Двойной колонковый снаряд Советский патент 1992 года по МПК E21B25/00 

ё

Использование: бурение с отбором керна. Сущность изобретения: двойной колонковый снаряд содержит колонковую трубу и подвижный внутри нее наголовник, имеющий внутреннюю полости и камеру над полостью. Внутри полости наголовника установлена керноприемная труба, соединенная штоком с поршнем внутри камеры и подпружиненная относительно наголовника. Имеющиеся на наголовнике и колонковой трубе дросселирующие элементы при нагнетании промывочной жидкости вызывают высокочастотные колебания наголовника и керноприемной трубы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин с отбором керна.

Известны двойные колонковые снаряды, содержащие породоразрушающий инструмент, наружную и керноприемную трубы с каналами, взаимодействующие между собой при помощи пружины.

Недостатками известных снарядов являются низкая механическа я скорость бурения и вследствие этого, неизбежные потери керна от размыва потоком промывочной жидкости.

Известен также двойной колонковый снаряд, содержащий колонковую трубу с верхним внутренним выступом, сое динен- ный с колонковой трубой колонковый породоразрушающий инструмент с внутренним кольцевым выступом, и керноприемную трубу с башмаком, обратным клапаном и отвод- ными каналами, размещенную внутри колонковой трубы с возможностью продольного смещения между выступами колонковой трубы и породоразрушающего инструмента.

Недостатком этого устройства является низкий выход керна вследствие интенсивного износа опережающего долото башмака керноприемной трубы.

Цель изобретения - повышение выхода керна.

Повышение выхода керна достигается улучшением условий формирования и транспортирования керна в полости керноприемной трубы .восходящим потоком промывочной жидкости и продольными вибрациями трубы. Кроме того, при использовании предлагаемого устройства повышается механическая скорость бурения благодаря наложению на долото дополнительных разрушающих ударных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что известный двойной колонковый снаряд, содержащий колонковую трубу с верхним

V4

С

ч4 О

SQ

00

внутренним выступом, соединенный с колонковой трубой колонковый породоразру- шающий инструмент с внутренним кольцевым выступом и керноприемную трубу с башмаком, обратным клапаном и отвод- ными каналами, размещенную внутри колонковой трубы с возможностью продольного смещения между выступами колонковой трубы и породоразрушающего инструмента, снабжен подпружиненным относительно керноприемной трубы наголовником, имеющим внутреннюю полость и камеру над полостью с размещенным в ней поршнем, при этом керноприемная труба расположена внутри полости наголовника, поршень соединен штоком с керноприемной трубой, наголовник выполнен с двумя кольцевыми канавками на внешней боковой поверхности, а колонковая труба - с внутренним кольцевым дросселирующим выступом, расположенным в интервале между кольцевыми канавками наголовника, внутренняя полость наголовника выполнена ко- нической с ориентированным вниз основанием,

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого двойного колонкового снаряда.

Двойной колонковый снаряд содержит колонковую 1 и керноприемную 2 трубы, породразрушающий инструмент в виде колонкового долота 3 с внутренними ступенчатыми выступами 4 и 5 и каналами 6 для промывочной жидкости. Колонковая труба 1 имеет внутренний кольцевой выступ 7 и в ее полости размещен наголовник 8 с кольцевыми каналами 9 и 10 и выступом 11 между ними на наружной боковой поверхности и центратором 12, удаленным от выступа 11 на заранее заданное расстояние. В конической основанием вниз полости 13 наголовника 8 размещена керноприемная труба 2, взаимодействующая с ним посредством размещенных в камере 14 пружины 15 и поршня 16, имеющего каналы 17, и соединенного с верхним глухим торцом керноприемной трубы 2 штоком 18.

Керноприемная труба 2 оканчивается башмаком 19, а наголовник 8 - башмаком 20, взаимодействующими соответственно с выступами 5 и 4 долота 3, причем, средний диамзтр башмака 20 равен среднему диаметру окружности, на которой размещены промывочные каналы 6 долота 3, а наружный диаметр башмака 19 равен внутреннему диаметру выступа 4. На торце башмака 20 имеются радиальные каналы 21, а выступ 5 долота 3 оснащен кернорвателем 22. В верхней части керноприемной трубы 2 под глухим торцом размещен обратный клапан

23 и выполнены наклонные кнаружи и к забою каналы 24, открытые в полость наголовника 8. В верхней части полости колонковой трубы размещен упорный кольцевой

выступ 25.

