<p>Изобретение относится к горной пром-сти и м.б. использовано при бурении скважин с гидротранспортом керна. Цель - повышение производительности бурения и повышение качества отбираемых пород. Для этого на наружной поверхности внутренней трубы 1 установлены очистители 5 и пакеры 11, верхний конец трубы 1 жестко закреплен относительно корпуса 4 и камеры 13 разрежения, а нижний </p>
<p>.ϊ</p>
<p>1543041</p>
<p>4</p>
<p>жестко относительно трубы 1. Последняя установлена подвижно относительно корпуса 4 и камеры 13 и имеет щелевую перфорацию 2 в верхней части. Полость пакера 11 гидравлически связана с полостью трубы 1. Между внутренней поверхностью корпуса 4 и наружной поверхностью пакера 11 образован выкидной патрубок 16. Очистители 5 размещены в верхней части перфорации</p>
<ul style="list-style:none;"><li>
<p>2. Движение перфорации 2 относительно очистителя 5, вызванное повышением давления в системе, приводит к разрушению очистителем 5 глинистой корки и очищению перфорации 2, тем самым увеличивается пропускная способность перфорации 2, Увеличение объема камеры 13 приводит к понижению степени разрежения в ней. 1 ил.</p></li></ul>
<p>Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин с гвдропневмотранспортом керна. 20</p>
<p>Цель изобретения - повышение производительности бурения и повышение качества отбираемых проб.</p>
<p>На чертеже изображена предлагаемая система. - 25</p>
<p>Система содержит внутреннюю трубу 1, в верхнем конце которой сделана железная перфорация 2. ^Внутреннюю трубу Л охватывает кожух 3, соединенный с корпусом 4 посредством болтов, зо причем внутренняя труба 1 установле- <sup>1 </sup>на концентрично корпусу 4. На боковых (стенках кожуха 3 закреплены очистители 5, которые размещены в верхней (части щелевой перфорации 2 внутренней трубы 1. Между кожухом 3 и корпусом 4 расположена перегородка 6. Внутри кожуха 3, охватывая внутреннюю трубу 1, находится наклонная перегородка 7. Внутри корпуса 4 находится переходник 8, жестко соединенный с перегородкой 5, внутренняя полость которого сообщена с полостью внутренней трубы Г посредством отверстия 9 в трубе 1, В нижней части переходника 8 выполнена резьба, посредством которой муфта 10 обжимает резиновый пакер 11 на наружной поверхности переходника 8. В нижней части резиновый пакер 11 обжимается также. ед муфтой 10 на наружной поверхности втулки 12, которая жестко соединена с трубой 1. Корпус 4 в нижней части посредством фланцево-болтового соединения связан с камерой 13 разрежения, на которой расположено стопорное кольцо 1 4 и пружина 15. Стопорное кольцо 14 фиксирует относительно нижнего конца камеры 13 разрежения один из </p>
<p>двух патрубков- 16, закрепленных на поворотной турели 17. Поворотная турель 17 посредством оси 18 и гайки 19 закреплена относительно корпуса 4 с возможностью вращения вокруг оси 18. С патрубком 16 соединен контейнер 20. На кожухе 4 имеется отводной патрубок 21, который расположен выше пакера II. От контейнера 20 к отводному патрубку 21 проходит кольцевой выкидной канал 22, который расположен между наружной поверхностью пакера 11 и внутренней поверхностью корпуса 4. В кожухе 3 также имеется отводной патрубок 23, который сообщен с устройством 24 очистки шлама, в качестве устройства очистки шлама возможно применение, например, турбоциклонного шламоуловителя конструкции А.А.Кузовлева или любого другого сепаратора циклонного типа). Устройство 24 сообщено с контейнером 25. К верхней части трубы 1 подсоединен выкидной шланг 26, который идет от бурового вертлюга (не показан’) . Система закреплена на каркасной раме 27. Кроме того, система снабжена герметизирующими прокладками 28-30.</p>
<p>Система работает следующим образом.</p>
<p>Одной из характерных особенностей, присущих процессу бурения с гидропневмотранспортом керна является скачкообразный характер изменения скорости потока, а соответственно и пульсация давления в потоке пульпы к выкидной магистрали. Такой пульсирующий процесс объясняется рядом причин, среди которых можно выделить такие, как подклинка керна, зашламование каналов, по которым подается очистной агент во внутренню трубу</p>
<p>1543041</p>
<p>двойной бурильной колонны, потеря очистного агента на забое при прохождении кавернозных и трещиноватых </p>
<p>полнить контейнер, но в то же время из контейнера очистной агент подсасывается в рцйон эжекции. Движущийпород, а также неравномерность подачи в скважину очистного агента нагнетательным оборудованием (насосом или компрессором). Пульсация давления в потоке пульпы является неблагоприятным фактором, из-за которого снижается качество отбираемых проб. В предлагаемой системе осуществляется трех</p>
