Керноотборный снаряд Советский патент 1991 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для бурения с отбором керна.

Целью изобретения является повыше- ние выхода керна

На фиг„ 1 изображен снаряд в исходном положении, общий вид; на фиг„ 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг 4 - нижняя часть снаряда в момент отделения керна; на фиг„ 5 - снаряд после отделения керна от забоя, общий вид

Керноотборный снаряд содержит корпус 1, соединяемый через переводник 2 с бурильной колонной 3. В нижней части к корпусу Т присоединена коронка 4 с промывочными отверстиями 5. Внутри

корпуса 1 на подвесной опоре вращения 6 установлен керноприемник 7, снабженный в нижней части хвостовиком 8, на котором выполнен кольцевой уступ 9 На хвостовике 8 установлена подвижная втулка 10, фиксируемая в исходном положении относительно хвостовика 8 срезным штифтом 11. Во втулке 10 закреплен основной кернорватель 12 с рычажками 13, направленными вверх, и дополнительный кернорватель, имеющий подвижный корпус 14 с рычажками 15, закрепленными с возможностью поворота вниз в плоскости поворота рычажков 13

Между рычажками 13 и 15 во втулке 10 с возможностью продольного смещеМ

О

СО

ния устатювлено кольцо 16 с коническими поверхностями 17 и 18„

Рычажки в исходном положении отделены от керноприемной полости 19 стенкой 20 хвостовика 8, в котором для перемещения рычажков 13 и 15 выполнены сквозные продольные пазы 21„ Между кольцевым уступом 9 и корпусом дополнительного кернорвателя 14 в ис- д ходном положении имеется зазор 22. В верхней части керноприемник 7 через подвесную опору вращения 6 соединен с поршнем 23, подвижно установленным

При повторном включении подачи бурового раствора давление в колонн труб 3 начинает возрастать и при не которой величине его усилием, возни кающим на поршне 23, срезается штиф 25, после чего поршень 23 с опорой 6 и керноприемником 7 начинает пере мещаться вниз. При упоре нижнего то ца втулки 10 в коронку 4 хвостовик 8, продолжая движение относительно неподвижной втулки 10, срезает штиф 11. При этом уступ 9 и стенка 20 с пазами 21 начинают перемещаться отн

в цилиндре 24, соединенном с перевод- сительно кернорвателей и кольца 16„

ником 2, и фиксируемым относительно него в исходном положении срезным штифтом 25„ Для циркуляции бурового раствора в поршне 23 выполнены отверстия 26 и центральный канал 27, пере- 20 крываемый посыльным шаром 28. В исходном положении поршень 23 перекрывает отверстия 29, выполненные в стенке цилиндра 24 о

Детали 23-29 образуют узел переме- 25 щения керноприемника.

Керноотборный снаряд работает следующим образом.

Собранный в исходное положение ряд на бурильной колонне 3 без посыльного шара 28 спускают в скважину. При этом заполнение бурильной колонны 3 буровым раствором, находящимся в скважине, осуществляется через отверстия 5 коронки 4, полость корпуса 1, отвер-35 стия 26 и центральный канал 27„ После спуска на забой включается вращение снаряда через бурильную колонну 3 и подача бурового раствора, который поступает на забой через канал 27, отверстия 26, полость корпуса 1 и отверстия 5, посте чего осуществляется бурение с отбором керна 30. Формируемый

40

Вначале пазы 21 установятся прот рычажков 15, которые получают возмо ность поворота и, входя в пазы 31, войдут в контакт с керном 30„ Однов менно уступ 9 после выборки зазора войдет во взаимодействие с корпусом кернорвателя 14, передавая на него суммарное усилие от давления бурово раствора на поршень 23 и от веса ке ноприемника 7, масса которого при длине 10..о20 м составляет сотни ки лограммов. Это усилие от корпуса ке норвателя 14 передается на рычажки 15, которые, взаимодействуя с внутренней конической поверхностью 17 кольца 16, принудительно внедряются в поверхность керна 30, образуя в нем выколы, углубления или трещины благодаря чему группе элементов 23, 7, 8, 20, 21, 9 и 14 обеспечивается дальнейшее перемещение вниз.