Устройство работает следующим образом.

При спуске снаряда в скважину наголовник 8 под действием перетекающей от забоя

0 промывочной жидкости занимает крайнее верхнее положение, упираясь ребрами центратора 12 в выступ 25. Промывочная жидкость, находящаяся в скважине под снарядом, йарзтекает в пространство под

5 снарядом по затрубному пространству, а также через центральный канал керноприемной трубы 2. минуя клапан 23, каналы 24 и полость наголовника 8, смещая его вверх. Далее через радиальные каналы 21 башма0 ка 20, пространство между наголовником 8 и колонковой трубой 1 промывочная жидкость перетекает в центральный канал колонны бурильных труб, соединенных с верхней частью колонковой трубы 1.

5 После постановки снаряда на забой устройство приводят во вращение колонной бурильных труб и подают на забой промывочную жидкость. При этом керноприемная труба 2 упирается башмаком 19 в выступ 5

0 породоразрушающего инструмента 3, а наголовник 8 упирается в пружину 15 и зависает над верхним торцом керноприемной трубы 2. Давлением потока промывочной жидкости, воздействующего на наголовник

5 8, последний перемещается вниз, сжимая пружину 15 и упираясь башмаком 20 о выступ 4 долота 3. При этом промывочная жидкость протекает через канал 9, минуя выступ 7 на колонковой трубе 1, и достигает забоя

0 через каналы о долота 3. В момент удара башмака 20 о выступ А часть каналов 6 перекрывается иашмаком 20 и промывочная жидкость через радиальные каналы 21 башмака 20 перетекает к камере 14 наголовника

5 8, заполняя ее через каналы 17 в поршне 16. Повышением давления промывочной жидкости в камере 14 и посредством пружины 15 наголовник приподнимается над верхним торцом керноприемной трубы 2. Про0 мывочная жидкость протекает к забою через каналы 6, давление в камере 14 падает и наголовник 8 повторно смещается вниз под давлением нисходящего потока промывочной жидкости.

5 При перемещениях наголовника 8 керноприемная труба 2 также колеблется вдоль оси, но с меньшей амплитудой, и наносит удары башмаком 19 о выступ 5. Колебания же конической полости наголовника 8 около наклонных отверстий 24 создает над клаланом 23 эффект эжекции в верхней части полости керноприемной трубы 2, усиливаемый ее колебаниями, стабилизируя восходящий поток промывочной жидкости в ее полости. Восходящий поток промывочной жидкости в полости керноприемной трубы 2 улучшает условия формирования керна, благодаря, чему повышается его выход. Высокочастотные продольные колебания керноприемной трубы 2 способствуют перемещению керна вглубь ее полости, что также способствует повышению его выхода. Ударные нагрузки на породоразрушающий инструмент 3 обеспечивают повышение механической скорости бурения. Это также по- зволяет повысить выход керна, так как в результате снижается воздействие вредных параметров на керн. Выбуренный керн при подъеме снаряда удерживается в полости трубы 2 кернорвателем 22.

Формула изобретения 1. Двойной колонковый снаряд, содержащий колонковую трубу с верхним внутренним выступом, соединенный с колонковой трубой колонковый породоразрушающий инструмент с внутренним кольцевым выступом и керноприемную трубу с башмаком, обратным клапаном и отводными каналами, размещенную внутри колонковой трубы с возможностью продольного смещения между выступами колонковой трубы и породоразрушающего инструмента, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода керна, он снабжен подпружиненным относительно керноприемной трубы наголовником, имеющим внутреннюю полость и камеру над полостью с размещенным в ней поршнем, при этом керноприемная труба расположена внутри полости наголовника, поршень соединен штоком с керноприемной трубой, наголовник выполнен с двумя кольцевыми канавками на внешней боковой поверхности, а колонковая труба - с внутренним кольцевым дросселирующими выступом, расположенным в интервале между кольцевыми канавками наголовника.

2. Снаряд по п. 1,отличающийся тем, что внутренняя полость наголовника выполнена конической с ориентированным вниз основанием.