Устройство для отбора керна Советский патент 1992 года по МПК E21B25/00 E21B25/16 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин с отбором керна.

Известно устройство для отбора керна с системой гидротранспорта керна, обеспечивающее транспорт керна снизу вверх от бурильной головки в камеру складирования обратным потоком промывочной жидкости.

Недостатком устройства является возможность переворота образцов керна с малой осевой длиной (менее диаметра проходного канала керноприемной трубы) при их транспортировке по керноприемной трубе и при укладке в камере складирования устройства. Указанное обстоятельство препятствует определению положения верх - низ таких кусков керна и затрудняет ведение геологических исследований каменного материала

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отбора керна, содержащее корпус с бурильной головкой в нижней части и установленную в нем кер- нопрмемную трубу с коаксиально разме- щрн эй в ее нижней цилиндрической втулкой, выполненной с резцами для нанесения метки на боковую поверхность керна.

Недостатком является низкая информативность отбираемого керна, обусловленная тем, что конфигурация резцов и их размещение не обеспечивают получение по наносимым на керне меткам необходимой информации для определения положения верх - низ кусков отбираемого керна, ко(Л

С

XJ

-ч

о XI ю

торые имеют возможность переворачиваться в ходе их транспортировки,

Цель изобретения - повышение информативности отбираемого керна.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора керна, содержащем корпус с бурильной головкой в нижней части и уст ю&пеннуйэ в нем керноприемную трубу с коаксиально размещенной в ее нижней части цилиндрической втулкой, выполненной с резцами для нанесзния метки на боковую поверхность керна, резцы выполнены с различной конфигурацией режущей кромки до оси керноприемой трубы и размещены на втулке с центральным углом между ними меньше или больше 180° в плоскости, расстояние до которой от плоскости кернообразования бурильной головки меньше внутреннего диаметра керноприем- ной трубы.

Устройство для отбора керна, благодаря возможности резцов определенной формы и специфическому их размещению формировать метки на боковой поверхности керна, обеспечивает получение информации для определения положения кусков отбираемого керна.

На чертеже представлено устройство для отбора керна.

Устройство содержит корпус 1 с бурильной головкой 2 с центральным отверстием для формирования керна, размещенной в нижней части, и установленную в корпусе 1 керноприемную трубу 3 с коаксиально размещенной в ее нижней части цилиндрической втулкой 4, выполненной с резцами 5 для нанесения метки на боковую поверхность керна, а также камеру 6 для складиро- врниякерна,образованную

перфорированным корпусом 1 и кернопри- емной трубой 3. При этом резцы 5 на втулке 4 выполнены с различной конфигурацией режущей кромки, оставляющей отличимые одна от другой метки на керне, или с различным расстоянием от режущей кромки до оси керноприемной трубы, и размещены на втулке 4 с центральным углом между ними меньше или больше 180° в плоскости (сечение А - А),расстояние #до которой от плоскости (сечение Б - Б) кернообразования бурильной головки 2 меньше внутреннего диаметра d керноприемной трубы 3.

Вариант А. Резцы 5 выполнены с различной формой режущей кромки, оставляющей отличимые одна от другой метки на керне.

Вариант Б. Резцы выполнены с одинаковой формой режущей кромки, но с различ- ным расстоянием от нее до центра вращения устройства (п га). Возможно

выполнение устройства с сочетанием вари- счтоа А и Б.

Во всех случаях резцы 5 размещены на цилиндрической втулке 4 с любым центральным углом между ними ( а ), кроме 180°.

Устройство работает следующим образом.

В процессе бурения с использованием предлагаемого устройства для отбора керна

все куски поступающего в устройство керна, включая и куски с малым осевым размером (6 d), подвергаются воздействию резцов 5. На боковой по ве рхности керна при этом формируются продольные метки, форма и

расположение которых будут соответствовать форме режущей кромки и взаимному размещению резцов 5. После прохождения резцов куски керна с метками на боковой поверхности обратным потоком жидкости

будут доставлены в камеру б складирования, причем часть из них, имеющих малые осевые размеры, могут оказаться в перевернутом состоянии.