<p>ступенчатая декомпрессия очистного аг'ента.</p>
<p>В процессе бурения пульпа, содер- 15 жащая керно-шламовый материал и очистной агент,(воздух или вода), поступает под давлением по выкидному шлангу 26 к внутренней трубе 1. В' районе щелевой перфорации 2 внутренней трубы 20 1 осуществляется первая ступень декомпрессии (понижения давления в выквдной линии7. Очистной агент через щелевую перфорацию 2 заполняет внутреннее пространство кожуха 3. Затем 25 очистной агент, заполнивший кожух 3, поступает по.отводному патрубку 23 в устройство 24 очистки шлама, так как вместе с очистным агентом через щелевую перфорацию 2 проходит 30</p>
<p>шлам, содержащийся в пульпе. В устройстве 24 очистки шлама происходит отделение шлама, который накапливается в контейнере 20, а очистной агент выходит наружу (воздух в атмосферу, жидкость в емкость). Так как часть очистного агента сбрасывается</p>
<p>10</p>
<p>ся навстречу поступающему потоку пульпы очистной агент из контейнера 20 гасит скорость первого, являясь демпфирующим слоем между оболочкой контейнера и обломками породы, причем скорость потока пульпы, изливающейся из внутренней трубы 1, значительно выше скорости потока очистного агента (уже потерявшего большую часть своей кинетической энергии), поступающего из контейнера 20 вновь в камеру Ϊ3 разрежения. Поток пульпы движется компактной струей, занимая большую часть площади поперечного сечения контейнера 20. Очистной же агент, обладающий меньшей скоростью, движется вверх вдоль стенок контейнера 20, прижимаемый к ним струей пульпы и вытесняемый ею из контейнера 20. Из камеры 13 разрежения очистной агент движется по выкидному каналу 22 и отводному патрубку 21 и изливается в атмосферу.</p>
<p>Таким образом, осуществляется третья ступень декомпрессии. Так как полость резинового пакера 11 сообщена посредством отверстия 9 с полостью внутренней трубы 1, по которой движется с определенным давлением пульпа, то пакер .11 раздувается, причем раздувается тем большем, чем больше давление в потоке пульпы.Пульто понижается давление в пульпе, движущейся по трубе 1. Остальная часть пульпы (содержащая крупные обложки породы и керн) с частично пониженным давлением поступает по внутренней трубе 1 к ее нижнему выходу и наливается через камеру 13 разрежения, патрубок 16 в контейнер</p>
<ul style="list-style:none;"><li>
<p>20. Обломки породы и керн накапливаются в контейнере 20, а очистной агент устремляется вверх между внутренней поверхностью корпуса 4 и наружной поверхностью пакера 11 по кольцевому выкидному каналу 22 к отводному патрубку 21 и поступает в атмосферу. При выходе струи пульпы из конца внутренней трубы 1 следует ее резкое расширение в камере 13 разрежения, т.е. происходит вторая ступень декомпрессии потока и наблюдается эффект эжекции. Поэтому пульпа с одной стороны стремится за</p></li></ul>
<p>сирующее давление в потоке пульпы приводит к тому, что, во-первых, по-</p>
<ul style="list-style:none;"><li>
<p>49 стоянно колеблется объем пакера 11 и это приводит к автоматическому уменьшению проходного сечения выкидного канала 22 и, следовательно, его пропускной способности, во-вторых при</p></li></ul>
<p>45 раздувании пакера 11 нижней его конец, жестко соединенный посредством муфты 10 и втулки 12 с трубой 1, движется вверх. Соответственно внутренняя труба 1, скользя сквозь гермети-</p>
<ul style="list-style:none;"><li>
<p>50 зирующие прокладки 28-30 и двигаясь также вверх, увеличивает объем камеры 13 разрежения, так как нижний конец трубы 1 удаляется от нижнего края камеры 13 разрежения. В-третьих, при движении трубы 1 вверх очистители 5, закрепленные на стенках кожуха 3 и проходящие сквозь щелевую перфорацию 2 трубы 1, перемещаются к нижнему концу щелевой перфорации 2.</p>
<p>7 1543041 «</p>
