Двойной колонковый снаряд Советский патент 1989 года по МПК E21B25/00 

1

KTI 26 размещены стягивагацие элементы в виде по крайней мере двух упругих полуколец 27, взаимодействующих с внутренней поверхностью НТ 1 и передающих вращение от нее на ВРКТ 18 при максимальном ее расширении. При этом ВРКТ 18 соединена с переходником 2 узлом ее аксиального перемещения, содержав1им вал 3, подшипниковый узел 17 и упругий элемент 9, При возникновении заклинивания керна во внутренней полости ВРКТ 18 усилия от него передаются на стенки полутруб 23. В результате ВРКТ перемещается вдоль оси в сторону переходника 2. Вместе с ней перемещается

0

подшипниковый узел 17. Витки пружины 9 сжимаются, перекрывая проходящий между ними поток промывочной жидкости. Давление повьшается, что свидетельствует о заклинивании керна. Полутрубы 23 разжимаются, полукольца 27 разжимаются и входят в соприкосновение с внутренней поверхностью

вращающейся НТ 1. Вращение от НТ 1 передается ВРКТ 18 через полукольца 27. При хении ВРКТ 18 вдоль оси и в процессе ее разжатия происходит разрыв связей между поверхностью керна и внутренней поверхностью ВРКТ 18. Происходит подработка заклиненного керна. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить выход керна и обеспечить сигнализацию о заклинивании керна. Снаряд содержит наружную трубу /НТ/ 1 с буровой коронкой 29 в нижней части и полым переходником 2 и внутреннюю расширяющуюся керно-приемную трубу /ВРКТ/ 18, выполненную в виде двух равных полутруб 23 с кольцевыми проточками /КП/ 26 на наружной поверхности. В КП 26 размещены стягивающие элементы в виде по крайней мере двух упругих полуколец 27, взаимодействующих с внутренней поверхностью НТ 1 и передающих вращение от нее на ВРКТ 18 при максимальном ее расширении. При этом ВРКТ 18 соединена с переходником 2 узлом ее аксиального перемещения, содержащим вал 3, подшипниковый узел 17 и упругий элемент 9. При возникновении заклинивания керна во внутренней полости ВРКТ 18 усилия от него передаются на стенки полутруб 23. В результате ВРКТ перемещается вдоль оси в сторону переходника 2. Вместе с ней перемещается подшипниковый узел 17. Витки пружины 9 сжимаются, перекрывая проходящий между ними поток промывочной жидкости. Давление повышается, что свидетельствует о заклинивании керна. Полутрубы 23 разжимаются, полукольца 27 разжимаются и входят в соприкосновение с внутренней поверхностью вращающейся НТ 1. Вращение от НТ 1 передается ВРКТ 18 через полукольца 27. При движении ВРКТ 18 вдоль оси и в процессе ее разжатия происходит разрыв связей между поверхностью керна и внутренней поверхностью ВРКТ 18. Происходит подработка заклиненного керна. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к буровой технике, в частности к двойным колонковым снарядам с разрезной кернопри- емной трубой.

Цель изобретения - повышение выхода керна и обеспечение сигнализации о заклинивании керна.

На фиг. 1 показан снаряд в исходном положении, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с обеспечением сигнализации при заклиненном керне в керноприемной трубе.

Двойной колонковый снаряд (фиг. 1) содержит наружную трубу 1, навинчен- ную верхней частью на соединительный переходник 2, с которым жестко сочленяется полый вал 3 узла аксиального перемещения с промывочным каналом А подвода потока промывочной жидкости, поступающей через колонну бурильных труб (не показаны) и переходник 2. Дпя выхода потока промывочной жидкости на валу 3 вьтолнены вспомогательный выход 5 и основной выход 6 в стороны, противоположные от оси вала 3, В зоне основного выхода 6 на валу 3 между поджимными шайбами верхней 7 и нижней 8 установлен упругий элемент - пружина 9 двухстороннего действия, предварительно сжатая с сохранением упругости и межвиткового зазора. Верхняя шайба 7 упирается в верхний упор 10 вала 3, Нижняя шайба В упирается в нижний упор 11, поджатый гайкой 12 с контргайкой 13. Пружина 9 помещена в цилиндрический перфорированный кожух 14, который нижним концом жестко сочленяется

5

0

5 0 5 п

резьбой 15 с промежуточной камерой 16 подшипникового узла 17 расширяющейся керноприемной трубы 18. В боковой поверхности кожуха 14 выполнены окна 19 для прохода потока промывочной жидкости в межтрубное пространство 20. Верхняя часть кожуха 14 размещена своей поверхностью 21 на наружной поверхности 22 уступа 10 с возможностью свободного перемещения и расположена на подвижной шайбе 7, упирающейся в верхний упор 10 вала 3.