Для восстановления истинного положения верх - низ кусков керна после разборки устройства на поверхности определяют взаимное расположение отличающихся одна от другой меток и сравнивают их с взаимным известным расположением резцов в

устройстве, как это показано на чертеже.

При этом возможны два варианта. В соответствии с вариантами выполнения формы режущей кромки резцов, а также их задержки, как показано на чертеже (варианты А и Б).

Рассмотрим ёлуча й определения положения верх - низ образца керна по варианту А, положение I. Известно, что резец с одинарной режущей кромкой в устройстве

был встроен под центральным углом по часовой стрелке от резца с двойной режущей кромкой. На образце керна в положении I видно, что центральный угол ( ft ) между двойной и одинарной меткой по часовой

стрелке отличается от известного угла а , что однозначно свидетельствует о перевернутом состоянии образца керна,

j

На образце керна в положении II (вариант А) видно, что угол между двойной и одипарной меткой по часовой стрелке соответствует исходному углу а между реЗцами устройства, что однозначно свидетельствует о нормальном положении образца (еерх - низ).

Рассмотрим случай определения ориентации образца керна по варианту Б, положение 1, Известно, что резец, режущая кромка которого отстоит дальше от центра вращения устройства (п га), встроен под центральным углом а по часовой стрелке от резца, режущая кромка которого ближе к центру вращения снаряда, т.е. менее глубокая метка на керне должна быть расположена под углом а по часовой стрелке от Золее глубокой (при нормальном положении керна). На образце керна в положении I видно, что рассматриваемый центральный угол /Змежду рассматриваемыми метками отличается от известного угла а , что однозначно свидетельствует о перевернутом состоянии образца.

На образце керна в положении I) (вари

ант Б) видно, что угол по часовой стрелке между рассматриваемыми метками соответствует исходному углу а между резцами устройства, что однозначно свидетельствует о нормальном положении образца (верх - низ). Кроме того, нанесение непрерыв- ных кодированных меток, позволяющих сориентировать керн по оси верх - вниз на боковой поверхности керна, обеспечивает ряд дополнительных положительных качеств.

Исключаются возможные сшибки с ориентировкой (верх - низ) кускоб керна и

0

5

0 5

большой длины, связанные с небрежностью при выемке керна из снаряда.

Упрощается процесс восстановления последовательности поступления кусков керна в снаряды с многорядным размещением керна, так как наличие продольных отметок облегчает поиск образцов керна с идентичными поверхностями скола. Формула изобретения Устройство для отбора керна, содержащее корпус с бурильной головкой в нижней части и установленную в нем керноприем- - ную трубу с размещенной в ее нижней части коаксиально цилиндрической втулкой, выполненной с резцами для нанесения метки на боковую поверхность херна, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности отбираемого керна, резцы выполнены с различной конфигурацией режущей кромки или с различным расстоянием от режущей кромки до оси керноприемной трубы и размещены на втулке с центральным углом между ними меньше или больше 180° в плоскости, расстояние до которой от плоскости керно- образования бурильной головки меньше внутреннего диаметра керноприемной трубы.

80ре/0#/гт 6

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с бурильной головкой в нижней части. В корпусе установлена керноприемная труба. В нижней части кер- ноприемной трубы размещена коаксиально цилиндрическая втулка с резцами для нанесения метки на боковую поверхность керна Резцы выполнены с различной конфигурацией режущей кромки или с различным рас- стоянием от режущей кромки до оси керноприемной трубы. Резцы размещены на втулке с центральным углом между ними меньше или больше 180° в плоскости, расстояние до которой от плоскости кернообра- зования бурильной головки меньше внутреннего диаметра керноприемной трубы. 1 ил.