Керноотборный снаряд Советский патент 1992 года по МПК E21B25/00 

35

Изобретение относится к горному 15 елу, к средствам для бурения с отором керна.

Цель изобретения - повышение выоса керна.

На фиг„1 изображен керноотборный ® наряд, общий вид; на фиг.2 - разез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. - снаряд после отделения керна от забоя, раз- 25 рез, общий вид; на фиг.З - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг..

Керноотборный снаряд (фиг.1,2 и 3) содержит корпус 1 , в верхней части ,0 соединенный с переводником 2, свинчиваемым с бурильными трубами для спуска в скважину, и в нижней части соединенный с коронкой 3, в которой выполнены промывочные отверстия . В переводнике 2 выполнен гидроцилиндр в виде расточки 5 с поршнем 6, зафиксированным в исходном положении срезным штифтом 7 и соединенным через узел 8 вращения с керноприемни- ком 9. В поршне 6 имеется перепускной канал 10 со сбросовым клапаном-шаром 11 и отверстие 12, через которые производится циркуляция бурового раствора из бурильных труб в полость корп д пуса 1 и далее через отверстия U на забой скважины. В исходном положении поршнем 6 перекрываются отверстия 13, посредством которых сообщается полость расточки 5 и корпуса 1. п

Переводник 2, гидроцилиндр с поршнем 6 и узел 8 вращения образуют механизм продольного перемещения керно- приемника 9.

В нижней части керноприемника 9 установлен подвижный хвостовик , закрепленный на керноприемнике в исходном положении разъемной фиксацией в виде срезного штифта 15. На

40

55

5

п

0

5

хвостовике посредством осей 16 закреплен кернозахватный элемент в виде шара 17 с центральным отверстием 18 и сквозным пазом 19, боковые поверхности которого сопряжены с отверстием 18, расположены симметрично продольной оси и на расстоянии одна от другой не менее внутреннего диаметра коронки 3. Пересечение сферы шара 17 и отверстия 18 образуют кромки - нижнюю 20 и верхнюю 21. Хвостовик выполнен с направляющим выступом 22, размещенным в пазу 19 и имеющим внутреннюю поверхность с кривизной, сопряженной с отверстием 18.

Над шаром 17 и элементом 22 в хвостовике установлена ступенчатая втулка 23, верхняя ступень которой образует с хвостовиком кольцевой зазор , а в нижней ступени выполнен продольный паз 25, в котором размещен подвижный толкатель 26, нижней частью взаимодействующий с кромкой 21, а верхней частью, размещенной в кольцевом зазоре 2k - с керноприемником 9. Фиксация шара 17 в хвостовике в исходном положении осуществляется срезным штифтом 27, при этом оси 16 ориентированы в диаметральной плоскости перпендикулярно продольной оси хвостовика , а паз 19 шара 17 расположен диаметрально противоположно пазу 25.

Детали 2b - 26 образуют узел перемещения кернозахватного элемента.

Керноотборный снаряд работает следующим образом.

Собранный в исходное положение (фиг.1),663 шара 11 на колонне бурильных труб (не показана) снаряд спускают в скважину. При этом заполнение колонны труб раствором из скважины осуществляется через отверстие корон

ки k, полость корпуса I, отверстия 12 и канал 10 поршня 6, расточка 5 переводника 2 и далее в трубы. Наг гнетание бурового раствора с поверхности на забой при бурении осуществляется аналогично в обратной последовательности. После спуске на забой включается промывка и вращение колонны труб, после чего производится бурение с отбором керна. Благодаря выполнению кернозахватного элемента в виде шара 17 и размещению в пазу 19 выступа 22 обеспечивается беспрепятственное вхождение керна в отверстие 18, отверстие втулки 23 и далее в кер- ноприемник 9. Отсутствие выступающих или обжимающих керн элементов, например, в виде рычажков или цанги . предотвращает заклинку керна, износ и разрушение керна и элементов его от1 деления от забоя, что способствует повышению его сохранности и кондиционности. По окончанию рейса проходки выключают вращение и промывку, и в колонну бурильных труб без отрыва снаряда от забоя забрасывают шар 11, который,достигнув снаряда, садится на поршень 6 и перекрывает его пере0

20

25

мый толкатель 26 движется в пазе 25 и в кольцевом зазоре 2k, чем обеспечивается его базирование на всем пути перемещения, исключается его смещение и повышается надежность работы узла отделения керна. В конце поворота шара 17 на 90° его сфера, ограниченная кромками 20 и 21 и диаметрально проти воположная пазу 18, полностью перекроет проходное отверстие керноприем - ника 9 (фиг.5,6), чем обеспечивается удержание керна при подъеме, исклю чаются его высыпание и потеря при динамических нагрузках, связанных со спуско-подъемными операциями, и в конечном счете способствует повышению выноса керна.

Благодаря выполнению в шаре 17 сквозного паза 19 отделение керна производится только в одной плоскости слома по траектории перемещения кромки 20, что в два раза уменьшает усилие приводного механизма и нагрузки на детали и, следовательно, способствует повышению надежности работы снаряда. В конце поворота шара 17 на 90° поршень 6, перемещаясь в расточке 5, открывает отверстия 13,

пускной канал 10.При повторном вклю- 30 благодаря чему полость корпуса 1 гид0

0

5

мый толкатель 26 движется в пазе 25 и в кольцевом зазоре 2k, чем обеспечивается его базирование на всем пути перемещения, исключается его смещение и повышается надежность работы узла отделения керна. В конце поворота шара 17 на 90° его сфера, ограниченная кромками 20 и 21 и диаметрально противоположная пазу 18, полностью перекроет проходное отверстие керноприем - ника 9 (фиг.5,6), чем обеспечивается удержание керна при подъеме, исключаются его высыпание и потеря при динамических нагрузках, связанных со спуско-подъемными операциями, и в конечном счете способствует повышению выноса керна.

