Пробоотборник Советский патент 1989 года по МПК E21B25/18 

W

с

со

00

со

о

О5

, 1А98

(КТ) 4 с башмаком 5 и обратным клапа- 6 в переходнике 8. Башмак 5 жестко закреплен на внешней трубе 2, л с КТ 4 связан подвижным в продольном направлении соединением. В корпусе 1 установлен дросселирующий клапан ), сообщающий в верхнем положении ItT 4 ее полость с камерой 12 низкого давления, выполненной в верхней час- ти корпуса 1. Полость КТ 4 сообщена

внешним пространством через клапан 6 и каналы 7 и 14, вьтолненные в переходнике 8 и корпусе 1. При бурении kпиcтыx грунтов предварительно сжатая

пружина 3 обеспечивает относительную неподвижность трубы 2 и КТ 4. При входе в более плотные донные отложения сила трения колонки грунта во внутренние стенки КТ 4 увлекает -ее вверх. При этом переходник 8 упирается в клапан 9 и сообщает камеру 12 низкого давления через каналы 11 и 10 с полостью КТ 4, создавая в ней восходящий фильтрационньй поток, способствующий снижению силы трения колонки породы о стенки КТ 4 и уменьще- нию структурных искажений в образце породы. 1 ил.

Изобретение относится к техническим средствам бурения мелких подводных скважин и отбора проб донных отложений при геологических и инженерно-геологических исследованиях. Цель изобретения - повышение качества опробывания. Пробоотборник содержит корпус 1, жестко связанную с ним внешнюю трубу 2, внутри которой размещена подпружиненная пружиной 3 относительно нее керноприемная труба (КТ) 4 с башмаком 5 и обратным клапаном 6 в переходнике 8. Башмак 5 жестко закреплен на внешней трубе 2, а с КТ 4 связан подвижным в продольном направлении соединением. В корпусе 1 установлен дросселирующий клапан 9, сообщающий в верхнем положении КТ 4 ее полость с камерой 12 низкого давления, выполненной в верхней части корпуса 1. Полость КТ 4 сообщена также с внешним пространством через клапан 6 и каналы 7 и 14, выполненные в переходнике 8 и корпусе 1. При бурении илистых грунтов предварительно сжатая пружина 3 обеспечивает относительную неподвижность трубы 2 и КТ 4. При входе в более плотные донные отложения сила трения колонки грунта во внутренние стенки КТ 4 увлекает ее вверх. При этом переходник 8 упирается в клапан 9 и сообщает камеру 12 низкого давления через каналы 11 и 10 с полостью КТ 4, создавая в ней восходящий фильтрационный поток, способствующий снижению силы трения колонки породы о стенки КТ 4 и уменьшению структурных искажений в образце породы. 1 ил.

Изобретение относится к техничес- |сим средствам морского пробоотбора и |5урения .мелких подводных скважин при : еологических и инженерно-геологичес- iCHX исследованиях.

Цель изобретения - повышение ка- |чества опробования.

На чертеже представлен пробоотбор- ик, общий вид.

Пробоотборник содержит корпус 1, «сестко связанную с ним внешнюю тру-С бу 2, внутри которой размещена под- 1ружиненная относительно нее с помо- цью предварительно сжатой пружины 3 керноприемная труба 4 с башмаком 5 я обратным клапаном 6, размещенным в канале 7 переходника 8. Башмак 5 жестко закреплен на внешней трубе 2, а с керноприемной трубой связан подвижным в продольном направлении соединением. В корпусе 1 установлен дросселирующий клапан 9 с возможностью взаимодействия с переходником 8 керноприемной трубы 4 и сообщения в верхнем положении полости кернопри- емной трубы 4 через каналы 10 и 11 с камерой 12 низкого давления, выпол- |ненной в верхней.части корпуса 1. 0т- качка воздуха из камеры 12 низкого давления производится штуцером 13. Дросселирую11Дий клапан 9 подпружинен относительно корпуса 1 с помощью пру- |жинь1 14, а полость керно приемной тру- |бы 4 сообщена через обратный клапан 1б, каналы 7 и 15 с внешним простран- ICTBOM. Для внедрения пробоотборника IB донные отложения используется по- гружатель 16 ;тобого типа.

Пробоотборник работает следуюпшм ,|обпазом.

0 Перед спуском пробоотборника на дно из камеры 12 низкого давления через штуцер 13 откачивается воздух. При этом керноприемная труба 4 под действием пружины 3 находится в край5 нем нижнем положении, а дросселирующий клапан 9 перекрывает канал 11. В этом положении пробоотборник опускают с борта судна и после стабилизации его на дне включают погружа0 тель 16.,

В начале процесса пробоотбора или при бурении в слабых илистых грунтах, где силы трения колонки пробы о поверхность керноприемной трубы 4 не5 значительны, керноприемная труба под действием пружины 3 продолжает оставаться в крайнем нижнем положении и переходник 8 не взаимодействует с дросселирующим клапаном 9. При этом

0 канал II камеры 12 низкого давления перекрыт, восходящий поток жидкости в в полости керноприемной трубы 4 от- сутствует, а жидкость, находящаяся в полости керноприемной трубы, вытесня5 ется поступающим керном через канал 7 переходника 8 и канал 14 корпуса 1 ро внешнее пространство.

