Колонковый снаряд Советский патент 1986 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горному делу, к средствам бурения с отбором керна и является усовершенствованием и Зобретения по авт. св. № 1106891.

Целью изобретения является умень- шение трудоемкости работ при сборке снаряда.

На . 1 приведен колонковый снаряд в положении спуска извлекаемой части снаряда в корпус; на фиг.2 - то же, после его сборки в положении для бурения с отбором керна; на фиг.З - положение фиксатора при спуске извлекаемой части снаряда в корпус; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З

Колонковый снаряд состоит из поро доразрушающего 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 отверстиях 9 и 10 втулки 5 установлены рычажковые подпружиненные керно захватные элементы 11 и стопорные элементы 12, выполняющие функцию разъемных фиксаторов, на осях 13. Элементы 12 выполнены с несимметричным положением центра массы, например, за счет переменной толщины в поперечном сечении (фиг.4).

В верхней части втулки 5 выполнен внутренний кольцевой буртик J4. Кер- ноприемная труба в нижней части снабжена упорным кольцом 15. Сопряжение втулки трубы и буртиков образует подвижное соединение с ограниченньш продольным ходом.

Подшипниковый узел 7 выполнен в верхней части с гнездом 16 под шаровой клапан 17.,

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 к 22 к нижним упором 23, Внутри трубчатого поршня 20 закреплен винтами 24 золотник 25 с гнедом под второй шаровой клапан 26. Трубчатый поршень 20 и корпус 18 сое динены запорными шарами 27, а пространство между поршнем 20 и корпут сом 18 представляет камеру 28 давле

0 5

Q 5

0 5

0

кия, 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 извлекаемой части снаряда из наружной трубы 2 служат отверстия 29 узла 3 регулирования.

Внутри втулки 5 для удержания подпружиненных кернозазватных элементов 11 в положении, параллельном оси снаряда, при спуске извлекаемой части снаряда в наружную трубу 2 установлено разрезное пружинное кольцо 30 с нижним внутренним буртом 31 для взаимодействия с керноприемной трубой 6 при установке в рабочее положение .

Внутри керноприемной трубы 6 помещается керн.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

Для сборки снаряда устанавливают и закрепляют на устье скважины наружную трубу 2 с присоединенным поро- доразрушающим инструментом 1 и опускают в нее на тросе, зацепленную за отверстия 29 извлекаемую часть снаряда с установленным внутри подвижной втулки 5 разрезным пружинным кольцом 30.

При этом под действием собствен- ного веса подвижная втулка 5 находится в нижнем положении в зацеплении буртиком 14 за упорное кольцо 15 керноприемной трубы 6. Эксцентричные фиксаторы 12 на осях 13 за счет выполнения их эксцентричными по форме (фиг,4) находятся внутри подвижной втулки 5 (фиг.З), обеспечивая свободный, без зацеплений, спуск извлекаемой части снаряда внутрь наружной трубы 2 снаряда.

Втулка 5 при спуске своей нижней частью устанавливается на выступ внутри корпуса породоразрушающего инструмента, а дальнейший спуск керноприемной трубы 6 ведет к установке ее внутри разрезного пружинного кольца 30 на бурт 31 и к выталкиванию кольца 30 из корпуса внутрь гнезда породоразрущающего инструмента 1. Одновременно керноприемная труба 6 выталкивает из корпуса втулки 3 эксцентричные фиксаторы 12, которые застопоривают втулку 5 в нижнем положении, предупреждая ее преждевреценное перемешение вверх до освобождения кернозахватных элементов при отрыве керна.

После этого навинчивают переводник 4 на наружную трубу 2, закреп- ляя от перемещения извлекаемую часть снаряда, и подсоединяют к переводнику 4 бурильные трубы.

Затем снаряд на бурильных трубах опускают на забой скважины без шаро- вых клапанов 17 и 26, подают промывочную жидкость через центральное отверстие подшипникового узла 7 и керноприемную трубу 6, после чего бросают шаровой клапан 17, направ- ляя поток промывочной жидкости через отверстие 19, межтрубное пространство и отверстия в коронке на забой скважины. Затем включают вращение снаряда, создают осевую нагрузку на забой и производят бурение с отбором керна. Керн поступает внутрь керно- приемной трубы 6, причем в процессе бурения с отбором керна (фиг.2) подпружиненные кернозахватные элементы 11 изолированы от керна керноприем- ной трубой 6.

После проходки интервала необходимой длины процесс бурения останавливают и приступают к операции от- рыва керна. Для этого без отрыва снаряда от забоя скважины бросают в полость бурильных труб второй шаровой клапан 26, который силой тяжести или потоком 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 постижении УСИЛИЯ. превьш1аюшего 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 повьш1ается давление в камере 28 давления, 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 от5

10 f5 jo 25

у

5

5

0

крытия втулки 5 с подшипниковым узлом 7 и керноприемной труёой 6 поднимаются на величину, необходимую для открытия кернозахватных 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 трения), так как ее эксцентричные фиксаторы 12 упираются в торец нижней части трубы 2.

Затем подача промывочной жидкости прекращается, снаряд приподнимается над забоем скважины, элементы 11 внедряются в керн и, оторвав его от забоя, удерживают внутри керноприемной трубы 6.

После этого буровой снаряд поднимают из скважины и, закрепив на устье наружную трубу 2 колонкового снаряда, отвинчивают переводник 4, затем поднимают на дневную поверхность внут- ренюю извлекаемую часть колонкового снаряда. При этом керноприемная труба 6 поднимаясь вверх, освобождает элементы 12 которые собственным весом смещаются к оси снаряда, не препятствуя подъему (перемещению) втулки 5 внутри трубы 2. При дальнейшем движении вверх керноприемная труба 6 своим упорным кольцом 15 подхватывает втулку 5 за кольцевой буртик 14 и вся внутренняяизвлекаемая часть колонкового снаряда вместе с керном поднимается из корпуса 2 на дневную поверхность, после чего из керноприемной трубы 6 извлекается керн.

При ревизии снаряда перед следующим спуском в скважину из корпуса породоразрушающего инструмента 1 извлекается кольцо 30 при отвинчивании породоразрушающего инструмента.

Возможность установки извлекаемой части колонкового снаряда в наружную трубу за счет наличия разрезного пружинного кольца и применение эксцентричных стопорных элементов позволяет снизить трудоемкость работ по сборке колонкового снаряда.Производственные испытания показали надежность работы , при сборке бурового снаряда без снятия породоразрушающего инструмента и разборки составного корпуса (наружной трубы) снаряда.

3ff 1

A-A

Ф14г.2.,

ФигМ

Составитель В.Акслер Редактор Г.Волкова Техред И.Попович .Корректор М.Пожо

Заказ 2106/20 Тираж 548 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4