Герметизирующийся керногазонаборный снаряд Советский патент 1990 года по МПК E21B25/08 

Изобретение относится к области горного дела, к техническим средствам для бурения с отбором керна и сохранением пластовой среды.

Целью изобретения является повьше- ние качества ,керна и газа.

На фиг,1 изображен общий вид снаряда в разрезе; на фиг,2 - общий вид .керногазонаборной части в разрезе; на фиг,3 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг о 5 - нижняя часть в загерметизированном состоянии; на фиг о 6 - шток из телескопических звеньев..

Керногазонаборньш снаряд содержит наружную трубу 1 с породоразрушающей коронкой 2, связанной с трубой 1 муфтой 3 и имеющей лепестковый кёр- норватель 4

Внутри трубы 1 размещены с возможностью продольного перемещения кер- ноприемная труба 5 и газосборник 6 с узлом подвески на продольно-подвижной внутренней части 7 верхнего переходника 8, закрепленного в нем шЛи- цевым соединением со срезным фиксато- ром 9 исходного верхнего положения.

Узел подвески образован переходником 10 с изолированной маслозаполненной камерой 11, в которой установлена подпружиненная пружинами 12 относительно части 7«опора 13 керно- приемной трубы 5, взаимодействующая с пятой 14 и конусом 15, Опора 13

0

5

0

5 0

имеет свободу вращения относительно керноприемной трубы и газосборника

Снизу к переходнику 10 присоединен корпус 18 с уплотнением 17, удерживающий и ограничивающий смещение конуса 15 внизо

Конус 15 расположен в конической выемке на переходнике 10 и, взаимодействуя с ней, образует нормально разомкнутую конусную муфту, передающую вращение от наружной трубы на керноприемную,

Камера 11 гидростабилизирпвана за счет связи с сильфоном 18,

Керноприемная труба 5 в нижней части оснащена штампующей коронкой 19 с защитным колпаком 20, а в верхней части сообщается с каналами клапана 21, через который осуществляется доступ газа в полость газосборника.

Запорный элемент 22 клапана 21 удерживается в открытом положении штоком 23, кинематически связанным с механизмом (не показан), движение которого обусловлено относительным смещением наружной трубы при контакте коронки 19 с поверхностью забоя.

Снаряд снабжен тампонажным механизмом в виде полого корпуса 24, закрепленного деталью 25 на внутренней части 7 верхнего переходника 8 с размещенными в его полости замкнутой оболочкой 26 (например, из полиэтилена) с разделенными компонентами быстро- схватьшающиеся смеси (например, смола МФ-17 и отвердитель щавелевая кислота), режущими элементами 27 для вскрытия оболочки 26 и размещенной над замкнутой оболочкой ,26 нажимной компановкой, состоящей из толкателя 28, поршня 29 с перепускным каналом 30 и седлом 31 под сбросовый клапан 32. Поршень 29 и толкатель 28 соединены штоком 33 из телескопически связанных срезным фиксатором 34 звеньев 35 и 36, объем пространства между поршнем 29 и толкателем 28 равен объему свободного пространства каналов, нагнетание жидкости в интервале от полого корпуса 24 до породо- разрушающей коронки 2.

Для прохода нагнетаемой при бурении жидкости в толкателе 28, корпусе 24 детали 25 и части 7 предусмотрены соответственно отверстия 37, зазор 3 и каналы 39 и 40

Верхний переходник 8 имеет свободу вращения относительно внутренней части 7 в нижнем положении за счет размыкания шлицевого соединения.

Керногазонаборный снаряд работает следующим образом.

После постановки на забой скважин сверху газосборник закрыт,-снаряд загерметизирован в верхней части, а внутренние полости керноприемника и газосборника заполнены промывочной жидкостью, клапан 32 отсутствует.

Бурение по мягким углям ведется в режиме штампования, по более твердым литотипам и породам - вращательным способом с нулевым или отрицательным опрежением коронки 19. Регулировка опережения производится автоматически в зависимости от реакции забоя.

Выбуренный керн, проталкивая колпак 20, поступает в трубу 5. Вьщеляю- щийся из керна газ поступает в газосборник 6, скапливаясь в его сводовой части и вытесняя жидкость в межтрубное пространство. После окончания бурения создается нагрузка 10-15 кН, в результате чего керн распирается в конусной внутренней части и удерживается кольцевым буртиком в коронке 19.

