Герметический керноотборник Советский патент 1989 года по МПК E21B25/08 

клапан 24. В пазу 25 размещен палец 26, который закрепляет на переводнике 3 верхний 5 и нижний 6 клапаны. Стопорным элементом узла фиксации поршня 8 образована опора вращения керноприемника 4, Стопорные элементы выполнены в виде цилиндрических стержней 14 с шаром на одном конце и конусом на другом. Поршень 8 имеет боковые направляющие отверстия которые ориентированы вверх под углом к продольной оси. Под действием

шаров стержни 14 перемещаются в кольцевую выемку, а шары входят в отверстия. Поршень 8 вместе с керноприемни- ком 4 под действием давления бурового раствора и собственного веса перемещаются вниз. Поршень 8 надвигается на клапан 5, герметизируя верхнюю часть керноприемника 4. Поворотом клапан 6 герметизирует нижнюю часть керноприемника 4. Одновременно вместе с поворо ом клапана 6 керн отделяется от забоя. 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы. Для этого в поршне 8 зафиксирована подвижная запорная втулка 21 с продольным сквозным пазом 25 и перепускным каналом 22. Он имеет седло 23 под сбросовый клапан 24. В пазу 25 размещен палец 26, который закрепляет на переводнике 3 верхний 5 и нижний 6 клапаны. Стопорным элементом узла фиксации поршня 8 образована опора вращения керноприемника 4. Стопорные элементы выполнены в виде цилиндрических стержней 14 с шаром на одном конце и конусом на другом. Поршень 8 имеет боковые направляющие отверстия, которые ориентированы вверх под углом к продольной оси. Под действием шаров стержни 14 перемещаются в кольцевую выемку, а шары входят в отверстия. Поршень 8 вместе с керноприемником 4 под действием давления бурового раствора и собственного веса перемещаются вниз. Поршень 8 надвигается на клапан 5, герметизируя верхнюю часть керноприемника 4. Поворотом клапан 6 герметизирует нижнюю часть керноприемника 4. Одновременно вместе с поворотом клапана 6 керн отделяется от забоя. 4 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для бурения скважин с отбором керна и сохранением пластовой среды.

На фиг. 1 изображен герметический керноотборник, разрез; на фиг. 2 - узел фиксации поршня в цилиндре; на фиг. 3 - верхний клапан в процессе бурения; на фиг. 4 - герметический керноотборник в положении перед извлечением из скважины, общий вид.

Герметический керноотборник содержит корпус 1 с коронкой 2 и перевод- НИКОМ 3 для соединения с колонкой бурильных труб (не показана). В корпусе 1 установлен керноприемник 4 с верхним 5 и нижним 6 герметизирующим клапанами, а также с механизмом пе- ремещения керноприемника и клапанов, которьй образован цилиндром 7 в переходнике 3 с поршнем 8, выполненным с боковыми направляющими отверстиями 9 и связанным с керноприемником 4. Поршень 8 закреплен в цилиндре 7 узлом фиксации, выполненным в виде подвижной втулки 10, имеющей перепускной канал 11 с седлом 12 под сбросовый клапан 13 и стопорные эле- менты - цилиндрические стержни 14 с шаром 15 на одном конце и конусом 16 на другом. Стопорные элементы размещены в боковых расправляющих отверстиях 9 поршня 8 и взаимодействуют с кольцевой выточкой 17 цилиндра 7, при этом направляющие отверстия 9 ориентированы вверх под углом к продольной оси, а сами, стопорные элементы образуют опору вращения кернопри- емника.

Втулка 10 удерживается в исходном положении в центральном канапе 18 срезным штифтом 19. В этом же канапе

0

5

0 5 0 З е

0

18 поршня 8 таким же срезным штифтом 20 зафиксирована подвижная запорная втулка 21 с перепускным каналом 22, имеющим седло 23 под сбросовый клапан 24, и со сквозным продольным пазом 25.

Верхний клапан 5 закреплен на переводнике 3 пальцем 26, размещенным в пазу 25 втулки 21, при этом палец 26 переходит через отверстия 27 в поршне 8 и взаимодействует с кольцевой выточкой 28 цилиндра 7.