<p>В процессе бурения, пульпа проходя первую ступень'декомпрессии и освобождаясь от шлама, а также проходя сквозь щелевую перфорацию 2, забивает пос- $ леднюю. Наибольшей способностью забивать щелевую перфорацию обладают глинистые частицы. При этом уменьшается суммарная проходная, площадь щелевой перфорации 2, д следовательно, ю возрастают .гидравлические сопротивления для прохождения потока пульпы к устройству 24 очистки шлама, -и, что, -как следствие, вызывает уменьшение количества пульпы, проходящей 15 через устройство 24, а следовательно часть шлама проносится мимо устройства 24 очистки шлама и может быть выброшена вместе с очистным агентом на выходе из системы через отводной 20 патрубок 21. При забивке щелевой перфорации 2 уменьшается степень декомпрессии первой ступени, что вызывает повышение давления в потоке пульпы ниже щелевой перфорации 2. Повышение давления в свою очередь приводит к увеличению габаритов, пакера, увеличению объема камеры разрежения и движению щелевой перфорации 2 вверх относительно жестко за- 30 крепленных очистителей 5. Увеличивающиеся габариты пакера 11 приводят в свою очередь к тому, что уменьшается проходное сечение выкидного канала 22 и соответственно на выходе очист- 35 ното агента из системы возрастают гидравлические сопротивления, которые препятствуют выбросу очистного агента наружу. Кроме того, возрастание гидравлического, сопротивления на 40 выходе из сисиемы приводит к повышению давления в потоке пульпы^ в результате чего поток'пульпы принудительно направляется в заглинизованную щелевую перфорацию 2. Движе- 45 ние щелевой перфорации . 2 относительно очистителей 5, также вызванное повышением давления в системе, приводит, к тому, что очистители разрушают глинистую корку и очищают щеле- 50 </p>
<p>вую перфорацию 2, тем самым вновь увеличивая пропускную способность щелевой перфорации. Увеличивающийся объем камеры 13 разрежения приводит к тому, что в камере понижается степень разрежения. Это необходимо из-за того, что при повышении давления струи пульпы, изливающейся из внутренней трубы 1, в камере 13 разрежения еще сильнее увеличивается степпень разрежения, что может привести к выбросу образцов породы из контейнера 20. Автоматическое, же увеличение объема камеры 13 разрежения приводит к уменьшению степени разрежения, т.е. приводит ее.в исходное состояние.При уменьшении же давления в системе вся вышеописанная последовательность операций повторяется наоборот автоматически.</p><p> The invention relates to the mining industry and m. used in drilling wells with hydraulic core. The goal is to increase drilling productivity and improve the quality of selected rocks. For this purpose, cleaners 5 and packers 11 are installed on the outer surface of the inner pipe 1, the upper end of the pipe 1 is rigidly fixed relative to the housing 4 and the vacuum chamber 13, and the lower </ p>
<p> .ϊ </ p>
<p> 1543041 </ p>
<p> 4 </ p>
<p> rigidly relative to the pipe 1. The latter is mounted movably relative to the housing 4 and the camera 13 and has a slit perforation 2 in the upper part. The cavity of the packer 11 is hydraulically connected to the cavity of the pipe 1. Between the inner surface of the housing 4 and the outer surface of the packer 11 a discharge pipe 16 is formed. Cleaners 5 are located in the upper part of the perforation </ p>
<ul style = "list-style: none;"> <li>
<p> 2. The movement of the perforation 2 relative to the cleaner 5, caused by an increase in pressure in the system, leads to the destruction by the cleaner 5 of the mudcake and purification of the perforation 2, thereby increasing the throughput of the perforation 2, increasing the volume of the chamber 13 leads to a decrease in the degree of vacuum in it. 1 il. </ P> </ li> </ ul>
<p> The invention relates to the mining industry and can be used for drilling wells with hydraulic pneumatic core transport. 20 </ p>
<p> The purpose of the invention is to increase drilling performance and improve the quality of the sampled samples. </ p>
<p> The drawing shows the proposed system. - 25 </ p>
<p> The system contains an inner pipe 1, at the upper end of which an iron perforation 2 is made. ^ The inner pipe L covers the casing 3 connected to the housing 4 by bolts, so that the inner pipe 1 is set to <sup> 1 </ sup> on concentric the housing 4. On the side (the walls of the casing 3 are fixed cleaners 5, which are located at the top (part of the slotted perforation 2 of the inner tube 1. Between the casing 3 and the housing 4 there is a partition 6. Inside the casing 3, covering the inner tube 1, there is an inclined partition 7. Inside the housing 4 is a transition IR 8, rigidly connected to the partition 5, the internal cavity of which is connected to the cavity of the internal pipe G through the hole 9 in the pipe 1, In the lower part of the adapter 8 is made a thread through which the coupling 10 compresses the rubber packer 11 on the outer surface of the adapter 8. In the lower part The rubber packer 11 is also crimped by a unit 10 coupling on the outer surface of the sleeve 12, which is rigidly connected to the pipe 1. The housing 4 in the lower part is connected by flange-bolt connection to the vacuum chamber 13 on which the stopper is located ring 1 4 and spring 15. The retaining ring 14 fixes one of the </ p>