Благодаря выполнению в шаре 17 сквозного паза 19 отделение керна производится только в одной плоскости слома по траектории перемещения кромки 20, что в два раза уменьшает усилие приводного механизма и нагрузки на детали и, следовательно, способствует повышению надежности работы снаряда. В конце поворота шара 17 на 90° поршень 6, перемещаясь в расточке 5, открывает отверстия 13,

Изобретение относится к горному ; делу, к средствам для бурения с отбором керна. Целью изобретения является повышение выноса керна. Керноот- борный снаряд содержит корпус с коронкой и установленным в нем керноприем- ником (КП) . На нижнем конце КП имеет-: ся подвижный хвостовик с кернозахват- ным элементом. Верхний конец КП соединен узлом вращения с механизмом продольного перемещения в виде гидроцилиндра с поршнем, имеющим пропускной канал со сбросовым клапаном. Кернозахватный элемент выполнен в виде шара с центральным отверстием и сопряженным с ним сквозным пазом, поверхности которого расположены симс $ (Л

чении промывки усилием от возрастающего над поршнем 6 давления бурового раствора поршень 6 будет перемещаться вниз, передавая усилие через узел 8 вращения на керноприемник 9 от ко- -эг торого усилие будет передаваться через толкатель 26 шару 17. В начальный момент перемещения поршня 6 будут срезаны штифты 7, 15 и 27, после чего шар 17 будет поворачиваться на осях 16 от действия крутящего момента, который создается усилием, приложенным на плече, равным радиусу отверстия 18, от взаимодействия толкателя 26 с кромкой 21„ При повороте шара 17 кромка 20 будет внедряться в целик керна, производя принудительное отделение последнего от забоя (фиг.) Таким образом, весь выбуренный керн,

40

45

равлически сообщается с расточко и бурильными трубами, чем обеспеч ется переток раствора из колонны рильных труб в полость корпуса 1 через отверстия k - в скважину. поверхности момент начала перемещ ния поршня 6 при включении подачи раствора будет отмечаться повышен давления на манометре нагнетатель линии от буровых насосов. Давлени будет возрастать до величины, нео димой для создания на поршне усил достаточного для среза вначале шт тов 7,15 и 27, а затем для внедре кромки 20 в керн и слома последне В конце хода поршня 6, когда буду открыты отверстия 13, давление сн ся и в скважине восстановится цир ляция, что будет служить информац

заполнивший полость керноприемника 9, ел ° срабатывании механизмов снаряда

СJ v ,

будет гарантированно отделен от забоя за счет того, что срабатывание узла отделения керна осуществляется принудительно без отрыва снаряда от забоя, благодаря чему исключается возможность проскальзывания элемента отделения относительно целика керна и обеспечивается повышение его выноса. При повороте шара 17 перемещае55

необходимости его подъема на поне ность, где от корпуса 1 отделяетс керноприемник 9, откуда извлекает керн для анализа. Фо рмула изобретени

Керноотборный снаряд, содержащи корпус с коронкой, установленный в корпусе керноприемник с узлом вращ

равлически сообщается с расточкой 5 и бурильными трубами, чем обеспечивается переток раствора из колонны бурильных труб в полость корпуса 1 и через отверстия k - в скважину. На поверхности момент начала перемещения поршня 6 при включении подачи раствора будет отмечаться повышением давления на манометре нагнетательной линии от буровых насосов. Давление будет возрастать до величины, необходимой для создания на поршне усилия, достаточного для среза вначале штифтов 7,15 и 27, а затем для внедрения кромки 20 в керн и слома последнего. В конце хода поршня 6, когда будут открыты отверстия 13, давление снизится и в скважине восстановится циркуляция, что будет служить информацией

,

необходимости его подъема на понеох- ность, где от корпуса 1 отделяется керноприемник 9, откуда извлекается керн для анализа. Фо рмула изобретения

Керноотборный снаряд, содержащий корпус с коронкой, установленный в корпусе керноприемник с узлом враще ния, механизм предельного перемещения керноприемника с гидроцилиндром, поршень которого имеет перепускной канал со сбросовым клапаном и под- с вижный хвостовик с кернозахватным элементом и узлом перемещения керно- захватного элемента, закрепленный с разъемной фиксгцией на керноприемни- ке,отличающийся тем, с целью повышения выноса керна, керно- захватный элемент выполнен в виде шара с центральным отверстием и сквозным пазом, боковые поверхности которого сопряжены с отверстием, расположен- s ным симметрично продольной оси и на расстоянии друг от друга не менее внутреннего диаметра коронки, узел

tt

перемещения кернозахватного элемента выполнен в виде установленной в хвостовике ступенчатой втулки с продольным пазом в нижней ступени и с подвижным толкателем, размещенным в пазу с возможностью взаимодействия с керноприемником, при этом шар закреплен в хвостовике на осях, ориентированных в диаметральной плоскости перпендикулярно продольной оси хвостовика, паз шара расположен диаметрально противоположно пазу ступенчатой втулки, а хвостовик выаолнен с направляющим выступом, размещенным в пазу шара и имеющим внутреннюю поверхность с кривизной, сопряженной с центральным

отверстием шара.

6-6

3-8

9иг. 5

Редактор А.Долинич

Составитель Е. Техред Л.Олийнык

Заказ 180

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. V5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Г-Г

Риг 6

Корректор С.Шекмар

Подписное