SU1028833A1 - Ejector drilling tool - Google Patents

Abstract

БУРОВОЙ ЭЖЕКТОРНЫЙ СНАРЯД содержавши корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с .напорной магистралью сопло, которое совместно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигнализатор прекращени  обратной призабойной циркул ции в виде размещенного в цилиндре поршн  со штоком с конусным концом, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повьшюни  эффективности его работь 3:а счет возможности восстановлени  обратной циркул ции в аварийных ситуаци х и обеспечени  безаварийности работы, цилиндр вьшрлнен с боковым каналом, соединенным с напорной магистралью, поршень подпружинен, а конусный конец штока размещен в сопле, при этом i надпоршнева  Полость соединена с затрубным пространством, подпорш (О иева  - с приемной камерой, а боковой канал цилиндра в исходном положении перекрыт боковой поверхностью поршн .A drill ejaculator containing the housing with upper and lower adapters, a nozzle connected to a pressure line, which, together with the diffuser and housing, forms a receiving chamber, and a backhole circulation stop warning indicator in the form of a piston placed in a cylinder with a rod with a tapered end, t and in order that, in order to improve its efficiency, work 3: and due to the possibility of restoring reverse circulation in emergency situations and ensuring trouble-free operation, the cylinder is equipped with a lateral canal the piston is spring-loaded, and the tapered end of the stem is placed in the nozzle, with i the overhead piston connected to the annular space, under-piston (O with the receiving chamber, and the side bore of the cylinder in the initial position is blocked by the side surface of the piston.

Description

2 1 П § W в ЫАагА W П 15 13 S 7 $ 2/y//y///.j-/jj :/j /j/jf/ ////2// (ШзШ2 1 P § W in BAA W P 15 13 S 7 $ 2 / y // y ///. J- / jj: / j / j / jf / //// 2 // (ShzSh

Изобретение относитс  к технике бурени  геологоразведочных сквжин , а именно к буровым эжекторным снар дам.This invention relates to a technique for drilling prospecting wells, namely drilling ejector heads.

Известен эжекторный снар д, вкчающий основные элементы струйного насоса, снабженный сигнализатором прекращени  обратной циркул ции , выполненным в виде подпружиненного поршн , к которому сверху присоединен параллельно ос поршн  стержень, удерживающий в своем гнезде шарик. При згашламовании колонковой трубы или самоза линке керна повышение гидравлических сопротивлений во всасывающей магистрали струйного насоса сопровождаетс  понижением давлени  в его приемной камереJ указанное изменение, баланса сил, действующих на поршень, заставл ет последний перемещатьс  вниз вместе со стержнем, шарик освобождаетс  и перекрывает центральный канал, сигнализиру  об аварийной.ситуации на забое l llНедостатком этой конструкции  л ютс  необратимость срабатывани  механизма сигнализатора, вынужденное прекращение работ при случайном кратковременном заклинивании керна в колонковой трубе., а также ненадежность механизма сигнализатора .A ejector projectile is known that includes the main components of the jet pump, equipped with a stop circulation indicator, made in the form of a spring-loaded piston, to which a rod is held from above, parallel to the center of the piston, holding the ball in its socket. When scaling off a core pipe or core link self-suction, an increase in hydraulic resistance in the suction line of the jet pump is accompanied by a decrease in pressure in its receiving chamber. The indicated change, the balance of forces acting on the piston, causes the latter to move down with the rod, the ball releases and closes the central channel, signaling about the emergency situation at the bottomhole l ll the disadvantage of this design are the irreversibility of the triggering mechanism of the detector, the forced termination of by an accidental short-jamming core in the core barrel., as well as unreliability signaling mechanism.