После установки пазов 21 напроти рычажков 13 последние получают возможность поворота и, входя в пазы 2 войдут в контакт с керном 30 непосредственно под рычажками 15 (см. фиг„ 4). При этом усилие от уступа будет передаваться на рычажки 13 че корпус кернорвателя 14, рычажки 15,

целик керна 30 беспрепятственно посту-д,- поверхность 17, кольцо 16 и поверх- пает в полость 19 и далее в керноприемник 7, благодаря изоляции рычажков 13 и 15 стенкой 0„ Тем самым предотвращается разрушение керна 30, сформированного слабосцементированными по

родами, и износ рычажков 13 и 15 при контакте с твердым керном, что повышает вынос керна, После заполнения кернопрпемннка 7 керном 30 включаются вращение и промывка, и в колонну 3 труб без отрыва гнаряпл от забоя гпус кается посыльный шар 23, который опускается на седю поршня 3, закрывал канал 27 и щнмтятсппчт ИНГА У тции.

50

-55

ность 18, благодаря чему рычажки 13 будут принудительно внедряться в керн 30,

На поверхности начало перемещения поршня 23 и среза штифта 25 будет отмечаться повышением давления в на гнетательной линии, что будет регис рироваться манометром Следующий ск чок давления будет свидетельствоват о срезе штифта 11 и, наконец, послед ний скачок давления возникнет при внедрении рычажков 15, а затем и рычажков 13 в керн 30„ В этот момент производят отрыв снаряда от забоя.

При повторном включении подачи бурового раствора давление в колонне труб 3 начинает возрастать и при некоторой величине его усилием, возникающим на поршне 23, срезается штифт 25, после чего поршень 23 с опорой 6 и керноприемником 7 начинает перемещаться вниз. При упоре нижнего торца втулки 10 в коронку 4 хвостовик 8, продолжая движение относительно неподвижной втулки 10, срезает штифт 11. При этом уступ 9 и стенка 20 с пазами 21 начинают перемещаться относительно кернорвателей и кольца 16„

5

0

Вначале пазы 21 установятся против рычажков 15, которые получают возможность поворота и, входя в пазы 31, войдут в контакт с керном 30„ Одновременно уступ 9 после выборки зазора 22 войдет во взаимодействие с корпусом кернорвателя 14, передавая на него суммарное усилие от давления бурового раствора на поршень 23 и от веса керноприемника 7, масса которого при длине 10..о20 м составляет сотни килограммов. Это усилие от корпуса кернорвателя 14 передается на рычажки 15, которые, взаимодействуя с внутренней конической поверхностью 17 кольца 16, принудительно внедряются в поверхность керна 30, образуя в нем выколы, углубления или трещины 31s благодаря чему группе элементов 23, 7, 8, 20, 21, 9 и 14 обеспечивается дальнейшее перемещение вниз.

После установки пазов 21 напротив рычажков 13 последние получают возможность поворота и, входя в пазы 21, войдут в контакт с керном 30 непосредственно под рычажками 15 (см. фиг„ 4). При этом усилие от уступа 9 будет передаваться на рычажки 13 через корпус кернорвателя 14, рычажки 15,

д,- поверхность 17, кольцо 16 и поверх-

50

55

ность 18, благодаря чему рычажки 13 будут принудительно внедряться в керн 30,

На поверхности начало перемещения поршня 23 и среза штифта 25 будет отмечаться повышением давления в нагнетательной линии, что будет регистрироваться манометром Следующий скачок давления будет свидетельствовать о срезе штифта 11 и, наконец, последний скачок давления возникнет при внедрении рычажков 15, а затем и рычажков 13 в керн 30„ В этот момент производят отрыв снаряда от забоя.

28

Фиг.1

А -А

Я

9иг$

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Целью изобретения является повышение выхода керна Керноотборный снаряд содержит корпус с чо- ронкой, внутри которого установлен керноприемник с хвостовиком и узлом перемещения. На внешней стороне хвостовика закреплена подвижная втулка с основным и дополнительным кернорва- телями, рычажки которых взаимодействуют через размещенное между ними подвижное кольцо При этом рычажки дополнительного кернорвателя имеют возможность поворота вниз в плоскости поворота рычажков основного кернорвателя. Перекрывающий их хвостовик выполнен со сквозными продольными пазами. 5 ил (Л