<p> two nozzles - 16, fixed on the rotary turret 17. The rotary turret 17 through the axis 18 and the nut 19 is fixed relative to the housing 4 with the possibility of rotation around the axis 18. With the nozzle 16 is connected the container 20. On the casing 4 there is an outlet nozzle 21, which located above packer II. An annular discharge channel 22 extends from the container 20 to the branch pipe 21, which is located between the outer surface of the packer 11 and the inner surface of the housing 4. The casing 3 also has a branch pipe 23 that communicates with the sludge purification device 24, For example, a turbo cyclone sludge trap designed by A.A. Kuzovlev or any other cyclone-type separator). The device 24 communicates with the container 25. To the top of the pipe 1, a discharge hose 26 is connected, which extends from a drilling swivel (not shown ’). The system is mounted on a frame frame 27. In addition, the system is equipped with sealing pads 28-30. </ P>
<p> The system works as follows. </ p>
<p> One of the characteristic features inherent in the drilling process with hydro-pneumatic core transport is the abrupt nature of the change in flow velocity and, accordingly, pressure pulsation in the pulp flow to the flowline. Such a pulsating process is explained by a number of reasons, among which there are such as core piercing, channeling of channels through which the cleaning agent is fed into the inner tube </ p>
<p> 1543041 </ p>
<p> Double drillstring, loss of cleaning agent at the bottomhole when passing cavernous and fractured </ p>
<p> To fill the container, but at the same time, the cleaning agent is sucked from the container into the ejection zone. The driving rock, as well as the uneven flow of the cleaning agent into the well by the injection equipment (pump or compressor). The pressure pulsation in the pulp flow is an unfavorable factor, due to which the quality of the samples taken is reduced. In the proposed system is carried out three </ p>
<p> Staged decompression of the treatment agent. </ p>
<p> During the drilling process, the pulp containing the core slurry material and the cleaning agent (air or water) enters under pressure through the discharge hose 26 to the inner pipe 1. In the region of the slit perforation 2 of the inner pipe 20 1, the first stage of decompression (reduction of pressure in the extraction line 7. The cleaning agent through the slit perforation 2 fills the inner space of the casing 3. Then the 25 cleaning agent that filled the casing 3 enters through the branch pipe 23 into the sludge purification device 24, as with the cleaning agent through the slit ne Roflation 2 passes 30 </ p>
<p> slurry contained in the pulp. In the sludge treatment device 24, sludge is separated, which accumulates in the container 20, and the cleaning agent goes outside (air into the atmosphere, liquid into the container). Since part of the cleaning agent is reset </ p>
<p> 10 </ p>
<p> towards the incoming pulp flow, the cleaning agent from container 20 quenches the speed of the first, being a damping layer between the shell of the container and rock fragments, and the flow rate of the pulp pouring out of the inner pipe 1 is much higher than the flow rate of the cleaning agent kinetic energy) coming from the container 20 back into the vacuum chamber жения3. The pulp flow moves in a compact stream, occupying most of the cross-sectional area of the container 20. The cleaning agent, which has a lower speed, moves up along the walls of the container 20, pressed to them by a stream of pulp and displaced by it from the container 20. From the vacuum chamber 13, the cleaning agent moves along discharge channel 22 and the outlet pipe 21 and is poured into the atmosphere. </ p>
<p> Thus, the third stage of decompression is performed. Since the cavity of the rubber packer 11 communicates through the hole 9 with the cavity of the inner pipe 1, through which the pulp moves with a certain pressure, the packer .11 swells, and swells the more, the greater the pressure in the pulp flow. The pulto decreases the pressure in the pulp moving along pipe 1. The rest of the pulp (containing large rock covers and cores) with partially reduced pressure flows through the inner pipe 1 to its lower outlet and is poured through the chamber 13 of the vacuum, pipe 16 into the container </ p>
