підснаряд контактує з породою практично по всій свопружиненим кільцевим клапаном, золотникову їй довжині (гідроударник і колонкова труба), що втулку з осьовим каналом і сідлом під пусковий збільшує сили опору по бічній поверхні при загликлапан, що розташована в розподільній камері, бленні снаряду та його підйомі зі свердловини. А зв'язаній каналами з джерелом тиску, зазором між це обмежує як швидкість буріння, так і довжину кожухом і корпусом, нагнітальною порожниною рейсу внаслідок обмеження розміру колонкової гідроударника та зовнішнім простором, канали між труби при незмінних параметрах приводного оброзподільною камерою і нагнітальною порожниладнання. ною гідроударника та зовнішнім простором з'єднаНайбільш близьким аналогом до винаходу, що ні між собою, причому в останньому встановлена заявляється, є колонковий снаряд [UA Декларадросельна втулка, а випускна порожнина гідроційний патент на корисну модель №13609, кл. ударника з'єднана з зовнішнім простором. Е21В 21/00, Е21В 25/00, Е21В25/18, опубл. Цей колонковий снаряд має недолік, який по17.04.2006], який містить колонкову трубу і гідролягає в тому, що при бурінні свердловини з відбоударник з нагнітальною і випускною порожнинами, ром керну рідина зі снаряду виводиться в свердкожухом і корпусом, встановленими між перехідловину над гідро-ударником. Таким чином при ником з розподільною камерою і ковадлом, в якобурінні в сипучих нестійких породах колонковий му виконаний канал, зв'язаний з зазором між кожуснаряд контактує з породою практично по всій свохом і корпусом та порожниною колонкової труби, і їй довжині (гідроударник і колонкова труба), що розташований насос з робочою камерою, з'єдназбільшує сили опору по бічній поверхні при заглиною з зовнішнім простором і з порожниною колонбленні снаряду та його підйомі зі свердловини. А кової труби системою каналів і клапанів, встановце обмежує не тільки швидкість буріння з-за підлений на ковадлі зі сторони колонкової труби шток вищених сил опору, а і довжину рейсу внаслідок з підпружиненим кільцевим клапаном, який переобмеження розміру колонкової труби при незмінкриває канал у ковадлі і виконаний з можливістю них параметрах приводного обладнання. перекриття всмоктувального каналу насосу, розВ основу винаходу поставлена задача вдоскоташованого в штоку, в розподільній камері, зв'язаналення конструкції колонкового снаряду, в якому, ної каналами з джерелом тиску, зазором між кожуза рахунок випуску рідини для розмиву стінок свехом і корпусом, нагнітальною порожниною рдловини нижче гідроударника, запобігається конгідроударника та зовнішнім простором, розташотакт гідроударника зі стінками свердловини, що вана золотникова втулка з осьовим каналом і сідзнижує сили опору по бічній поверхні при заглиблом під пусковий клапан, канали між розподільною ленні снаряду і його підйомі зі свердловини та докамерою і нагнітальною порожниною гідроударнизволяє досягти підвищення швидкості буріння і ка та зовнішнім простором з'єднані між собою, довжини рейсу в сипучих нестійких породах. причому в останньому встановлена дросельна Поставлена задача вирішується тим, що у вівтулка, випускна порожнина гідроударника з'єднадомому колонковому снаряді, який містить колонна з зовнішнім простором каналом. кову трубу і гідроударник з нагнітальною ι випускПристрій працює таким чином. Він спускається ною порожнинами, кожухом і корпусом, у свердловину на бурильних трубах. Рідина, яка встановленими між перехідником з розподільною подається від джерела тиску в колонковий снаряд, камерою і ковадлом, в якому виконаний канал, проходить через осьовий канал золотникової втулзв'язаний з зазором між кожухом і корпусом, і розки у зазор між кожухом і корпусом, та через канал ташований насос з робочою камерою, з'єднаною з у ковадлі і підпружинений кільцевий клапан постузовнішнім простором і з порожниною колонкової пає в порожнину колонкової труби і далі - на вибій труби системою каналів і клапанів, встановлений свердловини. При цьому шлам або породи на вина ковадлі зі сторони колонкової труби шток з підбої розмиваються. Потім по трубам скидають пуспружиненим кільцевим клапаном, золотникову ковий клапан, який сідає у сідло золотникової втувтулку з осьовим каналом і сідлом під пусковий лки. Вона рухається вниз і відкриває канал до клапан, що розташована в розподільній камері, нагнітальної порожнини гідроударника. При подачі зв'язаній каналами з джерелом тиску, зазором між рідини від джерела тиску