Клапан 5 имеет кольцевое уплотнение 29 с соосно подв1{жным кольцом 30 и 31 и кран высокого давления 32. Клапан 5 взаимодействует с цилиндрической крыижой 33 керноприемника 4. Нижняя часть керноприемника 4 имеет хвостовик 34, в котором размещен на осях 35 шпкний клапан 6, вьтолненный в виде шара с отверстием 36 для прохода керна. Над клапаном 6 в хвостовике 34 установлен узел герметизации, содержащий уплотнительную втулку 37, взаимодействующую с клапаном 6 посредством выступов 38, которые при повороте клапана 6 на 90 западают в пазы 39 под действием пружин 40, внутри которых имеется керноудержива- ющая втулка 41. Клапан 6 удерживается от поворота срезным штифтом 42. Узел поворота нижнего клапана 6 имеет упоры 43, взаимодействующие с выем- Kai-m 44, выполненными на клапане 6, которые установлены на подвижной относительно хвостовика 34 втулке 45 и размещены в направлянщей гайке 46. Подвижная втулка 45 удерживается в хвостовике 44 перемещающимся пальцем 47.

Для фиксации керноприемника и клапанов в закрытом положении и сигна5

лизании об этом втулка 10 имеет коль- девую выемку 48, а цилиндр 8 - кольцевую выточку 49 и сливные отверстия 50.

Герметический керноотборник работает следующим образом.

Керноотборник посредством переводника 3 соединяется с буровой колонной и спускается в скважину на забой. При включении промывки буровой раствор попадает на забой скважины через цент ральный канал 18 отверстия 27 между корпусом 1 и керноприемником 4, а так же через полость цилиндрической крьпи- ки 33 внутрь керноприемника. В колонну бурильных труб спускается клапан 24, который попадает на седло 23 и перекрывает отверстия 27. За счет повышения давления срезается штифт 20, подвижная запорная втулка 21 перемещается вниз, закрьшая внутреннюю полость керноприемника 4. Производится бурение с отбором керна вращением корпуса 1 с буровой коронкой 2, выбуриваемый керн поступает в кернопри- емник 4. Буровой раствор поступает через паз 22, Корпус 1 вращается относительно керноприемника 4 на опоре вращения. После заполнения керноприемника 4 керном в бурильную колонну забрасьшается клапан 13, который попадает на седло 12 и перекрывает канал 11. За счет повышения давления бурового раствора в бурильной колонне возникает усилие, под действием которого подвижная втулка 10 приходит в движение и перемещается вниз. Кольцевая выемка 49 совпадает с цилиндрическими стержнями 14, которые под действием шаров 15 перемещаются в кольцевую выемку, а шары 15 входят в направляющие отверстия 9, поршень 8 вместе с керноприемником 4 под действием давления бурового раствора и собственного веса перемещается вниз. Верхний герметизирующий клапан 5 посредством пальца 26 удерживается в кольцевой выточке 28 цилиндра 7, а поршень 8 надвигается цилиндрической крьшжой 33 на клапан 5 герметизируя верхнюю часть керноприемника 4. Одновременно хвостовик 34 перемещается относительно втулки 45, упоры 43 воздействуют на выемки 44 нижнего клапана 6, под воздействием усилия

526

срезается штифт 42 и клапан 6 поворачивается на 90°, При этом выступы 38 входят в пазы 39, уплотнительная втулка 37 взаимодействует с поверхностью нижнего клапана 6, герметизируя нижнюю часть керноприемника 4, одновременно вместе с поворотом нижнего клапана 6 происходит отделение керна от забоя. В нижнем положении керноприемника 4 шары 15 поршня 8 входят в кольцевую выточку 49 и сто- рорят поршень 8 от перемещения вверх. Слив раствора происходит в сливные отверстия 50, на поверхности наблюдается падение давления.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

0

5

Герметический керноотборник, содержащий корпус с коронкой и переводником для соединения с колонной бурильных труб, установленный в корпусе на опоре вращения керноприемник с верхним и нижним герметизирующими клапанами и приводной механизм перемещения керноприемника и клапанов с цилиндром в переходнике, имеющим связанный с керноприемником поршень, выполненный с боковыми направляющими отверстиями, узел фиксации поршня в цилиндре с подвижной втулкой, имеющей перепускной канал с седлом под сбросовый клапан и со стопорными элементами, размещенными в боковых направляющих отверстиях поршня и взаимодействующими с кольцевой выточкой цилиндра и подвижной втулкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен зафиксированной в поршне подвижной запорной втулкой с продольным сквозным пазом и перепускным каналом, имеющим седло под сбросовый клапан, верхний клапан закреплен н переходнике пальцем, размещенньм в сквозном пазу подвижной запорной втулки, а опора вращения керноприемника образована стопорными элементами узла фиксации поршня, при этом стопорные элементы выполнены в виде цилиндрических стержней с шаром на одном кон це и конусом на другом, а боковые направляющие отверстия поршня ориентированы вверх под углом к продольной оси.

фиг. 3

Фи-г.