RU2487985C2 - Drilling head with continuous core removal - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: head comprises external and internal pipes, a centraliser installed between them with axial channels and a slurry-receiving cone arranged above the crown and comprising washing channels in the form of slit-shaped slots. The upper part of the slurry-receiving cone and the contacting lower end of the internal pipe are made with inclined slots matched with slit-shaped slots of the slurry-receiving cone. The centraliser is equipped with hydraulic monitor attachments, the inlet part of which is connected to a descending washing channel, and the output part is directed to the well head.

EFFECT: higher speed of drilling, reduced probability of core material jamming, reduced injury rate.

2 cl, 2 dwg

Description

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.The invention relates to the field of drilling, namely, drilling of wells with continuous core removal of the core material to the surface by the flow of a cleaning agent, providing a multiple increase in productivity and a significant reduction in the cost of drilling operations.

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).Known shell for drilling with core removal, containing the outer and inner pipes, flushing channels for supplying fluid to the inner pipe and sludge receiving cone connected to the rock cutting tool (see ed. St. USSR No. 876879, class. E21B 21/00, 1982 )

К недостаткам данного снаряда следует отнести сравнительно высокую вероятность заклинивания транспортируемого материала, что снижает технико-экономические показатели бурения.The disadvantages of this projectile include a relatively high probability of jamming of the transported material, which reduces the technical and economic performance of drilling.

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).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a shell for drilling with continuous core removal, containing the outer and inner pipes, a centralizer with axial channels installed between them and a sludge receiving cone with flushing channels in the form of slit-like grooves placed above the crown (see ed. St. USSR No. 1331992, class 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.The exploitation of this projectile showed that at high drilling speeds self-jamming of core material occurs in the zone of transition from the sludge receiving cone to the inner core pipe, which leads to mixing of core material, disruption of the pump operating mode and the creation of traumatic situations while reducing drilling performance. Moreover, in the case of mixing core material, the accuracy of the stratigraphic reference of the core with the depth of the well is violated, which is especially undesirable in the zone of occurrence of the mineral.

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.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the efficiency of the projectile by increasing the drilling speed, reducing the likelihood of jamming of core material and reducing the risk of injury during drilling.

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.The specified technical result is achieved by the fact that in a drill for continuous core removal containing the outer and inner pipes, a centralizer with axial channels installed between them and a sludge receiving cone with flushing channels in the form of slit-like grooves placed above the crown, according to the invention, the upper part of the sludge receiving cone and the lower end of the inner pipe in contact with it is made with inclined grooves aligned with the slit-like grooves of the sludge receiving cone, while the centralizer is equipped with hydraulic monitors nozzles, the inlet of which is connected to the downward flushing channel, and the outlet is directed towards the wellhead.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что наклонные пазы выполнены конической формы, большее основание которых ориентировано в сторону забоя скважины.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the inclined grooves are conical in shape, the larger base of which is oriented towards the bottom of the well.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид снаряда в продольном разрезе, на фиг.2 - вид А на фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, where in Fig.1 shows a General view of the projectile in longitudinal section, in Fig.2 - view a in Fig.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.The proposed projectile contains an outer 1 and an inner 2 pipes connected by an adapter 3 and a sleeve 4 to the outer 5 and inner 6 pipes of the double drill string. The gaps between the pipes 1 and 2 form a flushing channel 7 for the downward flow, and the cavities of the inner pipes 2 and 6 form the central channel 8 for the upward flow. Directly above the drill bit 9 there is a sludge receiving cone 10 with flushing channels in the form of slit-like grooves 13 uniformly distributed around the circumference of the cone 10. The upper part of the sludge receiving cone 10 and the lower end of the inner pipe 2 in contact with it are made with inclined grooves 11 having a conical shape, larger the base of which is oriented towards the bottom of the well. The inclined grooves 11 are aligned with the slit-like grooves 13 of the sludge receiving cone 10. At the same time, directly above the inclined grooves 11 are hydraulic monitor nozzles 12 installed in a centralizer 14 located between the outer 1 and inner 2 pipes, the input part of the nozzles 12 being connected to the descending channel 7, and the output of the nozzles 12 is directed towards the wellhead. The centralizer 14 is made with axial channels 15 in communication with the flushing channel 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.The principle of operation of the projectile is as follows. After turning on the pump, part of the washing liquid through the washing channel 7 through the slit-like grooves 13 enters the cavity of the sludge receiving cone 10, and the other part, via the hydraulic nozzles 12, enters directly into the cavity of the inner pipe 2 and creates a vacuum zone there. In view of the presence of a rock plug in the cavity of the cone 10, the upward flow immediately rushes along the central channel 8 to the surface and squeezes the rock plug into the cavity of the inner pipe 2. This is also facilitated by the rarefaction zone created by the hydraulic nozzles 12, as well as the inclined conical grooves 11, combined with slit-like grooves 13, which eliminates the formation of sludge plugs in the area of the smaller base of the sludge receiving cone 10 due to the increase in the bore in the most dangerous place.

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.Thus, the proposed design of the projectile provides accelerated removal of the rock, which increases the efficiency of drilling and eliminates the likelihood of jamming of the transported rock, which in turn reduces the likelihood of injury, for example, due to rupture of the hose when fitting the pump.

Claims (2)

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.1. A drill for drilling with continuous core removal, containing the outer and inner pipes, a centralizer with axial channels installed between them and a sludge-receiving cone with flushing channels in the form of slit-like grooves located above the crown, characterized in that the upper part of the sludge-receiving cone and the lower one in contact with it the end of the inner pipe is made with inclined grooves aligned with the slit-like grooves of the sludge receiving cone, while the centralizer is equipped with hydraulic monitor nozzles, the inlet of which is connected to the descending m flushing channel, and the output part is directed towards the wellhead. 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. 2. The continuous core drilling tool according to claim 1, characterized in that the inclined grooves in the upper part of the sludge receiving cone and the lower end of the inner pipe contacting it are made of conical shape, the larger base of which is oriented towards the bottom of the well.

Images