Устройство для определения ориентации керна Советский патент 1992 года по МПК E21B25/16 

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин, а именно к средствам отбора ориентированного керна.

Известно устройство для отбора ориентированного керна , содержащее визуальный инклинометрический датчик ориентации с арретирным механизмом гид- равлического управления через дифференциальный клапан и маркирующий механизм, выполненный в виде фрезера с одной или несколькими гидромониторными насадками, размещенных по радиусу.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность, связанная с низкой достоверностью показаний инклиномётрического датчика из-за влияния вибрации бурильной колонны, так как дифференциальный клапан непосредственно связан с арретирующим механизмом и фиксация чувствительных элементов происходит сразу после выключения промывки.

Цель изобретения - повышение надежности путем повышения достоверности показаний инклиномётрического датчика,

которые на зависят от вибрации бурильной колонны.

Указанная цель достигается тем, что оно снабжено гидравлическим демпфером, который имеет поршень, соединенный с подпружиненным стержнем, -а стопор арретирн ого механизма установлен в открытом положении с оозможностыо взаимодействия с поршнем демпфера.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1,внутри которого размещен визуальный поплавко вый инклинометрический датчик 2 с прозрачной оболочкой 3, защитным кожухом 4 и подпружиненным арретирным механизмом 5, который удерживает инклинометрический датчик в разарретированном положении.

Ниже датчика 2 ориентации в проточном канале корпуса 1 установлен гидравлический демпфер 6, выполненный в виде замкнутого гидроцилиндра с подпружиненными снизу поршнем 7 и обратным клалаСО

с

VJ

Јь

ел со VJ

, Поршень 7 связан с верхним стержнем 9 и нижним стержнем 10, на котором установлен тарельчатый дифференциальный клапан 11. Ввиду того, что усилие пру- жины поршня 7 больше, чем усилие арретирного механизма 5, в исходном положении стержень 9 фиксирует через арретир- ный механизм 5 инклинометрический датчик 2.

. Дифференциальный клапан 11 поме- щен в цилиндрическую втулку 12, в нижней части которой выполнены боковые щели для прохода промывочной жидкости к фрезеру- гидрокернеру 13 после продвижения дифференциального клапана 11 вниз.

Фрезер-гидрокернер 13 оснащен эксцентричным соплом 14, которое выполнено в виде узкой армированной щели.

Защитный кожух 4 датчика и датчик оборудован двумя эластичными компенсатора- ми 15 давления, которые разделяют две среды жидкости - чистую внутри кожуха 4 и соприкасающуюся с прозрачной оболочкой 3, а также обычную промывочную жидкость, через которую передается гидростатиче- ское давление на оба компенсатора 15. Это предотвращает попадание абразивного материала к прозрачной оболочке 3.

При бурении очень твердых пород между фрезером-гидрокернером 13 и корпусом 1 может устанавливаться контейнер 16 с абразивным наполнителем,

Все детали, находящиеся вблизи инкли- нометрического датчика 2, выполнены из диамагнитного материала.

Устройство работает следующим образом.

По достижению забоя включают промывку и производят пришлифовку забоя. Затем выключают вращение и для снятия скручивающего момента инструмент отрывают забоя с последующей установкой на него для нанесения гидроотметины через эксцентричное сопло 14.

В это время стержень 9, поршень 7 и стержень 10 совместно с тарельчатым дифференциальным клапаном 11 находятся в нижнем положении и арретирный механизм

5, оказавшись освобожденным от прижатия стержнем 9, разарретирует инклинометрический визуальный датчик 2.

После истечения времени, достаточного для оставления качественного следа на пришлифованном забое, промывку выключают.

Освободившись от осевого усилия промывочной жидкости, тарельчатый дифференциальный клапан 11 совместно со стержнем 9 и 10 медленно поднимается вверх благодаря закрытию обратного клапана 8 поршня 7. За время возвращения стержня 9 к стопору арретирного механизма 5 все чувствительные элементы датчика 2 в состоянии покоя занимают строгое положение по отношению к северному меридиану, апсидальной плоскости скважины и положению эксцентричного сопла 14.

Далее по известным технологиям производится подъем ориентированного керна и его индексация на поверхности.

К преимуществам данного устройства следует отнести: повышение качества гидроразметки забоя; высокую достоверность получаемых инклинометрических данных для ориентирования как в наклонных, так и в вертикальных скважинах.

Формула изобретения

Устройство для определения ориентации керна, содержащее корпус с нагнетательным каналом и гидромониторным эксцентричным соплом; установленный в нагнетательном канале, инклинометрический визуальный датчик с защитным кожухом, оснащенным эластичным компенсатором давления, и арретирный механизм датчика, имеющий стопор с приводом в виде закрепленного на подпружиненном стержне дифференциального клапана,отличающееся тем.что. с целью повышения надежности, он снабжен гидравлическим демпфером, имеющим поршень, соединенный с подпружиненным стержнем, при этом стопор арретирного механизма установлен в открытом положении с возможностью взаимодействия с поршнем гидравлического демпфера. Tsfe- JL

.1

ЬиЗА.

Использование: при отборе керна из скважин с индикацией его положения в пространстве. Сущность изобретения: устрой- стоо имеет инклинометрический датчик с эрретирным механизмом с приводным дифференциальным клапаном и гидравлическим демпфером, поршень которого через подпружиненный стержень взаимодействует со стопором в открытом положении. 2 ил.