Устройство для транспортирования и скалывания керна Советский патент 1993 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к технике геологоразведочных работ, в частности к бурению с применением двойной бурильной колонны, и выносом керна обратным потоком очистного агента.

Известно устройство для транспортирования и скалывания керна, включающее двойную бурильную колонну, промывочный сальник, керноотводящий элемент и вибрационное устройство, размещенное в нагнетательном патрубке сальника, передающее вибрации керноотводящему элементу и способствующее тем самым прохождению керна.

Недостатком известного устройства является предотвращение подклинивания только в керноотводящей трубе, в то время как в нижней части колонны, где обычно располагают кернслом, подклинивания избежать не удается, что требует подъема колонны для ликвидации подклиненного керна.

Наиболее близким из известных к предложенному является устройство для транспортирован 1 Я и скалывания керна, содержащее двойную бурильную колонну,

промывочный сальник с керноотводящей дугой и кернолом.

В известном устройстве кернолом установлен в нижней части бурильной колэнны на расстоянии от тор.ца породоразрушаю- щего инструмента, равном 2-4 диаметрам центрального канала, для обеспечения скалывания керна оптимальной длины. Устанавливаемые в бурильной колонне керноломы могут быть различными (клиновые, полусферические, невращающиеся или вращающиеся).

Во всех случаях тгкая схема установки кернолома имеет общий недостаток: препятствие свободному продвижению керна из-за наличия выступов в центральной трубе двойной колонны, что усугубляется еще и тем, что керн может иметь произвольную форму при бурении по обломочному материалу или вследствие раскалывания по пород- ным трещинам. Это вызывает подклинивание кернл в месте установки кернолома и требует подъема колонии для ликвидации подклинки. Вследствие зтого повышается трудоемкость работ и снижается производительность бурения.

ел

VI

СО

ю

|о

р

со

При бурении рыхлых отложений и пластичных пород установки кернолома над коронкой вообще не требуется, и его наличие в буровом снаряде из-за необходимости окончания скважин в коренных породах обуславливает возникновение подклинок обломочного материала - гравия, гальки, твердых включений в моренных отложениях и т. п, При бурении же в средних и крепких породах кернолом необходим.

Цель изобретения - уменьшение подклинок керна при бурении в средних и крепких породах.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для транспортирования и скалы- вания керна, содержащем двойную бурильную колонну, промывочный сальник с керноотводящей дугой и кернолом, на внутренней стороне керноотводящей дуги при входе в нее выполнено боковое отверстие, а кернолом установлен над сальником с внутренней стороны керноотводящей дуги и выполнен в виде штока, имеющего возможность возвратно-поступательного пере- мещения и прохода через боковое отверстие керноотводящей дуги.

На чертеже изображено устройство для транспортирования и скалывания керна в общем виде.

Устройство содержит двойную буриль- ную колонну 1 с наружной 2 и внутренней 3 трубами, промывочный сальник 4 с нагнетательным патрубком 5 для подачи промывочной жидкости в межтрубное пространство и керноотводящую дугу 6, сообщенную с цен- тральным каналом 7. На внутренней стороне 8 керноотводящей дуги 6 при входе в нее выполнено боковое отверстие 9.

Устройство снабжено керноломом 10, установленным над сальником 4 при входе в керноотводящую дугу 6 и размещенным с ее внутренней стороны 8. Кернолом 10 выполнен в виде штока 11, имеющего возмож- ность возвратно-поступательного перемещения и прохода через боковое от- верстие 9 керноотзодящей дуги 6.

Привод штока 11 может быть гидравлическим, механическим или электрическим. На чертеже изображен гидроприводной

шток И, связанный с поршнем 12 и пружиной 13. Поршень 12, шток 11 и пружина 13 размещены в корпусе 14, снабженном ограничителем 15, фиксирующим исходное положение поршня 12. Приводная полость 16 сообщается периодически с источником приводной среды.

Устройство для транспортирования и скалывания керна работает следующим образом.

В процессе бурения промывочная жидкость по нагнетательному патрубку 5 через сальник 4 попадает в межтрубное пространство между трубами 2 и 3 и нагнетается к забою скважины. Вынос керна на поверхность осуществляется по центральному каналу 7 внутренней трубы 3 и далее через керноотводящую дугу 6. Необходимость включения кернолома 10 определяется отсутствием выноса керна, при этом бурильщик воздействует на привод штока 11 поршня 12, который выдвигается через отверстие 9 внутрь керноотводящей дуги 6, разрушая подклиненный на входе в нее керн 17. Под действием пружины 13 поршень 12 со штоком 11 возвращается в исходное положение до упора порщня 12 в ограничитель 15.

Таким образом, достигается включение кернолома только в случаях необходимости, возникающей при бурении в средних и крепких породах. Это позволяет обеспечить в выносной магистрали на всем ее протяжении равнопроходное сечение и уменьшить вероятность подклинки.

Формула изобретения

Устройство для транспортирования и скалывания керна, содержащее двойную бурильную колонну, промывочный сальник с керноотводящей дугой и кернолом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения подклинивания керна при бурении в средних и крепких породах, керноотводящая дуга при входе в нее выполнена с боковым отверстием на внутренней стороне, кернолом выполнен в виде штока и установлен над сальником и снаружи керноотводящей дуги с возможностью возвратно-поступательного перемещения в ее боковом отверстии.

Использование: бурение с применением двойной бурильной колонны и выносом керна обратным потоком очистного агента. Сущность изобретения: устройство содержит двойную бурильную колонну с керноотводя- щей дугой и кернолом. Керноотводящая дуга выполнена с отверстием. Кернолом выполнен в виде штока, установлен снаружи керноотво- дящей дуги с ее внутренней стороны с возможностью возвратно-поступательного движения штока. 1 ил.