Расширитель для отбора проб в скважинах Советский патент 1988 года по МПК E21B7/28 E21B49/06 

де клиновидных крыльев. С К 1 соединен шламоприемник (ШП) 8 с окнами 10, пакером и пилотным направлением 15. Последнее выполнено из двух частей в виде зубчатых полумуфт 13, ус-, тановленных с возможностью перемещения относительно друг друга. Одна нэ полумуфт 13 жестко связана с основным пакером, а другая - со ШП 8. Винтовая пара 18 имеет внутреннюю полость, установлена между двойной |бурильной колонной (БК) и К 1 и жест- |ко связана муфтой 20 с БК и посредст- вом ниппеля 19 с К 1. При этом БК |через отверстия во внешней трубе гидравлически связана с дополнительным пакером 21 и последовательно со 8,

К 1, винтовой парой 18 и внутренней трубой ВК. По междутрубному прост ранству БК, опущенной в скважину, подают промывочную жидкость, которая омывает шарошки 5 и через окна 10 поступает в ШП 8. Пакерирующие элементы 12 основного пакера, взаимо - действия со стенками скважины, перекрывают уход жидкости к забою скважины, Пакерирующие злементы 22 дополнительного пакера 21 перекрывают уход жидкости к устью скважины. При включении БК муфта 20, вращаясь, подвигается по винтовой поверхности ниппеля 19 к забою и подвигает клинья-штифты 4 под шарошки 5, сообщая усилие на их раскрытие, 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение произ-ти путем обеспечения непрерывности процесса отбора проб. Для -этого соосно корпусу (К) Л на его гранях- установлена втулка 2 с прорезями 3, в которых закреплены клинья-штифты 4, взаимодействующие- одгшм концом с муфтой 20 в интовой пары 18, а другим концом с подпружиненными шарнирно закрепленными I шарошками 5 в ви(Л с 4ih 00 сд « 4;: О1 (P«,2J

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к инструменту для бурения скважин на твердые полезные ископаемые с транспортировкой шлама выбуреннь Х пород по трубам бурильной колонны.

Целью изобретения является повышение производительности путем обеспечения непрерывности, процесса отбора проб.

На фиг,1 представлен расширитель :дпя отбора проб в скважинах в исходном положении, общий вид; на фиг,2 - сечение А-А на фиг,1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг,1; на фиг,4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг,5 сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.1; на фиг,7 - сечение Е-Е на фиг.1; на фиг.8 - расширитель, вид, рабочее положение; на фиг.9 сечение Ж-Ж на фиг, 8; на фиг,10 - .сечение И-И на фиг.8; на фиг.П вид К на фиг.8; на фиг,12 - вид на зубчатые полумуфты в положении сто- .пор ения расширителя.

Расширитель состоит из корпуса 1, на гранях которого установлена втулка 2 со шпоночными прорезями 3 д.пя размещения части клиньев-штифтов 4, шарошек 5 в виде клиновидных крыльев с. осями 6 вращения на концевых частях соосно оси инструмента, втулки

7 J юлампоприемника 8 с зубьями 9 шхамодробителя на наружной поверхности, направленными по винтовой линии 1 против хода вращения инструмента, ок- 5 нами 10 для прохода шлама во внутреннюю полость, направленными, тангенциально к оси вращения инструмента, пакера с шламоприёмным воротником 11 и пакерующнми элементами 12, полумуф0 ты 13 зубчатой, укрепленных на опорной втулке 14 вращения, пилотного нагг- равлания 15 со встроенной полумуфтой 16 зубчатой на штоковой части 17,подсоединяемого к шламоприемнику, вин5 товой пары 18 с ниппелем 19, подсоединенным к корпусу 1, и муфты 20, пакера 21, с элементами 22 пакерования на переходнике 23, патрубка 24 шламо- провода, переходника 25, В исходном

0 положении винтовая пара 18 зафиксирована шпилькой 26, шарошки 5 убраны в транспортное положение пружинами 27 кручений, клинья-штифты А, жестко зафиксированные между собой обоймой 28 с винтами 29, выведены буртом 30 муфты 20 за поперечные прореви 31 в шпоночных прорезях втулки 2 до упора с проточками 32 о штифты 33, встроенные в отверстиях в уулки 2. На переход0 нике 23 выполнены отверстия 34 и 35,

Расширитель для отбора проб в скважинах работает следукнцим образом.

5

3

Собранный в исходном положении рширитель подсоединяют к двойной колонне труб (не показана пр.пеходни ком 25, состыковывая патрубок 24 с внутренней трубой бурильной колонны Затем на колонне труб расширитель опускают в скважину до интервала, предназначенного для опробования, и направляют промывочную жидкость по межтрубному пространству двойной бурильной колонны к расширителю. Поток промывочной жидкости поступает по пространству между переходниками 23 и 25 и патрубком 24, создавая по пор через отверстия 34 под элементами 22 пакерования. Через отверстие 35 промывочная жидкость подается в затрубное пространство, омывает шарошки 5 между втулками 2 и 7, через окна 10 поступает в шламопри- емник 8, далее в шламопровод 36 и затем через полость внутренней труб бурильной колонны отправляется на устье сквадины. При этом пшамопри- емный воротник 11 и пакерующие элементы 12, взаимодействуя со стенками скважины, перекрывают уход поток промывочной жидкости к забою скважи нь1, а элементы 22 пакерования с по пором жидкости через отверстия 34 перекрывают уход жидкости к устью скважины. После подачи промывочной жидкости резко включают вращение бурильной колонны. Благодаря массе инерции забойной части расширителя, препятствующей резкой передаче вращения этой части тела расширителя на винтовой паре 18, срезается шпилка 26, муфта 20, вращаясь, подвига- ется по винтовой поверхности ниппел 19 к забою и своим буртом 30 за прорези 31 подвигает клинья-штифты 4 под шарошки 5, сообщая усилие на их раскрывание, Шарошки 5, постепенно раскрьшаясь под. усилием продвижения клиньев-штифтов 4, разрушают стенки скважины своими рабочими элементами До полного раскрывания широшек 5 мута 20 поступает по свободной винтовой поверхности ниппеля 19 и упираеся буртом 30 о борт ниппеля 19,прекращая подачу клиньев-штифтов 4 за пррези 31 и приводя шарошку 5 расширителя в конечное положение. Затем на вращаемый инструмент подают осевую нагрузку и по мере разрабатывания скважины шарошками 5 подвигают двойную бурильную колонну труб с расши

