Колонковый снаряд Советский патент 1992 года по МПК E21B25/08 

Ё

Использование: бурение геологоразведочных скважин с отбором керна. Колонковый снаряд имеет корпус, которого установлена керно- приемная труба с кернорвательными элементами в виде плунжеров, с камерой, заполненной изолирующим керн составом, и с вытеснителем, образованным парой поршней, соединенных трубопроводом с перепускным каналом. При размещении сбросового клапана на канале вытеснителя последний действием потока жидкости выдавливает состав из камеры и одновременно выдвигает кернорвательные элементы. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горному делу, в маетности к технике бурения геологоразведочных скважин с отбором vкернап.

| Известны колонковые снаряды для {бурения с созданием местной приза- бойной циркуляции, содержащие поро- , ;доразрушающий инструмент, эжектор- ный насос, делитель потока и керно- ;приемМую трубу с продольными канала- ,ми, размещенными по ее периферии, Iчасть которых сообщена с диффузором |эжекторного насоса, а другая часть - |с нагнетательной камерой делителя потока.

Недостатком известных устройств Является невозможность раздельной подачи в полость керноприемной трубы

промывочной жидкости и реагенте, изо1- лирующего керн от промывочной жидко-, сти„

Известен колонковый снаряд, со- I держащий корпус с породоразрушающим , инструментом, установленные в корпу- се керноприемную трубу с захватной | головкой, кернорвательные элементы и камеру с изолирующим керн составом, сообщающуюся с керноприемной трубой периферийными подводными каналами, и вытеснитель.

Недостатком известного колонкового снаряда является то, что в процессе отрыва от массива и подъема на поверхность керн не предохранен от разрушающего воздействия окружающей

VI

ел

8

ю

среды, вследствие чего снаряд ненадежен в работе.

Цель изобретения - повышение надежности. . .

Повышение надежности работы снаряда заключается во всесторонней изоляции керна быстротвёрдеющим полимером и отрыве керна плунжерными клиновыми рваТёлънымй элементами.

Поставленная цель достигается тем, что в колонковом снаряде, содержащем корпус с породоразрушающим инструментом, установленные в корпусе керноприемную трубу с захватной головкой, кернорвательные элементы и камеру с изолирующим керн составом, . сообщающуюся с керноприемной трубой периферийными подводными кана/шми, и вытеснитель,. керноприемная(груба выполнена с радиальными каналами в нижней части, а кернорвательные элементы выполнены в виде плунжер.ов, размещенных в радиальных каналах керноприемной трубы, сообщающихся с подводными каналами, при этом вы-: тёснитель установлен в корпусе над керноприемной трубой и выполнен в виде пары поршней, соединенных трубопроводом с перепускным каналом, имеющим седло под сбросовый клапан и радиальный выход между поршнями , а пространство корпуса между вытесни- телем и керноприемной трубой заполнено жид костью в объеме, равном суммарному объему подводных каналов, вытеснитель снабжен шлипсом для соединения с захватной головкой и выступает для взаимодействия с овершотрм. . На фиг. 1 показан снаряд в процес - се бурения, общий вид, продольный разрез (стрелками указано направление движения жидкости); на фиг.2 ,- .то ; же, в процессе захвата керна; на : фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг. k - сечение Б-Б на фиг.1;., на фиг. 5 - фрагмент аксонометрической проекции полости снаряда при обволакивании керна полимером.

Колонковый снаряд содержит корпус

1с продольными подводными каналами ,

2для прохода промывочной жидкости к забою скважины, сообщающимися посредством выходных отверстий 3 с полостью корпуса i и перекрытыми крышками . ; На наружной поверхности наружной трубы 1 между каналами 2 также вдоль образующих цилиндра расположены подводные каналы-емкости 5 для отверждаю5

0

щего реагента 6, перекрытые с обоих концов крышками 7 и сообщенные выходными отверстиями 8 с полостью корПу

. са 1, выполненными нике отверстий 3 на определенную величину,зависящую от размеров емкости между головкой 9 керноприемной трубы 10 и нижним поршнем 11 вытеснителя. Вытеснитель так0 же включает верхний поршень 12 и соединяющий их перфорированный трубопровод 13 с перепускным каналом 1, имеющим седло 15 под сбросовый клапан 16. При этом отверстия 3 размещены между поршнями 11 и 12. Верхний поршень 12 вытеснителя имеат кольцевую захватную головку 17 для взаимодействия с овершотом, а нижний поршень 11 - шлипс 18 для соединения с захватной головкой 19 на верхнем торЦе переходника 20 керноприемной трубы 10. Переходник 20 имеет выточку 21 , в которую открыты каналы 22 из полости керноприемной трубы 10,

5 снабженные обратным клапаном 23. Полость выточки 21 сообщена с затруб- ным пространством отверстиями 2k в корпусе 1 между подводными каналами

2 и 5. . - , - , i о I . :

Верхние крышки 7 каналов 5 осна- . щены штоками 25 для удерживания J поршней 2б ниже отверстий 8. В нижний радиальных отверстиях, сообщающих полости каналов 5 с полостью наружной трубы 1 между нижним торцом кернопрй1 емной трубы 10 с верхним торцом колонкового долота 27, размещены рватель-J ные клиновые элементы 2И в виде жеров с каналами 29 на боковых поверхностях. Керноприемная труба 10 заключена в эластичный рукав 30, на ее внутренней поверхности выполнены , наклонные винтовые пазы-31. Вытесни5 тель -стопорится в крайнем верхнем положении срезным штифтом 32 и об его поршня 11 и 12 и переходник 20 j снабжены уплотнительными кольцами 33 i В полости керноприемной трубы, 10

0: размещают гильзу З из провощенной бумаги (фиг.5). На свободных участ- ках снаружи корпуса 1 между каналами 2 над каналами 5 прикреплены лопасти 35 для турбулизации восходящего по-

с тока промывочной жидкости и улучшения условий очистки забоя, В емкости. м@ж- ду переходником 20 керноприемной трубы 10 и поршнем 11 размещен заранее определенный объем промывочной.