Керноприемная труба 18 с объемом цилиндра состоит из двух равных между собой полутруб 23 (каждая полутруба - половина трубы, разрезанная вдоль оси). В нижней части труба 18 соеди- HQjia резьбой 24 с кернорвателем 25, а верхней частью подсоединена к подшипниковому узлу 17. На наружной поверхности керноприемной трубы 18 вдоль оси выполнены кольцевые проточки 26, в которые установлены стягивающие ее элементы - упругие соединительные полукольца 27. Внутренний диаметр полуколец 27 меньше диаметра проточки 26, а длина дуги каждого полукольца 27 превышает дугу полутрубы 23. За счет упругих свойств все полукольца 27 обжимают кернопри емную трубу 18, при этом полукольца 27 выступают над поверхностью кер, ноприемной трубы 18 в виде выступов 28.

К нижней части наружной трубы 1 присоединена буровая коронка 29. Один из выходов - основной выход 6

промывочного канала А выполнен через зону упругого элемента - пружины 9, а другой - вспомогательный выход 5 расположен вне этой зоны. Шайба 8 упирается в нижний упор 11 вала 3 и в торец промежуточной камеры 16 подшипникового узла 17. Промывочргый канал 4 вала 3 сообщен с полостью 30 переходником 2.

Двойной колонковый снаряд работает следующим образом.

Полутрубы 23 соединяют полукольцами 27, которые устанавливают в проточки 26. Затем керноприемную трубу 18 подсоединяют к подшипниковому узлу 17 и соединяют с кернорвателем 25. Вал 3 подсоединяют к соединитель- ному переходнику 2. На валу 3 размещают цилиндрический кожух 14 с совмещением поверхности 21 с поверхностью 22 уступа 10. Далее устанавливают шайбу 7, пружину 9, поджимают ее шайбой 8, устаналивают нижний упор 11 и навинчивают гайку 12 с контргайкой 13. Затем подсоединяют кожух 14 с помощью резьбы 15 с промежуточной камерой 16, которую жестко соединяют с подшипниковым узлом 17. Далее на переходник 2 навинчивается труба 1 с буровой коронкой 29. Подготовленный двойной колонковый снаряд через переходник 2 подсоединяют к колонне бурильных труб (не показаны) и спускают в скважину. Включают буровой насос (не показан), промывочная жидкость через бурильные трубы (не показаны) и полость 30 переходника 2 поступает в канал 4 полого вала 3 и через выходы 5 и 6, межвитковый зазор пружины 9, окно 19 кожуха 14 попадает в межтрубное пространство 20 и далее к буровой коронке 29. Включают шпиндель бурового станка

(не показаны), вращение которого пе- 45 тРУбы 18, при этом происходит подраредается на колонну труб и двойной колонковый снаряд. В процессе бурения керн поступает в кериоприемную трубу 18. При возникновении заклинивания керна во внутренней полости керноприемной трубы 18 усилия заклиненного керна передаются на стенки полутруб 23, образующих керноприемную трубу 18, в результате она перемещается вдоль оси в сторону переход- 55повременно происходит разжатие витков ника 2, при этом перемещаются жесткопружины 9 и возвращеш е по оси в исподе оединенные подшипниковьп узелходное положение шайбы 8, кожуха 14, 17, промежуточная камера 16 и кожухпромежуточной камеры 16, подшипнико- 14, KOTopbrii своей поверхностью 21

вого узла 17 и керноприемной трубы

перемещается по поверхности 22 уступа 10 вала 3. При перемещении промежуточной камеры 16 усилия ее торца передаются на поджимную шайбу 8, которая, перемещаясь по поверхности вала 3, сжимает витки пружины 9 на величину межвиткового зазора. Ход пружины (и перемещение керноприемной

Q трубы 18) ограничен шайбой 7, упирающейся и торец уступа 10 вала 3. Сжатые витки 32 пружины 9 перекрывают основной вькод 6 потока промывочной жидкости, в результате поток в меж5 трубное пространство 20 поступает через вспомогательный выход 5 вала 3. Отверстие выхода 5 выполнено диаметром с условием прохождеш1я определенного объема промывочной жидкости при

Q определенном давлении, значительно- большего, чем при выходе потока через окно 6, Давление в нагнетательной линии от бурового насоса регистрируется, например манометром, и таким об5 разом, мастер устанавливает момент заклинивания керна в керноприемной трубе 18.

С окончанием движения керноприемной трубы 18 вдоль оси 30, за счет

0 усилия заклиненного керна полутрубы 23 разжимаются, упругие соединительные полукольца 27, обхватывающие полутрубы 23 по кольцевым проточкам 26, также разжимаются и выступы 28 вхо5 дят в соприкосновение с внутренней поверхностью вращающейся наружной трубы 1, За счет сил трения вращение от наружной трубы 1 передается через выступы 28 полуколец 27 керноприемной

0 трубе 18. При движении керноприемной трубы 18 вдоль оси и в процессе разжатия полутруб 23 происходит разрыв связей между поверхностью керна и внутренней поверхностью керноприемной