По мере внедрения пробоотборника в донные осадки или при смене грунтов на более плотные нарастают сипы трения колонки пробы о внутреншою поверхность керноприемной трубы 4, которые, преодолевая усилие предварительно сжатой пружины 3, поднимают

керноприемную трубу 4 относительно башмака 5, закрепленного на внешней трубе 2. При этом переходник 8 керноприемной трубы 4 взаимодействует с дросселирующим клапаном 9, отжимая

его вместе с пружиной 14 и приоткрывая канал 11 камеры 12 низкого давления.

В результате давление жидкости в полости керноприемной трубы 4, гидравлически сообщенной каналами 10 и 11 с камерой 12 низкого давления, падает, обратный клапан 6 захлопывается, а в колонке керна под действием возникающего перепада давления жидкости между окружающим массивом грунта и над пробой возникает восходящий фильтрационный поток, которьй, фйльтруясь между зернами грунта, оказыва- 15 Фективность автоматического регулиро- них фильтрационное давление, частично или полностью нейтрализуя их вес. Поскольку величина силы трения несвязанного керна о трубу прямо

вания интенсивности восходящего фильтрационного потока жидкости в колонке пробы в зависимости от напряженного состояния керна. Кроме того, в про35

пропорционально зависит от веса грун- 2о Дессе пробоотбора обеспечивается та, слагающего керн, то наличие восходящего фильтрационного потока в колонке пробы снижает величину его напряженно-сжатого состояния и, следовательно, величину этой сипы трения.

Таким образом, при использовании пробоотборника сила трения керна о трубу может изменяться в широких пределах вплоть до нуля в зависимости от напряженности фильтрационного потока, определяемого градиентом напора.

Если напряженности данного фильтрационного потока недостаточно для преодоления силы трения, то кернопри- емная труба 4 с переходником 8 пере- -мещается еще выще, в большей степени приоткрывая канал 11 камеры-12 низкого давления. При этом давление жидкости в полости керноприемной трубы 4 становится ниже, интенсивность фильтрационного потока в колонке керна возрастает, что влечет за собой уменьщение силы трения керна о поверхность керноприемной трубы 4 и исключает структурные нарушения в пробе, вызванные проявлениями свайного эффекта.

Если силы трения становятся меньше усилия сжатой пружины 3, то керно- приемная труба 4 с переходником 8 смещае;тся вниз, дросселирующий клапан

плавная оптимизация интенсивности сходящего потока жидкости, исключ ся резкая пульсация давления в по сти керноприемной трубы, что улуч 25 ет условия кернообразования.

Формула изобретен

Пробоотборник, содержащий корп 30 жестко связанную с ним внещнюю тр внутри которой размещена подпружи ная относительно нее керноприемна труба с бащмаком и обратным клапа в переходнике, размещенный в корп дросселирующий клапан, установлен с возможностью взаимодействия с п реходником керноприемной трубы, личающийся тем, что, с лью повьшения качества опробования он снабжен камерой низкого давлен причем башмак жестко закреплен на внещней трубе и связан с керноприе ной трубой подвижным в продольном правдении соединением, а дросселир g щий клапан установлен с возможност сообщения камеры низкого давления полостью керноприемной трубы при в имодействии ее переходника с дросс лирующим клапаном в верхнем положе керноприемной трубы, при этом поло последней сообщена обратным клапан с внешним пространством.

40

50

9 под действием пружины 14 прикрывает канал 1 камеры 12 низкого давления и величина восходящего фильтрационного потока в колонке керна снижается. Этим исключаются размыв керна, нарушения его структуры, а также возникновение режима гидротранспортирования пробы чрезмерно мощным фильтрационным потоком жидкости.

В процессе пробоотбора усилие на керноприемную трубу I4 передается через его боковую внутреннюю поверхность, что повьЕчает надежность и эфФективность автоматического регулиро-

вания интенсивности восходящего фильтрационного потока жидкости в колонке пробы в зависимости от напряженного состояния керна. Кроме того, в про

Дессе пробоотбора обеспечивается

плавная оптимизация интенсивности восходящего потока жидкости, исключается резкая пульсация давления в полости керноприемной трубы, что улучша- ет условия кернообразования.

Формула изобретения

Пробоотборник, содержащий корпус, жестко связанную с ним внещнюю трубу, внутри которой размещена подпружиненная относительно нее керноприемная труба с бащмаком и обратным клапаном в переходнике, размещенный в корпусе дросселирующий клапан, установленный с возможностью взаимодействия с переходником керноприемной трубы, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения качества опробования, он снабжен камерой низкого давления, причем башмак жестко закреплен на внещней трубе и связан с керноприемной трубой подвижным в продольном на- правдении соединением, а дросселирую- щий клапан установлен с возможностью сообщения камеры низкого давления с олостью керноприемной трубы при взаимодействии ее переходника с дроссеирующим клапаном в верхнем положении ерноприемной трубы, при этом полость оследней сообщена обратным клапаном внешним пространством.