SU1749460A1 - Core drill for boring large-diameter wells - Google Patents

Abstract

Использование: в буровой технике при проходке скважин большого диаметра. Сущность изобретени : колонковый бур содержит штангу, соединенный с ней корпус, размещенную внутри корпуса и жестко св занную с т гой породоприемную кассету, в верхней части которой смонтирована крышка , св занна  со штангой через т гу, а нижн   часть кассеты прикреплена с породо- разрушающим органом, причем на боковой поверхности кассеты по крайней мере в двух местах выполнены вертикальные прорези На верхнем торце корпуса выполнены отверсти , в которых установлены перепускные клапаны, а в крышке кассеты выполнены дополнительные отверсти , соосные упом нутым, при этом верхн   часть т ги снабжена герметизирующим элементом, расположенным под быстрорээъемным соединением , св зывающим корпус с породо- разрушающим органом. Внутренн   поверхность кассеты по ее периметру снабжена размещенными над породоразрушаю- щим органом и по крайней мере в двух р дах керноудерживающими элементами, имеющими форму перевернутых конусообразных или пирамидальных выступов с отверсти ми в основании, направленными вверх Кассета снабжена сьемными створками с дополнительными керноудерживающими элементами 4 з.п,ф-лы, 5 ил ю сUsage: in drilling equipment when drilling large diameter wells. SUMMARY OF THE INVENTION: The core drill comprises a rod, a housing connected to it, placed inside the housing and a rock-receiving cassette rigidly connected to a hard rock, in the upper part of which a lid is connected, connected to the rod through the traction rod, and the lower part of the cassette is attached to the rock-breaking body, and on the side surface of the cassette at least in two places there are vertical slots made. At the upper end of the body there are holes, in which bypass valves are installed, and additional covers are made in the cassette cover the holes are coaxial with the said, while the upper part of the pull is provided with a sealing element located under the quick-release coupling connecting the body with the rock-breaking body. The inner surface of the cassette along its perimeter is provided with core-holding elements placed above the rock-destroying body and in at least two rows, having the form of inverted conical or pyramidal protrusions with openings in the base, pointing upwards. The cassette is equipped with removable flaps with additional core-holding elements 4 of them. p, f-ly, 5 yl u s

Description

Изобретение относитс  к буровой технике , а именно к конструкци м буров дл  сооружени  скважин большого диаметра в породах различной крепости и водонасы- щенности всего комплекса талых россыпей .The invention relates to a drilling technique, namely, to drilling structures for constructing large-diameter wells in rocks of various strength and water saturation of the entire complex of thawed placers.

Известен ковшовый бур, включающий корпус, ковшовое днище с породоразруша- ющим инструментом и присоединительной центральной т гой.The bucket drill is known, which includes the body, the bucket bottom with rock-breaking tool and the connecting central thrust.

Известна  конструкци  бура не позвол ет осуществл ть бурение крепких пород, так как породоразрушающий инструмент выполнен в виде режущих ножей, а по центру бура установлено пикообрэзное долото режущего типа.The known drill design does not allow drilling of hard rocks, since the rock-cutting tool is made in the form of cutting knives, and a pico-cutting bit of the cutting type is installed in the center of the drill.

Известен ковшовый бур, содеражащий корпус, съемное днище с центральной присоединительной т гой и быстроразьемным соединениемThe bucket drill is known; it consists of a housing, a removable bottom with a central connecting rod and a quick-release coupling.

Недостатком известного бура  вл етс  невозможность бурени  скважин большого диаметра в м гких и средних пластичных породах, что св зано с засаливанием по- родоразрушающего инструмента и забиванием породой приемных окон, что приводит к резкому падению скорости бурени , так как порода не поступает в корпус бура, аThe disadvantage of the known drill is the impossibility of drilling large diameter wells in soft and medium plastic formations, which is associated with the salting of the rock destructive tool and clogging of receiving windows by the rock, which leads to a sharp drop in the drilling rate, because the rock does not enter the drill case, but

VIVI

ЬьB

ОABOUT

о о oh oh

наличие отверстий е крышке корпуса приводит к тому, что в процессе бурени  столб жидкости действует на породу, поступающую в корпус бура, снижа  скорость бурени , а при подъеме бура из скважины порода выдавливаетс  столбом жидкости через приемные окна днища, поскольку в этом случае клапаны на заборных ковшах заклиниваютс  и не работают.the presence of holes in the housing cover leads to the fact that during drilling the liquid column acts on the rock entering the drill body, reducing the drilling speed, and when the drill is lifted from the well, the rock is squeezed out by the liquid column through the bottom receiving windows buckets are wedged and do not work.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  колонковый бур дл  бурени  скважин большого диаметра, включающий шлангу, жестко соединенный с ней корпус, размещенную внутри корпуса породопри- емную кассету, крышка которой св зана со штангой посредством т ги, породораэруша- ющий орган и керноудерживающие элементы .Closest to the present invention is a core drill for drilling large diameter wells, including a hose, a body rigidly connected to it, a rock-receiving cassette placed inside the case, the lid of which is connected to the rod by means of a pull, a rock-breaking body and core-holding elements.