0

ботка заклиненного керна внутренней поверхностью керноприемной трубы, начавшей вра1щаться совместно с наружной трубой. Все это в целом устраняет заклинивание керна. По окончании заклинивания за счет упругих свойств соединительных полуколец 27 объем керноприемной трубы 18 восстанавливается, ее вращение прекращается, одповременно происходит разжатие витк пружины 9 и возвращеш е по оси в ис ходное положение шайбы 8, кожуха 14 промежуточной камеры 16, подшипнико

вого узла 17 и керноприемной трубы

Частота циклов - движение, керно- приемной трубы в осевом направлении с увеличением объема внутренней полости с возможностью вращения и воз- .вращение в исходное положение керно- приемной трубы 18 - зависит от количества заклиниваний керна в керно- приемной трубе, и каждый цикл происходит от момента заклинивания керна до ликвидации заклинивания в процессе бурения до окончания рейса. По окончании рейса бурения выполняется срыв керна с помощью кернорвателя 25 по известному принципу действия,

В случае высокой крепости горной породы для снижения нагрузки на резьбовые соединения часть усилия при срыве керна передается через керно- рватель 25 на керноприемную трубу 18 и она совместно с подшипниковым узлом 17, промежуточной камерой 16 и кожухом 14 перемещается вдоль оси в направлении буровой коронки 29, Движение осуществляется с перемещением поверхности 21 кожуха 14 по поверхности 22 уступа 10 вала 3, при этом усилие торца кожуха 14 передается на шайбу 7, которая, перемещась по поверхности вала 3, сжимает витки пружины 9 на величину межвиткового зазора. Ход пружины (и перемещение керноприемной трубы 18) ограничен шайбой 8, упирающейся в нижний упор 11,

По окончании срыва керна керно- приемная труба 18 возвращается в исходное положение. После подъема на поверхность колонкового снаряда его разбирают, освобождая керноприемную трубу 18 с керном. Разъемная внутренняя керноприемная труба обеспечивает сохранность структуры и положение керна, позволяет с удобством осуществлять визуальный осмотр и описание керна в трубе с последующей упаковкой проб.

Таким образом в двойном колонковом снаряде, содержащем наружную трубу с буровой коронкой, внутреннюю разрезную керноприемную трубу, состоящую из двух равных полутруб и узла соединения их, подшипниковый узел керноприемной трубы, соединительный переходник к наружной и керноприем

0

5

0

5

0

5

0

5

ной трубам, кернорватель, повышение выхода керна и срока службы снаряда достигается введением в конструкцию снаряда устройства предотвращения заклинивания керна в новом выполнении и обеспечивающего возможность осевого перемещения внутренней керноприем- ной трубы, последующего радиального расширения внутренней полости керноприемной трубы и ее одновременного вращения совместно с наружной трубой, при этом происходит регистрация этого действия повьш1ением давления на манометре бурового насоса с созранением поступления на забой скважины промывочной жидкости в необходимом количестве ,

При этом применение устройства предотвращения заклинивания керна в новом исполнении в двойном колонковом снаряде обеспечивает ликвидацию заклинивания керна в керноприемной тру-. бе при бурении; предотвращение ударных разрушающих нагрузок на подшипниковый узел и резьбовые соединения керноприемной трубы в результате амортизационного эффекта в осевом направлении (осевое перемещение керноприемной трубы как при заклинивании керна так и при срьше керна по окончании рейса бурения); сигнализацию о заклинивании керна и ее ликвидацию с обеспечением постоянной подачи промывочной жидкости в процессе бурения на забой скважины.

Указанные преимущества нового двойного колонкового снаряда обеспечивают получение кондиционного выхода керна, повьш1ение надежности и срока службы конструкции.

Формула изобретения

1, Двойной колонковьй снаряд, включающий наружную трубу с буровой коронкой в нижней части и полым переходником в верхней, внутреннюю расширяющую керноприемную трубу со стягивающими ее элементами и кернорва- телем, соединенную с переходником узлом ее аксиального перемещения, содержащим вал, подшипниковый узел и упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью повьш1е- ния выхода керна, расширяющаяся керноприемная труба . вьтолнена в виде двух равных полутруб с кольцевыми проточками на наружной поверхности.

1

а стягивающие ее элементы - в виде по крайней мере двух упругих полуколец, установленных в кольцевых про точках керноприемной трубы с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью наружной трубы и передачи вращения от нее на внутреннюю керноприемную трубу при максимальном ее расширении,

Редактор М,Товтин

Составитель П,Фролов

Техред М.Ходанич Корректор В,Гирняк

Заказ 3677/34

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

90250

и промывочным каналом, сообщенным с полостью переходника и имеющим два выхода, упругий элемент расположен на валу между подвижными шайбами, одна из которых упирается в верхний упор, а другая - в нижний упор и в подщипниковый узел, соединенный с керноприемной трубой и вьшолненной 1Q с перфорированным кожухом, располо- {женным вокруг упругого элемента на подвижной шайбе, упирающейся в верхний упор вала, причем один из выходов промывочного канала вьтолнен че- 15 рез зону размещения упругого элемента узла аксиального перемещения, а другой вне этой зоны.

фиг.г

Подпи-сное