<ul style = "list-style: none;"> <li>
<p> 20. The debris and core accumulate in the container 20, and the cleaning agent rushes up between the inner surface of the housing 4 and the outer surface of the packer 11 through the annular discharge channel 22 to the branch pipe 21 and enters the atmosphere. When the pulp jet emerges from the end of the inner tube 1, there follows a sharp expansion in the chamber 13 of the vacuum, i.e. a second stage of flow decompression occurs and an ejection effect is observed. Therefore, the pulp on the one hand seeks for </ p> </ li> </ ul>
<p> the shearing pressure in the pulp flow leads to the fact that, firstly, by - </ p>
<ul style = "list-style: none;"> <li>
<p> 49 the volume of the packer 11 constantly fluctuates and this leads to an automatic reduction of the flow area of the discharge channel 22 and, consequently, its throughput, secondly, with </ p> </ li> </ ul>
<p> 45 inflating the packer 11 with its lower end, rigidly connected by means of the coupling 10 and the sleeve 12 to the pipe 1, moves upwards. Accordingly, the inner tube 1, slipping through the seal - </ p>
<ul style = "list-style: none;"> <li>
<p> 50, the sealing pads 28-30 and moving upwards also increases the volume of the vacuum chamber 13, since the lower end of the pipe 1 is removed from the lower edge of the vacuum chamber 13. Thirdly, when moving upward the pipe 1, the cleaners 5, which are fixed on the walls of the casing 3 and the pipes 1 passing through the slotted perforation 2, move to the lower end of the slotted perforation 2. </ P>
<p> 7 1543041 "</ p>
<p> During the drilling process, the pulp going through the first step of decompression and getting rid of the cuttings, as well as passing through the slit perforation 2, clogs the last one. The greatest ability to clog the slit perforation have clay particles. This reduces the total throughput, the area of the slit perforation 2, d therefore, increases. Hydraulic resistance for the flow of pulp to the device 24 cleaning the sludge, and that, as a consequence, causes a decrease in the amount of pulp passing 15 through the device 24, and Consequently, part of the sludge rushes past the sludge purification device 24 and can be thrown out together with the cleaning agent at the outlet of the system through the bypass 20 nozzle 21. When clogging perforation 2 is clogged, the degree of decompression of the first stage decreases, It causes an increase in pressure in the pulp flow below slit perforation 2. Increasing pressure in turn leads to an increase in size, a packer, an increase in the volume of the rarefaction chamber, and a movement of slit perforation 2 upwards relative to rigidly fixed 30 cleaners 5. Increasing dimensions of the packer 11 lead in turn that the flow area of the discharge channel 22 decreases and, accordingly, at the outlet of the cleaning- 35 noto agent from the system, hydraulic resistances increase, which prevent the release of the cleaning agent outside y In addition, an increase in the hydraulic resistance at the 40 outlet of the sysiem leads to an increase in pressure in the pulp flow, with the result that the pulp flow is forcibly sent to the glued-in slit perforation 2. The slit-perforation moves. 2 relative to the cleaners 5, also caused by an increase in pressure in the system, leads to the fact that the cleaners destroy the mudcake and clean the gap - 50 </ p>
<p> perforation 2, thereby again increasing the capacity of the slit perforation. The increasing volume of the dilution chamber 13 causes the degree of rarefaction in the chamber to decrease. This is necessary due to the fact that when the pressure of the pulp stream pouring out of the inner tube 1 in the dilution chamber 13 increases, the dilution step increases even more, which can lead to the ejection of rock samples from the container 20. However, an increase in the dilution chamber 13 results to reduce the degree of rarefaction, i.e. brings it back to its original state. When the pressure in the system decreases, the entire above described sequence of operations is repeated on the contrary automatically. </ p>