Колонковый снаряд Советский патент 1984 года по МПК E21B25/00 

Од

00

со

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам бурения с отбором керна.

Известны колонковые снаряды, содержащие наружную трубу с породоразру шаюгцим инструментом, расположенную внутри наружной керноприемную трубу и кернбзахватные элементы l1 ,

Однако при бурении трещиноватых и раздробленных пород в результате того, что открытые для постоянного контакта с керном кернозахватные элементы подвергаются износу и заклиниваются частицами, имеет место потеря керна. .

Известны также колонковые снарйды с закрытым при бурении кернорвателем, содержащие наружную трубу с породоразрушающим инструментом извлекаемую кернойриеМную трубу, расположенную внутри наружной, кернозахватные элементы, связанные с керноприемной трубой, и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющий подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемной трубы - подвижным соединением с ограниченным продольным ходом z ,

Однако применение известного снаряд .также не обеспечивает требуемой надежности, так как разъемные фиксаторы, расположенные в открытой для доступа керна и шлама части, подвержены заклиниванию в процессе бурения, что в конечном итоге усложняет и увеличивает трудоемкость извлечения

керна.

Целью изобретения является облегчение извлечения керна из снаряда.

Указанная цель достигается тем, что в колонковом снаряде, содержащем наружную трубу с породоразрушающим инструментом, извлекаемую керноприемную трубу, расположенную внутри наружной, кернозахватные элементы, связанные с керноприемной трубой и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющих подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприеммой трубы - подвижным соединением с ограниченным продольным ходом, кернозахватные элементы закреплены на подвижной втулке под фиксаторами, причем втулка размещена с внешней стороны керноприемной трубы.

Указанное расположение кернозахватных элементов и втулки исклю-. чает попадание частиц породы в подвижные части фиксаторов и втулки при бурении, но не препятствует свободному перемещению керноприемной трубы для извлечения керна.

На фиг.1.приведен колонковый снаряд в сборе в положении для ведения, процесса бурения с отбором керна продольный разрез, на фиг.2 - то же, при извелечении из его корпуса керноприемной трубы с керном.

Колонковый снаряд состоит из породоразрушающего инструмента в виде коронки 1,соединенной с наружной трубой 2, внутри которой установлена с помощью .узла 3 регулирования и закреплена переводником 4 извлекаемая часть снаряда, включающая подвижную втулку 5, извлекаемую керноприемную трубу 6, соединенную с подшипниковым узлом 7 и узлом 8 открытия втулки 5. В отверстия 9 и 10 втулки 5 установлены рычажковые подпружиненные кернозахватные ленты 11 и стопорные элементы 12,выполняющие функцию разъемных фиксаторов, на осях 13. В верхней части втулки 5 выполнен внутренний кольцевой буртик 14. Керноприемная труба в нижней части снабжена упорным кольцом 15. Сопряжение втулки трубы и буртиков образует подвижное соединение с ограниченным продольным ходом. Подшипниковый узел 7 выполнен в верхней части с гнездом 16 под шаровой клапан 1 7.

Корпус 18 узла 8 открытия втулки 5 соединенный с верхней частью подшипникового узла 7, выполнен с отверстием 19, а внутри корпуса 18 установлен трубчатый поршень 20 с отверстиями 21 и 22 и нижним упором 23. Внутри трубчатого поршня 20 закреплен винтами 24 золотник 25 с гнездом дод второй шаровой клапан 26, Трубчатый поршень 20 и корпус.18 соединены запорными шарами 27, а пространство между поршнем 20 и корпусом 18 представляет камеру 28 давления, которая соединена отверстием 21 с внутренней полостью бурильных труб. Узел 8 открытия со всеми деталями и в совокупности с втулкой 5 и трубой 6 образует механизм перекрытия кернозахватных элементов. Для подъема из влекаемой части снаряда из корпуса 2 служат отверстия 29 узла 3 регулирования. Внутри керноприемной трубы 6 помещается керн. Колонковый снаряд работает следую щим образом. После- спуска снаряда на забой скв ЯСИНЫ без шаровых клапанов 17 и 26 и подачи промывочной жидкости на забой через центральное отверстие подшипникового узла 7 и керноприемнуго трубу 6 бросают шаровой клапан 17 и направляют поток промывочной жидкости через отверстие 19, междутрубное пространство и отверстие в корон ке на забой скважины. Затем включаю вращение снаряда, создают осевую нагрузку на забой и производят бурение с отбором керна. Керн поступает внутрь керноприемной трубы 6, причем в процессе бурения с отбором керна (фиг.1) рычажковые элементы 11 изолированы от керна керноприемной трубой 6. После проходки интервала необходи мой длины процесс бурения останавливают и приступают к операции отрыва керна. Для этого без отрыва снаряда от забоя скважины бросают в полость бурильных труб второй шаровой клапан 26, который силой тяжести или по током жидкости устанавливается в гнездо золотника 25. Затем включают насос, создают давление внутри колонны бурильных труб, которое через шаровой клапан 26 и золотник 25 воздействует на винты 24. При достижении усилия, превьшдающего прочность материала винтов 24, происходит их срезание. После этого золотник 25 с шаровым клапаном 26 перемещается в нижнюю часть трубчатого поршня 20 на нижний упор 23. При этом через отверстие 21 повышается давление в камере 28, запорные шары 27 выпадают из своих гнезд, что приводит к рассоединению трубчатого поршня 20 и корпуса 18. За счет давления жидкости в камере 28 давления корпус 18 узла 8 открытия втулки 5 с подшипниковым узлом 7 и керноприемной трубой 6 поднимаются на величину, необходимую для открытия рычажковых элементов 11, которые под действием пружин упираются в керн. При этом втулка 5 не может переместиться вверх -одновременно с керноприемной трубой 6 (например, за счет трений), так как ее стопорные элементы 12 упираются в торец нижней части трубы 2. Затем подача промывочной жидкости прекращается и керноприемная труба с подшипниковым узлом 7 и корпусом 18 опускается вниз под собственным весом, устанавливаясь на элементы 11 и способствуя их вдавливаник в керн. Весь снаряд приподнимается над забоем скважины, элементы 11 внедряются в керн и, оторвав его от забоя, удерживаяюг внутри керноприемной трубы 6. После этого буровой снаряд поднимают из скважины и, закрепив на устье, отвинчивают переводник 4, затем поднимают на дневную поверхность захватив за отверстия 29 извлекаемую часть снаряда. При этом керноприемная труба 6, поднимаясь вверх (фиг.2), освобождает стопорные элементы 12, которые смещаются к оси снаряда, не препятствуя более подъему (перемещению) втулки 5 внутри корпуса 2. При дальнейшем движении вверх керноприемная труба 6 своим упорным кольцом 15 подхватывает втулку 5 за кольцевой буртик 14 и вся внутренняя извлекаемая часть колонкового снаряда вместе с керном поднимается без корпуса 2 на дневную поверхность, после чего из керноприемной трубы извлекается керн.

КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, содержащий наружную трубу с породоразрушающим инструментом, извлекаемую керноприемную трубу, расположенную внутри наружной, кернрэахватные элементы, связанные с керноприемной трубой, и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имекядий подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемной трубы - подвижным соединением с ограниченным продол1 ным ходом, отличающийся тем, что, с целью облегчения извлечения керна из снаряда, кернозахватные элементы закреплены на подвижной втулке под фиксаторами, причем втулка размещена с внешней стороны керноприем(Л ной трубы.