После заклинивания керна снаряд отрывается от забоя, затем снова устанавливается на забой. Создается нагрузка порядка 25 кН, и срезные фиксаторы 9 срезаются, бурильные трубы, тампонажный механизм вместе с внутренней частью снаряда приподнимается над забоем на +100 мм. За счет сил, трения о стенки скважин и под дейст

15

20

602968

вием собственного веса наружная труба

1 смещается относительно внутренней части на такое же расстояние. Коронка, с 19 вдвигается внутрь коронки 2, а лепестки кернор.ателя 4 сдвигаются к центру. Затем в колонну бурильных труб сбрасывается клапан 32, закрывая канал 30 для прохода промывоч-

50 ной жидкости в поршне 29. Включается буровой насос и под давлением промьюочной жидкости, поступающей через бурильные трубы в полость корпуса 24, поршень смещается вниз, наталкивая толкателем через шток 33 оболочку 26 на элементы 27, которые вспарьгоают оболочку по образующей в нескольких местах. Проходя в канал 39 детали 25, канал 40 и межтрубноё пространство к забою,смола и отвердн- тель смешиваются. На время реакции компонентов буровой снаряд остается неподвижным. Перемещение смеси к забою обеспечивается объемом промьшоч25 ной жидкости в пространстве между

поршнем и толкателем. Когда толкатель опирается на элементы 27 возросшим давление промывочной жидкости на поршень 29, срезается фиксатор 34,

30 поршень 29 опускается, выталкивая расчетный объем жидкости в межтрубное пространство.

Объем смеси в буферной жидкости подбирается так, чтобы быстротвердею- щая смесь заполнила наружную коронку. внутри и поднялись на высоту 50- 100 мм снаружи. Снаряд снизу загерметизирован. Поскольку непосредственно контактирующая с забоем часть затвердевшей смеси и ее герметизирующая коронки часть разделены кер- норвателем, отрыв снаряда от забоя осуществляется без нарушения герметизации. В процессе подъема промывочная

дд жидкость из снаряда вытекает через отверстие. Формула изобретения

35

40

Герметизирующийся керногазонабор- ньш снаряд, содержащий наружную трубу с породоразрушающей коронкой и лепестковым кернорвателем, размещенные внутри наружной трубы с возможностью продольного перемещения керно- приемную трубу, газосборник с клапанами и Механизмом управления клапанами, связанный с наружной трубой, верхний переходник с закрепленным в нем шлицевым соединением с продольно-под

вижной внутренней частью и узел подвески с подпружиненной относительно внутренней части верхнего переходника опорной керноприемной трубы, имеющей свободу вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения качгества керна и газа, он снабжен тампонажным механизмом в виде полого корпуса, закрепленного на внутренней части верхнего переходника, с размещенными в его полости замкнутой оболочкой с компонентами быстросхваты- вающейся смеси, режущими элементами для вскрытия оболочки и размещенной над замкнутой оболочкой нажимной компоновкой в виде толкателя и поршня

с перепускным каналом н с седлом под сбросовый клапан, соединенных штоком из телескопически связанных звеньев, при этом объем пространства между поршнем и толкателем равен объему свободного пространства каналов нагнетания жидкости в интервале от полого корпуса до породоразругааю- щей коронки, шлидевое соединение в верхнем переходнике и соединение телескопически связанных звеньев, штока вьтолнены со срезными фиксаторами исходного положения, а верхний переходник имеет свободу вращения относительно внутренней части в нижнем своем положении

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна и сохранением пластовой среды. Цель - повышение качества керна и газа. Для этого на внутренней части верхнего переходника 8 закреплен тампонажный механизм в виде полого корпуса 24 с размещенными в его полости замкнутой оболочки 26 с компонентами быстросхватывающейся смеси, режущими элементами 27 для вскрытия оболочки 26 и размещенной над оболочкой 26 нажимной компановки. Она состоит из толкателя 28 и поршня 29 с перепускным каналом 30 и с седлом под сбросовый клапан 32, соединенных штоком 33 из телескопически связанных звеньев. Объем пространства между поршнем 29 и толкателем 28 равен объему свободного пространства каналов нагнетания жидкости в интервале от корпуса 24 до породоразрушающей коронки 2. Шлицевое соединение в переходнике 8 и соединение звеньев выполнены со срезными фиксаторами исходного положения. Переходник 8 имеет свободу вращения относительно внутренней части в нижнем своем положении. Объем смеси в буферной жидкости подбирается так, чтобы быстротвердеющая смесь заполнила коронку 2 внутри и поднялись на высоту 50-100 мм снаружи. Снаряд снизу загерметизирован. Поскольку непосредственно контактирующая с забоем часть затвердевшей смеси и ее герметизирующая коронки 2 часть разделены кернорвателем, отрыв снаряда от забоя осуществляется без нарушения герметизации. В процессе подъема промывочная жидкость из снаряда вытекает через отверстие. 6 ил.

ZO

.2

4/

-А

Фиг.д

Фиг.

Фиг.5

Фиг.В