Наиболее близким к предлагаемому по технический сущности и достгаемому результату  вл етс  буровой эжекторный снар д, содержащий корпус с верхним и нижним переходниками , соединенное с напорной магистралью сопло, которое совмесно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигнализатор прекращени  обратной призабойной циркул ции в виде размещенного в цилиндре поршн  со штоком с конусным концом.Closest to the proposed technical essence and reachable result is a drilling ejector projecter, comprising a housing with upper and lower adapters, a nozzle connected to a discharge line, which forms a receiving chamber in conjunction with a diffuser and housing, and a warning signal for stopping the reverse bottom hole circulation in the form placed in the cylinder piston rod with a tapered end.

, Принцип действи  данной конструкции эжекторного снар да основан на использовании эффекта снижени  давлени  в приемной камере струйного насоса при повьциении сопротивлений во всасывающей магистрали , при этом поршень и жестк ,о. св занный с ним шток поднимаетс  вверх,, а конусный конец штока входит в конусное отверстие верхнего переходника, вызыва  уменьшение проходного сечени  и повыша  тем самым давление в напорной магистрали i, сигнал снижени  или прекращени  обратной циркул ции ) 2.The principle of operation of this ejector projectile design is based on the use of the effect of reducing the pressure in the receiving chamber of the jet pump with resistance in the suction line, while the piston and the rigid, o. the stem connected with it rises upwards, and the cone end of the stem enters the tapered hole of the upper adapter, causing a reduction in the flow area and thus increasing the pressure in the pressure line i, a signal to reduce or stop the reverse circulation) 2.

Недостатками данного снар да  вл ютс  низка  эффективность его работы,- св занна  с невозможностью восстановлени  обратной циркул ции в аварийных ситуаци х, а также низкий уровень возникающего сигнала, так как гидродинамическое воздействие струи жидкости на конусный конец штока отжимает последний вниз, преодолева  небольшой по величине перепад давлений в над- и подпоршневой зонах, что может привести к аварии.The disadvantages of this projectile are its low efficiency, associated with the impossibility of restoring reverse circulation in emergency situations, as well as the low level of the arising signal, since the hydrodynamic effect of the fluid jet on the tapered end of the rod pushes the latter downward, overcoming a small pressure drop in the supra- and subpiston zones, which can lead to an accident.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы бурового.эжек0 торного снар да за счет возможности восстановлени  обратной циркул ции в аварийных ситуаци х и обеспечени  безаварийности работы. Указанна  цель достигаетс  т-ем, 5 что в буровом эжекторном снар де, содержащем корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с напорной магистралью сопло, которое совместно с диффузоромThe purpose of the invention is to increase the operating efficiency of the drilling projectile due to the possibility of restoring reverse circulation in emergency situations and ensuring trouble-free operation. This goal is achieved by means of a m, 5 that in a drilling ejector device, comprising a housing with upper and lower adapters, a nozzle connected to the discharge line, which, together with the diffuser

и корпусом образует приемную камеру , и сигнализатор прекращени  обратной призабойной циркул ции в виде.размещенного в цилиндре поршн  с конусным концом, цилиндр выполнен с боковым каналом, соединен-, ным с напорной магистралью, поршень подпружинен, а конусный конец штока размещен в сопле, при этом надпоршнева  полость соединена с затрубным пространством, под0 поршнева  - с приемной камерой, а боковой канал цилиндра в исходном положении перекрыт боковой поверхностью поршн .and a housing forms a receiving chamber, and an alarm to stop reverse bottomhole circulation in the form of a piston placed in a cylinder with a tapered end, the cylinder is made with a side channel connected to the pressure line, the piston is spring loaded, This piston cavity is connected to the annulus, under the piston - with the receiving chamber, and in the initial position of the cylinder cylinder side channel is blocked by the side surface of the piston.

На чертеже показан буровой эжек5 торный снар д, общий вид.The drawing shows an ejector drill, a general view.

