снаряд для бурения с непрерывным выносом керна

Формула изобретения

1. Снаряд для бурения с непрерывным выносом керна, содержащий наружную и внутреннюю трубы, установленный между ними центратор с осевыми каналами и размещенный над коронкой шламоприемный конус с промывочными каналами в виде щелевидных пазов, отличающийся тем, что верхняя часть шламоприемного конуса и контактирующий с ним нижний конец внутренней трубы выполнены с наклонными пазами, совмещенными со щелевидными пазами шламоприемного конуса, при этом центратор оснащен гидромониторными насадками, входная часть которых соединена с нисходящим промывочным каналом, а выходная часть направлена в сторону устья скважины.

2. Снаряд для бурения с непрерывным выносом керна по п.1, отличающийся тем, что наклонные пазы в верхней части шламоприемного конуса и контактирующем с ним нижнем конце внутренней трубы выполнены конической формы, большее основание которых ориентировано в сторону забоя скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения, а именно к бурению скважин с непрерывным выносом кернового материала на поверхность потоком очистного агента, обеспечивающим кратное увеличение производительности и значительное снижение стоимости буровых работ.

Известен снаряд для бурения с обратным выносом керна, содержащий наружную и внутреннюю трубы, промывочные каналы для подачи жидкости во внутреннюю трубу и шламоприемный конус, соединенный с породоразрушающим инструментом (см. авт.св. СССР № 876879, кл. E21B 21/00, 1982).

К недостаткам данного снаряда следует отнести сравнительно высокую вероятность заклинивания транспортируемого материала, что снижает технико-экономические показатели бурения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является снаряд для бурения с непрерывным выносом керна, содержащий наружную и внутреннюю трубы, установленный между ними центратор с осевыми каналами и размещенный над коронкой шламоприемный конус с промывочными каналами в виде щелевидных пазов (см. авт.св. СССР № 1331992, кл. E21B 21/00, 1987).

Эксплуатация данного снаряда показала, что при высоких скоростях бурения происходит самозаклинивание кернового материала в зоне перехода от шламоприемного конуса к внутренней колонковой трубе, что приводит к перемешиванию кернового материала, нарушению режима работы насосов и созданию травмоопасных ситуаций при одновременном снижении производительности бурения. При этом в случае перемешивания кернового материала нарушается точность стратиграфической привязки керна с глубиной скважины, что особенно нежелательно в зоне залегания полезного ископаемого.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы снаряда за счет роста скорости бурения, уменьшения вероятности заклинивания кернового материала и снижения травмоопасности на буровых работах.

Указанный технический результат достигается тем, что в снаряде для бурения с непрерывным выносом керна, содержащим наружную и внутреннюю трубы, установленный между ними центратор с осевыми каналами и размещенный над коронкой шламоприемный конус с промывочными каналами в виде щелевидных пазов, согласно изобретению верхняя часть шламоприемного конуса и контактирующий с ним нижний конец внутренней трубы выполнены с наклонными пазами, совмещенными со щелевидными пазами шламоприемного конуса, при этом центратор оснащен гидромониторными насадками, входная часть которых соединена с нисходящим промывочным каналом, а выходная часть направлена в сторону устья скважины.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что наклонные пазы выполнены конической формы, большее основание которых ориентировано в сторону забоя скважины.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид снаряда в продольном разрезе, на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Предложенный снаряд содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубы, соединенные посредством переходника 3 и гильзы 4 с наружной 5 и внутренней 6 трубами двойной бурильной колонны. Зазоры между трубами 1 и 2 образуют промывочный канал 7 для нисходящего потока, а полости внутренних труб 2 и 6 - центральный канал 8 для восходящего потока. Непосредственно над буровой коронкой 9 размещен шламоприемный конус 10 с промывочными каналами в виде щелевидных пазов 13, равномерно распределенных по окружности конуса 10. Верхняя часть шламоприемного конуса 10 и контактирующий с ним нижний конец внутренней трубы 2 выполнены с наклонными пазами 11, имеющими коническую форму, большее основание которых ориентировано в сторону забоя скважины. Наклонные пазы 11 совмещены со щелевидными пазами 13 шламоприемного конуса 10. При этом непосредственно над наклонными пазами 11 расположены гидромониторные насадки 12, установленные в центраторе 14, размещенном между наружной 1 и внутренней 2 трубами, причем входная часть насадок 12 соединена с нисходящим 7 каналом, а выходная часть насадок 12 направлена в сторону устья скважины. Центратор 14 выполнен с осевыми каналами 15, сообщающимися с промывочным каналом 7.

Принцип работы снаряда заключается в следующем. После включения насоса часть промывочной жидкости по промывочному каналу 7 через щелевидные пазы 13 поступает в полость шламоприемного конуса 10, а другая часть через гидромониторные насадки 12 поступает непосредственно в полость внутренней трубы 2 и создает там зону разряжения. В виду наличия породной пробки в полости конуса 10 восходящий поток сразу же устремляется по центральному каналу 8 на поверхность и выдавливает породную пробку в полость внутренней трубы 2. Этому способствует и зона разряжения, создаваемая гидромониторными насадками 12, а также и наклонные конические пазы 11, совмещенные со щелевидными пазами 13, что исключает образование шламовых пробок в зоне меньшего основания шламоприемного конуса 10 благодаря увеличению проходного сечения в наиболее опасном месте.

Таким образом, предложенная конструкция снаряда обеспечивает ускоренный вынос породы, что повышает эффективность бурения и исключает вероятность заклинивания транспортируемой породы, что в свою очередь снижает вероятность травматизма, например, из-за разрыва шланга при запрессовке насоса.