гідроударник наносить кожухом і корпусом, нагнітальною порожниною удари, під дією яких відбувається заглиблення гідроударника та зовнішнім простором, канали між 5 87218 6 розподільною камерою і нагнітальною порожниспирається на пружину 33. При цьому радіальні ною гідроударника та зовнішнім простором з'єднаотвори 34 в штоку 26 перекриті кільцевим клапані між собою, причому в останньому встановлена ном 30. дросельна втулка, а випускна порожнина гідроКанал 35 між розподільною камерою 9 і з зовударника з'єднана з зовнішнім простором, відповінішнім простором з'єднаний з каналом 17, причому дно до винаходу, підпружинений кільцевий клапан в каналі 35 встановлена дросельна втулка 36. розміщений у зазорі між штоком та встановленим Колонковий снаряд працює таким чином. між ковадлом і колонковою трубою циліндром, Він спускається у свердловину на бурильних випускна порожнина гідроударника з'єднана з зовтрубах. При цьому пусковий клапан 14 у ньому нішнім простором зазором між кожухом і корпусом відсутній. Золотникова втулка 11 займає своє гідроударника, каналом у ковадлі, осьовими канакрайнє верхнє положення у розподільній камері 9 лами, виконаною на зовнішній бічній поверхні кіперехідника 8, у якому вона зафіксована штифтальцевого клапана проточкою та радіальними ми 15. Канал 17 перекритий бічною поверхнею отворами у циліндрі, причому кільцевий клапан золотникової втулки 11. Підпружинений кільцевий виконаний з можливістю перекриття радіальних клапан 30 займає крайнє верхнє положення під отворів у циліндрі і з'єднання каналу у ковадлі з дією пружини 33 і перекриває отвори 34 у штоку порожниною колонкової труби. 26. Таким чином, випускна порожнина 5 гідроударЗапропоновані ознаки дозволяють здійснюваника з'єднана з зовнішнім простором зазором між ти випуск рідини для розмиву стінок свердловини кожухом 6 і корпусом 7 гідроударника, каналом 27 нижче гідроударника, чим запобігається контакт у ковадлі 10, осьовими каналами 31 і проточкою 32 гідроударника зі стінками свердловини. на зовнішній бічній поверхні кільцевого клапана 30 Зазначені ознаки складають суть винаходу, та радіальними отворами 29 у циліндрі 28. тому що є необхідними і достатніми для досягненВідбирання проби з необхідного інтервалу ня технічного результату - зниження сил опору по свердловини здійснюється у такій послідовності. бічній поверхні при заглибленні снаряду і його підСпочатку здійснюється попереднє буріння без йомі зі свердловини та підвищення швидкості бувідбору проби або розмив шламу та осипу на виріння і довжини рейсу в сипучих нестійких поробої. дах. Від джерела тиску, яке знаходиться на поверСуть винаходу пояснюється кресленням, де на хні, у колонковий снаряд подається рідина, яка Фіг.1 показаний загальний вид колонкового снарячерез канал 16, осьовий канал 12 у золотниковій ду, на Фіг.2 - колонковий снаряд при розмиві порід втулці 11, розподільну камеру 9, канал 18, кільцена вибої свердловини, а на Фіг.3 - колонковий снавий зазор між корпусом 7 і кожухом 6, канал 27 у ряд при відборі керна. ковадлі 10, осьові канали 31 і проточку 32 кільцеДо складу колонкового снаряду входить колового клапана 30 та радіальні отвори 29 у циліндрі нкова труба 1 з башмаком 2 і кернорвачем 3 та 28 виходить в свердловину. За рахунок перепаду гідроударник з нагнітальною і випускною порожнитиску на осьових каналах 31, проточці 32 і радінами 4 і 5, а також з кожухом 6 і корпусом 7, встаальних отворах 29 кільцевий клапан 30 переміщуновленими між перехідником 8 з розподільною ється вниз, стискаючи пружину 33. В результаті камерою 9 і ковадлом 10 гідроударника. кільцевий клапан 30 перекриє радіальні отвори 29 У розподільній камері 9 встановлена золотниі циліндрі 28 та відкриє отвори радіальні 34 у штокова втулка 11 з осьовим каналом 12 і сідлом 13 ку 26. Рідина з каналу 27 через радіальні отвори для пускового клапана 14. Золотникова втулка 11 34 перетікає в порожнину колонкової труби 1 і чезафіксована штифтами 15 у своєму крайньому рез кернорвач 3 проходить на вибій свердловини, верхньому положенні. У розподільній камері 9 вирозмиваючи породи або шлам. Це забезпечує моконані канали 16, 17, 18, які, відповідно, з'єднані з жливість очищення вибою свердловини перед відджерелом тиску, нагнітальною порожниною 4 гідбором проби від шламу та осипів або заглиблення роударника і з зазором між кожухом 6 і корпусом 7. колонкового снаряду у ґрунт без відбору проби. Канал 17 перекритий бічною поверхнею золотниГідроударник при