5

0

10

.15

жидкости 36 на нефтяной основе для - выдавливания реагента 6 из каналов, 5. Колонковый снаряд работает следующим ОбраЗОМ. . .:..-;...

Перед спуском снаряда в скважи-, ну из каналов 5 извлекаются верхние : и нижние крышки 7 и резиновые поршни 26, а рвательные элементы 28 утапливаются в каналы 5 До упора..Затем устанавливаются нижние крышки 7 и закрепляются штифтами, а в получив- шиеся/емкости каналоа 5 заливается реагент (например, Хайсел-ОН ТА 1, являющийся гидрофильнымотверждающим полимером), куда затем опускаются поршни 26 и устанавливаются верхние крышки 7 со штоками 25, также закрепляющиеся штифтами .:.. Затем в полость корпуса .1, оснащенную колонковым долотом 27, устанавливается керноприемная труба 10 в эластичном рукаве 30 с переходником 20 и гильзой 3 в своей поло- сти до упора нижним торцом в выступающие концы рвательных элементов 28. В образовавшуюс я ёмкость в корпусе 1 заливается нетвердеющий буровой раствор 36 (например, РНО или ИЭР, либо другой реагент для создания, например, трехкомпонентной смеси).

Благодаря уплотнению 33 раствор надежно удерживается в емкости. После этого в полость наружной трубы 1 опускают вытеснитель в виде двух порш- ней 11 и 12 и закрепляют срезным штифтом 32« Собранный таким образом колонковый снаряд опускают в скважину на колонне бурильных труб. Вращение снаряда осуществляют ротором либо забойным двигателем. В послед- нем случае необходимо предусмотреть карман между двигателем и снарядом, для размещения шарового клапана 16.

При бурении промывочная жидкость ( через центральный канал в вытесните25

20

40

д5

30

ле, отверстия в перфорированном трубопроводе 13, отверстия 3 в корпусе 1 и продольные подводные каналы 2

поступает к забою, очищая его от I шлама и вынося его по затрубному про

: странству на поверхность ,Г чему f собствуют размещенные снаружи корпу-: са 1 турбулизаторы 35. Часть потока промывочной жидкости от забоя поступает в полость керноприемной трубы 10, способствуя улучшению условий формирования и перемещения керна в трубе 10. Из полости трубы 10 эта

1752924

0

5

5

часть потока жидкости, сдвигая клапан 23, через каналы 22 в переходнике 20 и отверстия 2 в корпусе 1 .выходит в затрубное пространство, смешиваясь . с основным, потоком. :. . ,.,.

После, окончания бурения определенного интервала екв;ажины в прлость ... бурильных труб опускают шаровой клапан 16 (в случае использования за- --. бойного двигателя клапан выталкивают из. кармана), который, садится в седло 15 верхнего .поршня 12 вытеснителя. . ... ; .. ; - .,. Последующим прокачиванием промывочной жидкости Срезается- штифт .32 и вытеснитель перемещается вниз, вытесняя раствор 36 чёрез отвёрстия 8 в каналы 5. Давлением раствора 36 сдви0 гаются поршни 26, создавая давление |в полости каналов Лри этом рва- тельные элементы 28 выдвигается вглубь полости керноприемной трубы 10, отделяя керн от/забоя. Реагент 6 после этого выдавливается в по- лость керноприемной трубы 10 через каналы 29 в рвательных элементах 28, обволакивает ст олбик керна Со всех сторон, созДав ая непроницаемую оболочку. Затем снаряд извлекают на поверхность. На поверхности из полости корпуса 1 извлекают вытеснитель и керноприемную трубу 10, зацепив овер- шотом выступ 17 на верхнем поршне 12 вытеснителя, который шлипсом 18 соединен с захватной головкой 19 переходника 20 керноприемной трубы ТО. Из керноприемной трубГы 10 извлекают керн вместе с гильзой 3, предотвра0 щающей соединение керна со стенками трубы 10. После этого цикл бурения с отбором керна повторяют.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить выход кер5 на благодаря всесторонней его изоля-, ции быстротвердеющим полимером, размещенным в подводных каналах, от воздействия разрушающего влияния промывочной жидкости при длительном извлечении керна на поверхность.

0

0

Ф о р м у л а и з о б р е н и л

1 „ Колонковый снаряд, содержащий корпус с породбразрушающим инструментом, установленные в ко рпусе керноприемную трубу с захватной головкой, кернорвательные элементы и камеру с изолирующим керн составом,

сообщающуюся с керноприемной трубой, периферийными подводными каналами, и вытеснитель, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности, керноприемная труба выпол-. йена с радиальными каналами в нижней части, а кернорватёльные элементы выполнены в виде плунжеров, ЬазмёЩён- ных в радиальных каналах керноприемной трубы, сообщающихся . с подводными каналами, при этом вытеснитель yctanoBfleH в корпусе над керноприемной трубой и выполней в виде пары

/;

175292 8 . ;.

поршней, соединенных трубопроводом с седлом под /сбросовый клапан и перепускными каналами между поршнями, а е пространство корпуса между вытеснителем и керноприемной трубой заполнено жидкостью в объеме, равном сум- - марному объему подводных каналов.

Ю 2. Снаряд поп.1, отличающийся тем, что вытеснитель снабжен шлипсом для соединения с захватной головкой и выступом для взаимодействия с овершотом.

Фиг./

Фиг. 2

noA-A

Щг;4

t752924

ШХ