Недостатком известного колонкового бура  вл етс  то, что он предназначен только дл  бурени  скважин большого диаметра в мерзлоте с об зательной продувкой воздухом . Наличие в комплексе талых россыпей перемещающихс  между собой пород различной крепости и водонасыщенности исключает его применение из-за засаливани  породоразрушающего инструмента, выполненного в виде шарошек, которые прикреплены непосредственно к корпусу бура. Наличие шарошек требует об зательную продувку скважины воздухом, что исключено в водонасыщенных породах. Конструктивное выполнение подрезных ножей не обеспечивает удержани  породы в породоприемной кассете в талых отложени х по тем же причинамA disadvantage of the known drill bit is that it is intended only for drilling large-diameter wells in permafrost with mandatory air blowing. The presence of rocks of varying strength and water saturation moving between the thawed placers in the complex precludes its use due to the clogging of the rock cutting tool, made in the form of cones, which are attached directly to the body of the drill. The presence of cones requires a mandatory air purging of the well, which is excluded in water-saturated rocks. Constructive execution of cutting knives does not ensure rock retention in the rock-receiving cassette in thawed deposits for the same reasons.

Указанна  цель достигаетс  тем, что по- родоразрушающий орган жестко присоединен к кассете, на боковой поверхности которой по крайней мере в двух местах выполнены вертикальные прорези, при этом керноудерживающие элементы выполнены в виде выступов и размещены на внутренней поверхности кассеты по ее периметру над породоразрушающим органом, причем на верхнем торце корпуса выполнены отверсти .This goal is achieved by the fact that the destructive organ is rigidly attached to the cassette, on the side surface of which vertical slots are made in at least two places, with the core-holding elements made in the form of protrusions and placed on the inner surface of the cassette along its perimeter above the rock-destroying organ, and on the upper end of the body there are holes.

Кроме того, корпус снабжен перепускными клапанами, расположенными в отверсти х на верхнем торце, а в крышке кассеты выполнены отверсти , при этом т га имеет герметизирующий элемент, расположенный между крышкой кассеты и торцом корпуса в месте прохождени  т ги.In addition, the housing is provided with bypass valves located in the openings on the upper end, and in the cassette cover there are openings, wherein the ha has a sealing element located between the cassette cover and the end of the housing at the passage point of the rod.

Выступы выполнены конусообразными, обращенными острием конуса вниз и к стенке кассеты. Выступы могут быть выполнены пирамидальными, обращенными острием пирамиды вниз и к стенке кассеты. Кассета снабжена съемными створками, установленными с возможностью перекрыти  вертикальных прорезей, при этом на внутренней поверхности съемных створок расположены дополнительные выступы.The projections are made cone-shaped, facing the tip of the cone down and toward the wall of the cassette. The projections can be made pyramidal, facing the tip of the pyramid down to the wall of the cassette. The cassette is equipped with removable flaps, installed with the ability to overlap the vertical slots, while on the inner surface of the removable flaps are additional projections.

На фиг. 1 изображен колонковый бур, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 : на фиг. 3 - конусообразные керноудерживающие элементы; на фиг. 4 - пирамидальные керноудерживающие элементы; на фиг, 5 0 разрез Б-Б на фиг. 3.FIG. 1 shows a core drill, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1: in FIG. 3 - cone-shaped core-holding elements; in fig. 4 - pyramidal core-holding elements; FIG. 5 0, section BB, FIG. 3

Колонковый бур содержит корпус 1, жестко св занную с ним штангу 2 дл  соединени  с бурильными трубами, Внутри корпуса размещена породоприемна  трубчата  кас5 сета 3, на боковой поверхности которой выполнены по крайней мере в двух местах вертикальные прорези 4. В верхней части кассеты 3 установлена крышка 5, котора  св зана со штангой 2 т гой 6 и снабженаThe core drill comprises a housing 1, a rod 2 rigidly connected with it for connection to drill pipes. Inside the housing there is a rock-receiving tubular cassette 3 of the set 3, on the side surface of which there are at least two vertical slots 4. At the top of the cassette 3 there is a cover 5, which is associated with the rod 2 and 6 and is equipped with

0 герметизирующим элементом 7, размещенным под быстроразьемным соединением 8, выполненным, например, в виде клина.0 by a sealing element 7 placed under a quick disconnect connection 8, made, for example, in the form of a wedge.

