Пробоотборник Советский патент 1990 года по МПК E21B25/18 

Изобретение относится к технике бурения подводных скважин и отбора проб в рыхлых донных отложениях.

Целью изобретения является повышение эффективности работы.

На фиг.1 изображен пробоотборник, общий вид; на фиг.2 - схема движения жидкости в нижней наковальне при ходе бойка вверх; на фиг.З - то же, при ходе бойка вниз.

В состав пробоотборника входят корпус 1 с верхней 2 и нижней 3 наковальнями и распределительным переходии-. ком 4, имеющим нагнетательный каналм5 горизонтальную перегородку 6 и камеру 7 ииского давления с выхлопным отверс тием 8, сообщенные с затрубным пространством. К переходнику 4 снизу крепится клапанная коробка 9 с гори- зоНтальной перегородкой 10, камерой 11 высокого давления и выхлопным каналом 12. Клапанная коробка 9 связана с цилиндром 13, в котором установлен поршень 14 s жестко соединенный с бой- ком 15. Последний размещен между верхней 2 и нижней 3 наковальнями. Клаепзнная группа состоит из впускного клапана 16, связанного посредством толкателя 17 с выпускным клапаном 18, подвижно связанным с бойком 15 и подпружиненным относительно последнего пружиной 19. Герметизированная полость между верхней 2 и нижней 3 наковальнями разделена бойком 15 на изолированные одна от другой надбой- ковую 20 и подбойковую 21 камеры. Над бойковая камера 20 сообщается через канал 22 бойка 15 с насосной полостью 23 и далее через впускной насосный клапан 24 с полостью внутренней колонковой трубы 25, а через выпускной насосный клапан 26 и канал 27 с межтрубным пространством, Подбойковая камера 21 связана через впускной промывочный клапан 28 с затрубным пространством, а через канал 29, выпускной промывочный клапан 30 и канал 27 с межтрубным пространством.

Полость 31 под впускным насосным клапаном соединена с затрубным пространством регулировочным клапаном 32 с установленной в нем дроссельной втулкой 33.

Колонковый набор пробоотборника состоит из наружной 34 колонковой трубы с гидромониторными отверстиями 359 внутренней колонковой трубы 25, башмака 36 и лепесткового кернорвате- ля 37.

Пробоотборник работает следующим об

разом.

В исходном положении боек 15 находится в крайнем нижнем положении, выпускной клапан 18 открыт, а впускной клапан 16 закрыт. Рабочая жидкость подается по нагнетательному каналу 5 в распределительном переходнике 4 и зазору между корпусом 1 и ци

5

Q .5

0

-5

0

35

40

45

55

линдром 13 под поршень 14, вызывая |его подъем. При этом жидкость из над- поршневой полости цилиндра 11 вытесняется через выхлопной канал 12, камеру 7 низкого давления и выхлопное отверстие 8, отделенные перегородкой 6 от напорной магистрали, в затруб- ное пространство. При этом впускной клапан 16 остается закрытым за счет давления жидкости в камере 11 высокого давления, отделенной перегородкой 10 от камеры 7 низкого давления. Поршень 14, двигаясь вверх, сжимает пружину 19 и, дойдя до выпускного клапана 18, наносит по нему удар. За счет удара силой сжатой пружины 19 и совместного хода с поршнем 14 выпускной клапан 18 закрывается (перекрывает канал 12 клапанной коробки 9), а впускной клапан 16 открывается, поскольку оба эти клапана связаны толкателем 17. Рабочая жидкость поступает и в верхнюю полость цилиндра 13. В момент перестановки клапанов боек 15 наносит удар по верхней наковальне . 2. По мере поступления жидкости в верхнюю полость цилиндра 13 поршень 14 с бойком 15 устремляются вниз, так как рабочая площадь поршня 14 сверху больше, чем снизу. Клапанная группа сохраняет при этом свое положение за счет давления жидкости на выпускной клапан 18. После захвата поршнем 14 хвостовика выпускного клапана 18 и совместного хода вниз происходит перестановка клапанной группы в исходное положение.При этом боек 15 наносит удар по нижней наковальне 3. Затем цикл работы повторяется.

При ходе бойка 15 вверх жидкость из надбойковой камеры 20 вытесняется через канал 22 бойка 15 в насосную полость 23 и далее через выпускной насосный клапан 26 и канал 27 в межтрубное пространство. Одновременно жидкость из затрубного пространства через впускной промывочный клапан 28 поступает в подбойковую камеру 21. При ходе бойка 15 вниз жидкость из подбойковой камеры 21 вытесняется через канал 29, выпускной промывочный клапан 30 и канал 27 в межтрубное пространство. Одновременно жидкость из внутренней колонковой трубы 25 всасывается через полость 31 ,впускной насосный клапан 24, насосную полость 23 и канал 22 в надбойковую камеру 20. Кроме того, в надбойковую кямеру 20

попадает часть жидкости, всасываемой из затрубного пространства через дроссельную втулку 33, установленную в регулировочном канале 32, в насосную полость223. Таким образом, изменяя диаметр проходного отверстия дроссельной втулки 33, можно производить регулирование интенсивности обратной промывки во внутренней колонковой трубе 25 за счет перераспределения количества жидкости, всасываемой из колонковой трубы 25 и из затрубного пространства через регулировочный канап 32.

