Снаряд для отбора проб шлама Советский патент 1992 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в процессе бурения взрывных скважин для отбора проб шлама в непосредственной близости от призабойной зоны.

Известен снаряд для бурения с отбором проб шлама 1, содержащий корпус, эжек- торное устройство, гидроциклонный шламо- уловитель, герметизирующий переходник и разделительные устройства, каждое из которых снабжено поршнем с комбинированным седлом, причем полый шток поршня выполнен перфорированным и жестко соединен с запорной втулкой.

Основным недостатком данного снаряда является невозможность улавливания тонких фракций шлама, которые уносятся промывкой, что сказывается на достоверности информации о гранулометрическом составе шлама и последующем определении рациональных режимов бурения

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является

устройство для отбора герметизированных проб шлама 2, содержащее наружный корпус, подпружиненный относительно корпуса подвижный сердечник и шламоприемную камеру в корпусе, имеющую входное окно с выдвижными шламозахватывающими элементами, кинематически связанными с сердечником, подпружиненную разгрузочную заслонку и циркуляционный выходной канал с запорным элементом

Однако указанное устройство имеет недостаточную надежность и не обеспечивает улавливание всех частиц бурового шлама в процессе бурения.

Цель изобретения -- повышение надежности снаряда в работе. Кроме того повышается достоверность информации о гранулометрическом составе бурового шлама за счет улавливания частиц всех классов крупности.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для отбора проб шлама, содержащем наружный корпус, подпру(Л

С

j vj

о

со

жиненный относительно корпуса подвижный сердечник и шламоприемную камеру в корпусе, имеющую входное окно с выдвижными шламозахватными элементами, кинематически связанными с сердечником, подпружиненную разгрузочную заслонку и циркуляционный выходной канал с запорным элементом, сердечник выполнен с образующими полость камеры продольными профилированными в верхней части пазами, при этом шламозахватные элементы выполнены в виде коробов, сопряженных с верхней профилированной частью пазов, разгрузочная заслонка расположена и закреплена в нижней части пазов, а выходной канал имеет смещаемый относительно выходного отверстия участок, расположенный на сердечнике и сообщающийся с нижней частью пазов.

На фиг. 1 показан продольный осевой разрез снаряда в режиме бурения; на фиг 2 - то же в режиме отбора шлама; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 2.

Снаряд для отбора проб шлама включает наружный корпус 1 и размещенный соос- но внутри него подвижный на шлицах 2 сердечник 3 с центральным каналом 4 для подачи очистного агента на забой скважины. В теле сердечника 3 выполнены продольные профилированные в верхней части пазы 5, образующие с корпусом 1 полости шламоприемных камер 6. Сердечник 3 в нижней части через переходник 7 соединен с породоразрушающим инструментом и подпружинен в верхней части пружиной 8, контактирующей своими торцами с упорами 9 корпуса 1 и 10 сердечника 3. В корпусе 1 выполнены входные окна 11 шламоприем- ной камеры 6, в которых установлены выдвижные шламозахватные элементы, выполненные в виде коробов 12,сопряженных с верхней профилированной частью пазов 5. В нижней части шламоприемной камеры 6 расположена и закреплена подпружиненная разгрузочная заслонка 13 и выполнены выводные каналы, которые имеют смещаемый относительно выходного отверстия 14 участок 15. расположенный на сердечнике 3 и сообщающийся с нижней частью пазов 5. Для ограничения продольного перемещения сердечника 3 в корпусе 1 установлены стопоры 16. Шлицы 2 закрыты кожухом 17, закрепленном на корпусе 1.

Снаряд работает следующим образом.

При помощи бурового става снаряд приводят во вращение, через центральный канал 4 подают очистной агент (водовоздушную смесь), сообщают осевое

усилие, необходимое и достаточное для эффективного бурения данного типа породы. В этом наложении сердечник 3 находится в положении, указанном на рисунке, шламозахватные элементы, выполненные в виде коробов 12 утоплены и закрывают окна 11, смещаемый участок 15, расположенный на сердечнике 3 выводного канала, смещен относительно выходного отверстия 14 корпуса

1 и перекрывает выводной канал, буровой шлам свободно движется в затрубном пространстве.

В любом заданном интервале глубины скважины, в котором необходимо отобрать

пробу шлама, увеличивают осевое усилие до

полного сжатия пружины 8. При этом сер1 дечник 3 по шлицам 2 смещается относительно корпуса 1 вверх, короба 12

шламозахватных элементов, скользя по верхней профилированной части пазов 5 в сердечнике 3, поворачиваются вокруг своих горизонтальных осей и открывают окна 11, а их наружные стенки выступают в затруб- ное пространство в виде наклонных козырьков. Смещаемый участок 15 сердечника 3 совмещается с выходным отверстием 14 корпуса 1, открывая выводной канал шламоприемной камеры 6.

Смоченный водой буровой шлам, отражаясь от наружных стенок коробов 12 шламозахватных элементов, через окна 11 попадает в полость шламоприемной камеры 6 и через выводной канал, образованный совмещенным участком 14 и выходным отверстием 14, вновь Ъыходит в затрубное пространство. Указанная циркуляция шлама будет иметь место до тех пор, пока осевое усилие максимально сжимает пружину 8. При уменьшении осевого усилия до первоначального значения сердечник 3 под действием пружины 8 перемещается относительно корпуса 1 вниз в исходное положение, при этом короба 12 шлэмозахватных элементов закрывают окна 11, а отверстия

14 и 15 смещаются относительно друг друга, перекрывая выводной канал шламоприемной камеры 6, в полости которой остается некоторое количество бурового шлама, представленного всеми классами крупности.

После извлечения снаряда из скважины кожух 17 перемещают относительно корпуса 1, подпружиненные разгрузочные заслонки 13 отжимают и извлекают

отобранный шлам из полости шламоприемной камеры 6.

Формула изобретения Снаряд для отбора проб шлама, содержащий наружный корпус, подпружиненный

относительно корпуса подвижней сердечник и шламоприемную камеру в корпусе, имеющую входное окно с выдвижными шла- мозахватными элементами, кинематически связанными с сердечником, подпружиненную разгрузочную заслонку и циркуляцион- ный выходной канал с запорным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, сердечник выполнен с образующими полость камеры

0

предельными профилированными в верхней части пазами, при этом шламозахаат- ные элементы выполнены в виде коробов, сопряженных с верхней профилированной частью пазов, разгрузочная заслонка расположена и закреплена в нижней части паза, а выводной канал имеет смещаемый относительно выходного отверстия участок, распо ложенный на сердечнике и сообщающийся с нижней частью пазов.

Использование; отбор проб шлама из стенок скважин. Сущность изобретения: внутри корпуса установлен подпружиненный сердечник с образующими полости шламоприемной камеры продольными профилированными пазами, который под действием осевой нагрузки взаимодействует с шламозахватными элементами в виде коробов и разгрузочной заслонкой, при этом пазы сообщаются с выводным каналом на участке, который при перемещении сердечника смещается относительно выходного отверстия на корпусе. 6 ил.

&/#./

&г.г

Фиг

д-В

/#