цьому заблокований, оскільки кової втулки 11. В розподільній камері 9 під золотканал 17, з'єднаний з нагнітальною порожниною 4 никовою втулкою 11 розташована пробка 19. гідроударника, перекритий золотниковою втулкою У ковадлі 10 встановлений насос, поршень 20 11. якого з'єднаний з бойком гідроударника (не покаДля відбору проби подачу рідини від джерела заний). Робоча камера 21 насоса зв'язана з зовнітиску спочатку припиняють. Оскільки тиск у систешнім простором вихлопними каналом 22 і клапамі падає, то кільцевий клапан 30 під дією пружини ном 23 та з порожниною колонкової труби 1 33 займає своє крайнє верхнє положення, перевсмоктувальними каналом 24 і клапаном 25. При криваючи радіальні отвори 34 у штоку 26, блокуюцьому всмоктувальний канал 24 насоса розташочи подачу рідини у порожнину колонкової труби 1, і ваний у штоку 26, який встановлений на ковадлі 10 відкриваючи радіальні отвори 29 у циліндрі 28. зі сторони колонкової труби 1. Далі, по лінії, що з'єднує джерело тиску з колонкоУ ковадлі 10 виконаний канал 27, з'єднаний з вим снарядом, скидається пусковий клапан 14 і зазором між кожухом 6 і корпусом 7. Між колонкознов вмикається подача рідини. Після посадки вою трубою 1 і ковадлом 10 встановлений циліндр пускового клапана 14 у сідло 13 золотникової вту28 з радіальними отворами 29. У зазорі між штолки 11 тиск у системі зростає настільки, що штифком 26 та циліндром 28 розміщений підпружинети 15 зрізаються. Золотникова втулка 11 переміний кільцевий клапан 30 з осьовими каналами 31 і щується у крайнє нижнє положення, при цьому проточкою 32 на зовнішній бічній поверхні, який пробка 19 перекриває осьовий канал 12. Таким 7 87218 8 чином, канал 17 розподільної камери 9, зв'язаний з шення довжини колонкової труби. Підпружинений нагнітальною порожниною 4 гідроударника, з'єднукільцевий клапан 30 залишається в верхньому ється з джерелом тиску, що запобігає порушенню положенні, оскільки перепад тиску на ньому недопроби. Одночасно розподільна камера 9 через статній для стискання пружини 33, оскільки через канал 35 і дросельну втулку 36 з'єднується з нанього перетікає значно менша кількість рідини, ніж вколишнім середовищем. при бурінні без відбору проби. В залежності від поперечних розмірів каналу В процесі буріння в порожнині колонкової тру35 і отвору дросельної втулки 36, які визначають би 1 насосом здійснюється зворотне промивання. гідравлічний опір між розподільною камерою 9 і При ході бойка гідроударника з поршнем 20 вгору навколишнім середовищем, одна частина рідини через всмоктувальний канал 24 та клапан 25 рідивід джерела тиску поступає в навколишнє середона надходить з колонкової труби 1 в робочу камевище через дросельну втулку 36, а друга частина ру 21 насоса. При ході бойка з поршнем 20 вниз рідини поступає у гідроударник через нагнітальну рідина через клапан 23 і вихлопний канал 22 витипорожнину 4. Гідроударник вмикається і під дією скається в свердловину. його ударів колонковий снаряд заглиблюється в Після закінчення рейсу колонковий снаряд піґрунт башмаком 2, і проба надходить у колонкову діймають на поверхню, видаляють з колонкової трубу 1, віджимаючи в сторони пелюстки кернортруби 1 керн, повертають в початкове положення вача 3. Рідина з випускної порожнини 5 гідроударзолотникову втулку 11 і пусковий клапан 14, заміника виходить в свердловину через кільцевий занюють штифти 15. Далі цикл роботи колонкового зор між корпусом 7 і кожухом 6, канал 27 у ковадлі снаряду повторюється. 10, осьові канали 31 і проточку 32 кільцевого клаЗастосування запропонованого винаходу допана 30 та радіальні отвори 29 у циліндрі 28. При зволяє досягти зниження сил опору по бічній поцьому розмиваються стінки свердловини вище верхні при заглибленні снаряду і його підйомі зі колонкової труби. Таким чином при бурінні в сипусвердловини та підвищення швидкості буріння і чих нестійких породах колонковий снаряд контакдовжини рейсу в сипучих нестійких породах за тує з породою тільки по довжині колонкової труби, рахунок випуску рідини для розмиву стінок свердщо зменшує сили опору по бічній поверхні при ловини нижче гідроударника, чим забезпечується заглибленні снаряду та його підйомі зі свердловизапобігання контакту гідроударника зі стінками ни. А це сприяє підвищенню як швидкості буріння, свердловини. так і довжині рейсу внаслідок можливості збіль 9 87218 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 87218 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601