Вся жидкость, поступающая в меж- трубное пространство из надбойковой 20 и подбойковой 21 камер, через гидромониторные отверстия 35 в наружном колонковой трубе 34 выбрасывается в скважину выше башмака 36, размывая ее стенки, что снижает силы трения пробоотборника о грунт.

По окончании рейса, когда пробоотборник под действием ударов бойка 15 внедрится башмаком в грунт настолько, что внутренняя колонковая труба 25 заполнится керном, срыв и удержание последнего осуществляется при помощи лепесткового кернорвателя 37.

Диаметр корпуса 1 гидровибратора выбирается равным диаметру наружной колонковой трубы 34, что позволяет приблизить коэффициент передачи энергии удара к максимальному значению, так как в этом случае диаметр бойка 15 приближается к величине диаметра нижней наковальни 3 и колонковой трубы 34. Диаметр гидровибратора выбирают равным диаметру наружной колонковой трубы, что позволяет при равных энергетических параметрах уменьшить длину гидровибратора по сравнению с прототипом.

5

5

0

5

0

Кроме того, устройство обеспечивает более интенсивный гидромониторный размыв стенок скважины и возможность регулирования интенсивности обратной промывки.

Формула изобретения

Пробоотборник, содержащий корпус с распределительным переходником, верхней и нижней наковальнями, между которыми установлен боек, жестко связанный с поршнем, установленным в цилиндре клапанной коробки с выхлопным отверстием, закрепленный к нижней части корпуса колонковый набор в виде наружной и внутренней колонковых труб с башмаком и кернорвателем5 размещенную в нижней наковальне насосную полость, сообщенную с полостью внутренней колонковой трубы и с межтрубным пространством посредством соответственно впускного и выпускного насосных клапанов, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен дроссельной втулкой, сообщающей полость под впускным насосным клапаном с за- трубным пространством, и впускным и выпускным промывочными клапанами, причем полость между верхней и нижней наковальнями разделена бойком на изолированные одна от другой надбой- ковую и подбойковую камеры, в бойке выполнены каналы, сообщающие надбойко- ,вую камеру с насосной полостью, под- бойковая камера сообщена с затрубным пространством через впускной промывочный клапан, а с межтрубным пространством посредством выпускного промывочного клапана, при этом выхлопное отверстие клапанной коробки сообщено с затрубным пространством.

%i & &SS3&J8S 5S ей S

i Г I I

53

«л

Изобретение относится к технике бурения подводных скважин и отбора проб в рыхлых донных отложениях. Цель - повышение эффективности работы. Пробоотборник содержит корпус 1, распределительный переходник 4, верхнюю 2 и нижнюю 3 наковальни, между которыми установлен боек 15, жестко связанный с поршнем 14, установленным в цилиндре 13. Колонковый набор выполнен в виде наружной 34 и внутренней 25 колонковых труб с башмаком 36 и кернорвателем 37. В нижней наковальне 3 выполнена насосная полость 23, сообщенная с полостью внутренней колонковой трубы и межтрубным пространством /П/ посредством соответственно впускного 24 и выпускного 26 насосных клапанов. Пробоотборник снабжен дроссельной втулкой 33, сообщающей полость 31 под выступным насосным клапаном 24 с затрубным П, и впускным 28 и выпускным 30 промывочными клапанами. Полость между верхней 2 и нижней 3 наковальнями разделена бойком 15 на две изолированные друг от друга камеры : надбойковую 20 и подбойковую 21. В бойке 15 выполнены каналы 22, сообщающие надбойковую камеру 20 с насосной полостью 23. Подбойковая камера 21 сообщена с затрубным П через клапан 24, а с межтрубным П - посредством клапана 26. Выхлопное отверстие 8 клапанной коробки 9 сообщено с затрубным П. Рабочая жидкость подается по нагнетательному каналу 5 и зазору между корпусом 1 и цилиндром 13 под поршень 14, вызывая его подъем. Дойдя до впускного клапана 18, поршень 14, сжимая пружину 19, наносит по нему удар, в результате чего клапан 18 закрывается, а впускной клапан 16 открывается и рабочая жидкость поступает в полость цилиндра 13. 3 ил.

I

NO

5J SSSs

Фиеэ