В отверсти х верхнего торца 9 корпуса 1 расположены перепускные клапаны 10, аIn the holes of the upper end 9 of the housing 1 are located the relief valves 10, and

5 в крышке 5 выполнены отверсти  11. соос- ные отверсти м корпуса. Нижн   часть кассеты выполнена за одно целое с различными типами (колонковый, ковшовый и ковшово-шарошечный и др.) породораз0 рушающего органа 12. Над породоразрушающим органом и на внутренней поверхности кассеты по ее периметру размещены керноудерживающие элементы 13, выполненные в виде выступов. Кассета5, holes 11 are formed in the cover 5. The lower part of the cassette is made in one piece with various types (kolonkovy, bucket and bucket-roller cones, etc.) of the rock-breaking organ 12. Core-holding elements 13, made in the form of protrusions, are placed above the rock-breaking body and on the inner surface of the cassette. Cassette

5 снабжена съемными створками, установленными с возможностью перекрыти  прорезей 4 и прикрепл емых к кассете крепежными элементами 15 На внутренней поверхности съемных створок расположены5 is equipped with removable flaps, installed with the possibility of overlapping the slits 4 and fasteners attached to the cassette 15. On the inner surface of the detachable flaps are located

0 дополнительные выступы 16. Основные и дополнительные выступы могут быть выполнены конусообразными или пирамидальными с отверсти ми 17 в основании, направленными вверх. Выступы могут быть0 additional protrusions 16. The main and additional protrusions may be made conical or pyramidal with openings 17 in the base, directed upwards. Protrusions may be

5 расположены в двух и более р дах и преимущественно в шахматном пор дке.5 are located in two or more rows and mainly in chess order.

Бурение осуществл етс  следующим образом.The drilling is carried out as follows.

В зависимости от крепости и водонасы0 щенности пород, в которых осуществл етс  бурение, к корпусу 1 посредством т ги 6 и быстроразъемного соединени  8 присоедин етс  породоприемна  кассета 3 с определенным типом породоразрушающегоDepending on the strength and water saturation of the rocks in which the drilling is carried out, the rock-receiving cartridge 3 with a certain type of rock-breaking material is connected to the housing 1 by means of the pull 6 and the quick disconnect connection 8.

5 органа 12. В зависимости от типа и состо ни  пород, в которых осуществл етс  бурение , вертикальные прорези 4 кассеты 3 перекрываютс  полностью или частично съемными створками 14. Затем собранный бур при помощи штанги 2 соедин етс  с5 of the organ 12. Depending on the type and condition of the rocks in which drilling is carried out, the vertical slits 4 of the cartridge 3 overlap with fully or partially removable flaps 14. Then the assembled drill with the aid of the rod 2 is connected to

колонной бурильных труб, спускаетс  в скважину дл  бурени . Разбуриваема  порода поступает через породоразрушающий орган 12 в кассету 3, уплотн етс  в ней, причем вода, содержаща с  в породе, вы- тесн етс  через отверсти  11 в крышке 5 кассеты и перепускные клапаны 10. После заполнени  бура породой осуществл етс  его подъем из скважины. Порода, размещенна  в корпусе бура, удерживаетс  за счето разр жени , создаваемого в корпусе бура и за счет выступов керноудерживэю- щих элементов.a string of drill pipe is lowered into the well for drilling. The rock to be drilled enters through the rock-breaking body 12 into the cassette 3, compacted in it, and the water contained in the rock is forced out through the holes 11 in the cassette cover 5 and the relief valves 10. After filling the rock with the rock, it is lifted from the well. . Breed placed in the drill casing is held by the discharge generated in the drill casing and by the protrusions of the core-holding elements.

Предложенна  форма керноудержива- ющих элементов, их ориентаци  основани-  ми вверх, выполнение отверстий 17 позвол ет свободно поступать породе в по- родоприемную кассету во врем  бурени  и способствует ее удержанию при подъеме. Отверсти  17 в основании выступов выпол- нены сквозными дл  того, чтобы они не забивались породой (не образовывалс  сальник на керноудерживающих элементах) и происходило ее удержание за счет образовани  заусенцев на поверхности вз той пробы. Размещение керноудерживающих элементов в один р д или в шахматном пор дке увеличивает самозаклинивание керна при подъеме. За счет того, что торец 9 корпуса заглушен и оборудован перепускными клапанами 10, исключаетс  вли ние столба жидкости на породу, поступающую в корпус бура во врем  бурени  и при подъеме бура из скважины. Наличие герметизирующего элемента 7 позвол ет создавать вакуум в буре. Присоединение к корпусу бура кассет с породоразрушающими органами, выполненными нар ду с колонковым в виде ковшового и ковшово-шзрошечных днищ, позвол ет получать разновидность ковшо- во-вакуумного и ковшово-шарошечно-ваку- умных буров.The proposed shape of the core-holding elements, their orientation with their bases upward, making the holes 17 allow the rock to freely enter the feed cassette during drilling and promotes its retention during lifting. The holes 17 in the base of the protrusions are made through so that they do not become blocked by the rock (the oil seal does not form on the core-holding elements) and it is held due to the formation of burrs on the surface of the sample taken. Placing the core elements in one row or in chess order increases the self-jamming of the core during lifting. Due to the fact that the end face 9 of the body is plugged and equipped with relief valves 10, the influence of the liquid column on the rock that enters the body of the drill during drilling and when the drill is lifted from the well is excluded. The presence of the sealing member 7 allows a vacuum to be created in the storm. Attaching cassettes with rock-cutting bodies to the drill body, along with the core-shaped ones, in the form of bucket and bucket-shzroshechnyh bottoms, allows to obtain a variety of vacuum-bucket and bucket-roller-vacuum-drills.