Снар д включает корпус 1, верхний 2 и нижний 3 переходники, сопло 4, диффузор 5. Сигнализатор состоитиз корпуса 6, внутренн  Snar d includes housing 1, upper 2 and lower 3 adapters, nozzle 4, diffuser 5. The detector consists of housing 6, internal

Q расточка которого  вл етс  цилиндром 7. В цилиндре 7 установлен поршень 8 соштоком 9, нижний конец 10 которого имеет конусную форму и имеет возможность осевого перемещени  относительно сопла 4.The Q bore of which is cylinder 7. In cylinder 7 a piston 8 is mounted with a rod 9, the lower end 10 of which is tapered and has the possibility of axial movement relative to the nozzle 4.

5 Конусно.сть нижнего конца 10 штока 9 соответствует конусности сопла 4. В цилиндре 7 наполнен боковой канал 11, соединенный с напорной магиртралью 12. Канал 13 соедин ет надпоршневую полость Цилиндра 7 с затрубным пространством , а нижний канал 14 соедин ет подпоршневую полость цилиндра 7 с приемной камерой 15 эжектора. Поршень 8 подпружинен пружиной 16.5 The cone of the lower end 10 of the rod 9 corresponds to the conicity of the nozzle 4. The cylinder 7 is filled with a side channel 11 connected to the pressure head 12. The channel 13 connects the piston casing 7 with the annular space, and the bottom channel 14 connects the piston chamber of the cylinder 7 with an ejector receiving chamber 15. The piston 8 is spring-loaded spring 16.

Буровой эжекторный снар д работает следующим образом.Drilling ejector sd d works as follows.

При нормальном процессе бурени  эжектор работает как обычно - обеспечиваетс  некоторый перепад давлений ж |дкости э затрубном пространстве и в приемной камере 15 эжектора, в результате чего обеспечиваетс  обратна  циркул ци  промывочного потока через колонковуюIn the normal drilling process, the ejector operates as usual — some pressure drop is provided in the annulus space and in the ejector receiving chamber 15, which results in a reverse circulation of the flushing flow through the columnar

трубу. Сигнализатор при этом не функционирует, так как указанна  выше разность давлений в над- и подпоршневой зонах цилиндра 7 надежно компенсируетс  предварительным нат гом пружины 16, а канал 11 закрыт боковой поверхностью поршн  8.pipe. In this case, the detector does not function, since the above-mentioned pressure difference in the over- and sub-piston zones of the cylinder 7 is reliably compensated for by the preliminary tension of the spring 16, and the channel 11 is closed by the side surface of the piston 8.

При прекращении обратной циркул ции потока давление в приемной камере 15 снижаетс , увеличиваетс  перепад давлений в над- и подпоршневой зонах, что заставл ет поршень 8 сместитьс  вниз, сжима  пружину 16. При этом обнажаетс  канал 11 и в надпоршневую полость цилиндра 7 поступает жидкость под давлением из напорной магистрали 12, в результате этого поршень 8 перемещаетс  в цилиндре 7 в крайне нижнее положение, . шток 9 входит своим нижним острым коцом в сопло 4, перекрыва  частично сечение дл  прохода жидкости. При этом в напорной магистрали поднимаетс  давление (сигнал аварийной ситуации.на забоев, вели|Чина которого характеризует степень зашлакованности всасывающих .каналов, а следовательно - уровень аварийности ситуации.When the reverse circulation of the flow ceases, the pressure in the receiving chamber 15 decreases, the pressure differential in the over- and sub-piston zones increases, which causes the piston 8 to move downward, compressing the spring 16. This exposes the channel 11 and enters the super-piston cavity of the cylinder 7 with fluid under pressure from the pressure line 12, as a result of this, the piston 8 moves in the cylinder 7 to an extremely low position. rod 9 enters its nozzle with its lower sharp nozzle 4, partially blocking the cross-section for the passage of fluid. At the same time, the pressure rises in the pressure line (emergency signal on the faces, the height of which characterizes the degree of slagging of the suction channels, and therefore the level of the accident situation.

