Буровий снаряд
Автор: Титенок Н.I.
Источник:Всеукраинская студенческая научно–техническая конференция «Форум студентов-буровиков» / Сборник докладов – Днепропетровск: Национальный горный университет, 2013. – 75 с.
Аннотация
Титенок Н.I. Буровий снаряд Буровий снаряд стосується галузі буріння свердловин, а саме технічних засобів буріння підводних свердловин на шельфі.
Буровий снаряд
Буровий снаряд стосується галузі буріння свердловин, а саме технічних засобів буріння підводних свердловин на шельфі, і може бути застосований для відбору проб ґрунтів у нескельних донних відкладеннях.
Рисунок 1 – Буровий снаряд:
1 – колона труб; 2 – виступ; 3 – породоруйнівний інструмент; 4 – посадочне місце; 5 – нагнітальний перехідник; 6 – шланг; 7 – ковадло; 8 – забивний вузол; 9 – трос; 10 – промивальні вікна; 11 – керноприймач; 12 – керноутримувач; 13 – опорний корпус; 14 – грибок; 15 – конічна втулка; 16 – ковадло гідроударника; 17 – клапанна коробка; 18 – циліндр; 19 – поршень; 20 – бойок; 21 – випускний клапан; 22 – палець; 23 – пружина; 24 – штовхач; 25 – впускний клапан; 26 ,27 – канали; 28 – поршень насоса; 29 – робоча ка-мера насоса; 30 – вихлопний клапан: 31,33- канали; 32 – всмоктувальний клапан.
Буровий снаряд працює таким чином. Колону труб 1 опускають за допомогою лебідки з бурової установки. Нарощуючи труби, колону опускають до упору породоруйнівного інструменту 3 в дно. В керноприймачі 11 конічну втулку 15 переміщують у крайнє нижнє положення на опорному корпусі 13 і в такому вигляді скидають в колону труб 1. Керноприймач 11 падає під дією власної ваги і опускається в посадочне місце 4, при цьому втулка 15 контактує з кільцевим виступом 2. Вода, яка знаходиться попереду керноприймача 11, перетікає по кільцевому зазору між колоною труб 1 і втулкою 15, через канали 10. На верх колони труб 1 встановлюють нагнітальний перехідник 5, з'єднаний шлангом 6 з насосом, і в порожнину колони труб 1 нагнітають воду, яка надходить у нагнітальний канал 26 гідроударника.
По зазору між опорним корпусом 13 і циліндром 18 вода надходить під поршень 19, здійснюючи його підйом. При цьому рідина з надпоршневої порожнини циліндра 18 витісняється по каналу клапанної коробки 17, через випускний канал 27, зазор між колоною труб 1 і керноприймачем 11 та вихідні отвори 10 в свердловину.
Поршень 19, рухаючись вгору, стискає пружину 23, оскільки клапанна група (впускний і випускний клапани 25 і 21) утримується у вихідному положенні за рахунок тиску рідини на впускний клапан 25. Дійшовши до випускного клапана 21, поршень 19 наносить по ньому удар. За рахунок удару і сили стиснутої пружини 23 та часткового спільного ходу з поршнем 19 випускний клапан 21 закриється (перекриє канали в клапанній коробці 17), а впускний клапан 25 відкриється, оскільки обидва клапани зв'язані штовхальником 24. Рідина починає надходити у верхню порожнину циліндра 18. При надходженні рідини у верхню порожнину циліндра 18 поршень 19 пересувається вниз, тому що робоча площа поршня 19 зверху більша ніж знизу. Клапанна група зберігає своє верхнє положення за рахунок тиску рідини на випускний клапан 21. Перестановка клапанів 25 і 21 у первинне положення відбу-деться після удару пальцем 22 по хвостовику клапана 25 і їх спільного ходу вниз. При цьому бойок 20 завдає удару по ковадлу 16, який передається на породоруйнівний інструмент. Далі цикл роботи гідроударника повторюється.
Колона труб 1 заглиблюється в породу породоруйнівним інструментом 3 за рахунок ударів, які генерує гідроударник і забивний вузол 8, який б’є по ковадлу 7 за рахунок його періодичного підйому над ним на тросі 9 і вільного падіння на ковадло 7. Одночасно с заглибленням колони труб 1 заглиблюється керноприймач 11, який утримується в посадочному місці 4 за рахунок перепаду тиску на ньому і ударів гідроударника.
Проба надходить у керноприймач 11. В процесі відбору проби в порожнині керноприймача 11 насосом здійснюється зворотне промивання. При ході бойка 20 з поршнем 28 вгору через всмоктувальний канал 33 та всмоктувальний клапан 32 рідина надходить з керноприймача 11 в робочу камеру 29 насоса. При ході бойка 20 з поршнем 28 вниз рідина через вихлопний клапан 30 і вихлопний канал 31 витискається в зазор між керноприймачем 11 і колоною труб 1 та через вихідні отвори 10 в свердловину.
Після закінчення рейсу забивання колони труб 1 припиняють, вимикають буровий насос, від колони труб 1 від’єднують нагнітальний перехідник 5, на тросі додаткової лебідки опускають в колону труб 1 вловлювач (не показаний), який захоплює керноприймач за грибок 14 опорного корпусу 13. Витягають керноприймач зі свердловини, при цьому керн утримується в керноприймачі 11 за рахунок керноутримувача 12.
Застосування запропонованого бурового снаряду дозволяє досягти підвищення довжини рейсу за рахунок встановлення додаткового ударного вузла, який забезпечує генерацію додаткових ударних імпульсів, що діють на вибій свердловини.