Оценка методов и рекомендации по бурению поглощающих скважин с местной циркуляцией промывочной жидкости

Рис. 7.63. Пульсационно-насосный гидроударник (по Н. Г. Егорову, а. с.  1599511).

Под действием импульса, передаваемого от пульсатора, порция приводной жидкости перемещает приводной плунжер 1 и связанный с ним штоком 2 насосный плунжер 3, являющийся одновременно ударником, сжимая при этом размещенную на штоке между опорными кольцами рабочую пружину 4. Плунжер-ударник при своем движении вниз вытесняет жидкость из насосной камеры через каналы 5 в полость 6 и далее, открывая выпускной клапан 7, в колонковый набор к забою скважины. Крутящий момент передается породоразрушающему инструменту через шлицевой (или иной) разъем. Осевая нагрузка передается от корпуса насосного цилиндра через корпус герметизированного манжетами шлицевого разъема. При соприкосновении корпуса насосного цилиндра и корпуса шлицевого разъема наковальня 8 находится в крайнем верхнем положении. В этот момент высота камеры в цилиндре от крайнего верхнего положения плунжера-ударника 3 до наковальни по величине меньше длины максимального хода плунжера 3 из расчета нанесения при каждом рабочем ходе эффективного удара с высокой энергией. Плунжер, выполняя роль ударника, наносит удар по наковальне, которая через детали 9—11 жестко связана с колонковым набором. В результате породоразрушающему инструменту при каждом рабочем ходе плунжера-ударника передается ударный импульс. Совокупное приложение ударных импульсов, осевой нагрузки и крутящего момента на породоразрушающий инструмент повышает эффективность разрушения забоя скважины, способствует увеличению скорости бурения. В момент удара плунжера-ударника по наковальне последняя вместе с колонковым набором и промежуточными узлами смещается вниз на величину заглубления резца в горную породу.

При снятии импульса от пульсатора плунжер 1 под действием реакции рабочей пружины 4 и усилия от гидростатического давления затрубного столба промывочной жидкости на нижний торец плунжера-ударника возвращается в исходное положение, при этом насосная камера заполняется скважинной жидкостью через открытый впускной клапан 12, т. е. происходит цикл всасывания. Затем от пульсатора поступает очередной импульс, под действием которого плунжеры 1 и 3 перемещаются вниз, вытесняя к забою скважины жидкость из насосной камеры с одновременным нанесением удара плунжером-ударником по наковальне. Таким образом, устройство является одновременно погружным насосом, создающим призабойную циркуляцию, и гидроударником, создающим и передающим ударные импульсы на породоразрушающий инструмент.

Современные буровые насосы имеют многоскоростные коробки передач, что позволяет переключением скоростей на поверхности регулировать производительность погружного насоса и число ударов ударника в необходимых пределах в зависимости от потребности получения рационального их сочетания для достижения максимальных скоростей бурения.