Уменьшение проходного сечени  сопла 4 с сохранением характера движени  струй в аппарате приводит к увеличению скорости напорного потока и .повышению перепада давлений эжектировани , т.е. обеспечивает условие дл  восстановлени  обратной циркул ции потока при частичном зашламовании колонковой трубы. Контроль ликвидации зашламовани  и восстановлени  нормальной обратной циркул ции осуществл етс  путем кратковременного выключени  промывки, при этом давление в напорной магистрали падает, благодар  каналов 13 и 14 давление в над- и подпоршневой полост х и в затрубном пространстве выравниваетс , и поршень 8 усилием пружины 16 возвращаетс  в исходное положение верхнее. Повторное BKJH04eHHe подачи промывки показывает либо восстановление обратной циркул ции (сигнализатор не функционирует), либо сохранение аварийной ситуации {давление в напорной магистрали вновь повышаетс ).Reducing the flow area of the nozzle 4 while maintaining the nature of the movements of the jets in the apparatus leads to an increase in the pressure flow rate and an increase in the differential pressure of the ejection, i.e. provides a condition for restoring reverse circulation with partial slamming of the core tube. Controlling the elimination of slagging and restoring normal reverse circulation is accomplished by briefly turning off the flushing, while the pressure in the pressure line drops, thanks to channels 13 and 14, the pressure in the over- and sub-piston cavity and in the annular space is equalized, and the piston 8 by force of the spring 16 returns in the initial position of the top. Repeated BKJH04eHHe flush feed indicates either restoration of the reverse circulation (the indicator does not function) or the maintenance of an emergency situation (the pressure in the pressure line rises again).

Применение предлагаемого снар да позвол ет повысить эффективность бурени  за счет восстановлени  обратной циркул ции в аварийных ситуаци х и предупреждени  прижогов породоразрушсцощего инструмента , так как снар д обеспечивает высокую надежность сигнализации об аварийной ситуации.The use of the proposed projectile makes it possible to increase the drilling efficiency due to the restoration of reverse circulation in emergency situations and to prevent the burning of rock formations with a powerful tool, since the projectile ensures high reliability of the alarm signaling of an emergency situation.

00

Кроме того, благодар  эффекту усилени  перепада давлений эжектировани  при срабатывании механизма сигнализатора обеспечиваетс  увеличение рейсовой проходки ориентировочно на 15-20%In addition, due to the effect of increasing the pressure drop of the ejection, when the mechanism of the alarm device is triggered, the trip throughput is increased by approximately 15-20%

Claims (1)

БУРОВОЙ ЭЖЕКТОРНЫЙ СНАРЯД содержащий корпус с верхним и нижним переходниками, соединенное с напорной магистралью сопло, кото- рое совместно с диффузором и корпусом образует приемную камеру, и сигнализатор прекращения обратной призабойной циркуляции в виде размещенного в цилиндре поршня со штоком с конусным концом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы ^J4a счет возможности восстановления обратной циркуляции в аварийных ситуациях и обеспечения безаварийности работы, цилиндр выполнен с боковым каналом, соединенным с напорной магистралью, поршень подпружинен, а конусный конец штока размещен в сопле, при этом _Λ надпоршневая полость соединена <§ с затрубным пространством, подпоршневая - с приемной камерой, а боковой канал цилиндра в исходном положении перекрыт боковой поверхностью поршня.DRILLING EJECTOR EQUIPMENT comprising a housing with upper and lower adapters, a nozzle connected to the pressure line, which together with the diffuser and the housing forms a receiving chamber, and an annunciator for stopping the bottom-hole circulation in the form of a piston placed in the cylinder with a rod with a conical end, characterized in that that, in order to increase the efficiency of its work ^J 4a due to the possibility of restoring reverse circulation in emergency situations and ensuring trouble-free operation, the cylinder is made with a side channel connected to connected to the pressure line, the piston is spring-loaded, and the conical end of the rod is placed in the nozzle, while the _Λ supra-piston cavity is connected with the annulus, the sub-piston cavity is connected to the receiving chamber, and the lateral channel of the cylinder is blocked in the initial position by the lateral surface of the piston. SU_.>102883.3_SU _.> 102883.3_