После извлечени  бура из скважины осуществл етс  его разгрузка. Дл  этого рассоедин етс  быстрорэзъемное соедине- ние 8 и при помощи лебедки отсоедин ют корпус 1 от кассеты 3 через прорези 4, провод т описание породы и последующуюAfter the drill is removed from the well, it is unloaded. For this purpose, the quick-disconnect connection 8 is disconnected and the case 1 is disconnected from the cassette 3 by means of a winch through the slots 4, a description of the breed and the subsequent

очистку бура от породы. Сборка бура осуществл етс  в обратной последовательностиcleaning the drill from the rock. The drill is assembled in reverse order.

Claims (5)

1.Колонковый бур дл  бурени  скважин большого диаметра, включающий штангу, жестко соединенный с ней корпус, размещенную внутри корпуса породоприемную кассету, крышка которой св зана со штангой посредством т ги, породоразрушзющий орган и керноудерживающие элементы, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности бурени  пород любой крепости и водонасыщенности, породоразрушающий орган жестко присоединен к кассете , на боковой поверхности которой по крайней мере в двух местах выполнены вертикальные прорези, при этом керноудерживающие элементы выполнены в виде выступов и размещены на внутренней поверхности кассеты по ее периметру нэд по- родоразрушающим органом, причем на верхнем торце корпуса выполнены отверсти .1. A core drill for drilling large-diameter wells, including a rod, a housing rigidly connected to it, a rock-receiving cassette placed inside the housing, the lid of which is connected to the rod by means of a rod, a destructive body and core-holding elements, which differ from In order to increase the drilling efficiency of rocks of any strength and water saturation, the rock-destroying organ is rigidly attached to a cassette, on the side surface of which vertical slots are made at least in two places, while the core-holders The stitching elements are made in the form of protrusions and are placed on the inner surface of the cassette along its perimeter by the nod-destructive body, with holes being made at the upper end of the body. 2.Колонковый бур поп, 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что корпус снабжен перепускными клапанами, расположенными в отверсти х на верхнем торце, а в крышке кассеты выполнены отверсти , соосные вышеупом нутым , при этом т га имеет герметизирующий элемент, расположенный между крышкой кассеты и торцом корпуса в месте прохождени  т ги.2. The core drill pop, 1, o tl and h and y and the fact that the body is equipped with by-pass valves located in the holes on the upper end, and in the cassette cover there are holes that are coaxial with the aforementioned, and The ha has a sealing element located between the cassette cover and the end of the body at the point of passage of the rod. 3.Колонковый бур по пп 1 и 2, о т л и - чающийс  тем, что выступы выполнены конусообразными, обращенными острием конуса вниз к стенке кассеты.3. The colon drill according to PP 1 and 2, about the t - and - due to the fact that the protrusions are made cone-shaped, turned with the tip of the cone down towards the wall of the cassette. 4.Колонковый бур по пп, 1и 2, отличающийс  тем, что выступы выполнены пирамидальными, обращенными острием пирамиды вниз и к стенке кассеты4. The core drill in PP, 1 and 2, characterized in that the protrusions are made pyramidal, facing the tip of the pyramid down and toward the wall of the cassette 5.Колонковый бур по пп 1 -4, о т л и ч а- ю щ и и с   тем что кассета снабжена съемными створками, установленными с возможностью перекрытмч вертикальных прорезей, при этом на внутренней поверхности съемных створок расположены дополнительные выступы5. The core drill in PP 1-4, about tl and h aa y and and so that the cassette is equipped with removable sashes installed with the possibility of vertical slots blocked, with additional projections located on the inner surface of the removable sashes VV V-VV-v Г&ФH & F ТT 9 9 99 9 9 Фиг. FIG. // VV БB ГR Фиг. J FIG. J 1717 13 13 Фиг.55