10

15

20

25

40рителем по интервалу глубины, заданному для опробования. После прохождения интервала глубины, равной расстоянию от шарошек 5 до элементов 22 пакерования, с расширением скважины от диаметра D до Dj, со входом в участок расширения эл-ементов 22 пакерования , последние эластично разгибаются до диаметра D, до 2, продолжая перекрывать каналы ухода промывочной жидкости в сторону устья скважины.

При работе расширителя сколотые и истертые в шлам куски породы, транспортируемые потоком промывочной жид-, костн, nocTj naioT в полость между зyбьям 9 шламодробителя и стенками скважины, где более крупные куски подвергаются дроблению и по мере измельчения вместе с остальным шламом подаются к гшамоприемному воротнику П, а затем через окна 10 - в шламопровод 36,

В процессе бурения расширителем стенки скважины разрабатывают забойным уступом конической формы с косыми углами наклона к оси скважины. Этим обеспечивается исключение сколов со стенок скважины крупных кусков породы, которые могут привести к заклиниванию вращения породоразру- шакщего инструмента. При расширении стенки, сквяжины для подготовки к 35 работе по ним элементов 22 пакера 21 обрабатываются породоразрушающими элементами шарошек 5. В случае необходимости, например в аварийных ситуациях, дл} промывания затрубно- го пространства от расширителя к устью скважины снижают давление подаваемой промывочной жидкости до усадки элементов 22 пакеровання в диаметре менее, чем Т), открывая выход жидкости.

По окончании расширения запакеро- ванную полость и бурильную колонну промывают для полного выноса выбуренных частиц на устье. Затем, сбрасывая 0 давление подаваемой жидкости, дают усадку элементам 22 пакерования в диаметре менее, чем D, .промьшают затрубное пространство до устья скважины, отключают правое вращение инструмента, дают натяжку бурильной ко30

45

5

лонне, включают левое вращение, отворачивают муфту 20 винтовой пары 18 ло резьбе ниппеля 19, согласно свободному ходу, убирая буртом 30 клинья5143

штифты 4 до упора их проточек 32 о штифты 33. При натяжке бурильной колонны за счет усилий пакерования элементами 11 и 12 зубчатая полумуфта 13 тормозится, шток 17 скользит в опор- ной втулке 14 и, подвигаясь вместе с зубчатой полумуфтой -16 пилотного направления 15, вводит в зацепление зубья полумуфт 13 и 16 (фиг,12), и с подачей левого вращения на инструмент производится притормаживание частей расгаирителя в забойной части, начиная от ниппеля 19, обеспечивая отворачивание муфты 20 с убиранием клиньев-штифтов 4 в исходное транспортное положение из-под шарошек 5о С убиранием клиньев-штифтов 4 пружины 27 складывают шарошки 5 в исходное транспортное положение. Затем произ- водят подъем инструмента, В случае заклинивания шарошек 5 породной мелочью и заклинивания устройства в зоне расширения применяго т раскалывание инструмента, его проворачива- нне или подачу ударных импульсов на инструмент.

Формул 1 изобретения

/123

иг.

наружной трубе, корпус снабжен втулкой с прорезями, установленной соос- но с корпусом, и клиньями-штифтами, закрепленными, в прорезях втулки с возможностью продольного перемещения и взаимодействия одним концом с м фтой винтовой пары, а другим концом - с шарошками, оси которых установлены параллельно продольной оси расширителя, шарошки выполнены подпружиненными , а пилотное .направление

Q g 0 5

0

5

0

выполнено из двух частей в виде зубчатых полумуфт и установленных с возможностью перемещения относительно одна другой, одна из которых жестко связана с основным пакером, а другая - со ш ламоприемником, при этом винтовая пара имеет внутреннюю полость и установлена между бурильной колонной и корпусом, жестко связана муфтой с бурильной колонной и посредством ниппеля - с корпусом, а бурршьная колонна через отверстия во внешней трубе гидравлически свя-., зана с допоштательным пакером и последовательно со шламоприемником, кор- яусом, винтовой парой и внутренней трубой бурильной колонны,

2в Расширитель по п.1, о т л и - ч а .ю щ и и с я тем, что шарошки выполнены в виде клиновидных крыльев

3 Расширитель по-п,1 отличающийся тем, что наружная поверхность .пшамо приемник а выполнена в виде шламодробителя с установленными по винтовой линии зубьями, которые направлены против хода вращения расширителяе

5-6

Pu.S.3

в-в

иг.

Д-Д

Фаг. 6

Г-Г

tiS. 5

Е-Е

//

иг.7

Фи.в

12

ж-ж

аг.З В ад К

аг. 11

и-и

иг. W

JL:.

8 11

-/J

-/

-15

Риг. 12