Керноотборный снаряд Советский патент 1993 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности,в частности к устройствам, используемым для бурения скважин с отбором керна.

Известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к изобретению керноотборный снаряд, включающий бурильную головку, корпус, керноприемную трубу, расположенную коаксиально относительно корпуса, оснащенную упругими элементами, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна..

Недостатком керноотборного снаряда является вероятность самозаклинивания керна вследствие его накопления изза невозможности продвижения снизу вверх и возможности смещения вниз дробленого керна.

Целью изобретения является предотвращение самозаклинивания керна путем исключения накопления его в керноприемную трубе снизу вверх и смещения вниз по керноприемной трубе.

Достигается цель тем, что в керно- отборном снаряде, содержащем бурильную головку, корпус, размещенную в нем керноприемную трубу, оснащенную упругими элементами, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна, керноприемная труба размещена эксцентрично, а упругие элементы расположены со стороны эксцентриситета.

00

ю ю

00

о

Сущность изобретения заключается в следующем.

Наличие эксцентриситета создает центробежные силы, которые при вращении керноотборного снаряда воздействуют на каждый отдельный столбик керна, при этом в зоне контакта столбика или части столбика керна с поверхностью упругих элементов, расположенных со стороны эксцентриситета, возникает сила трения, равная или превышающая вес столбика керна в рабочем флюиде,

В керноотборном снаряде обеспечивается уравновешивание силы тяжести столбика керна о стенку керноприемной трубы. Одновременно при наличии обычно возникающих при бурении особенно твердых пород продольных колебаний керноотборного снаряда, частота которых обеспечивает величину ускорения движения снаряда и керна, большую величины ускорения силы тяжести, в фазе движения от забоя вверх керн подхватывается отогнутыми концами проволок или пластин -упругих элементов, концы-которых направлены наклонно вверх по ходу керна, и перемещается вместе с трубой вверх по ходу направления свободных концов проволочных или пластинчатых элементов керноприемной трубы.

В фазе колебания снаряда и керна по направлению к забою снаряд с керноприемной трубой движется со скоростью большей, чем скорость свободного падения керна в жидкости. В свя- зи с малым коэффициентом и усилием трения между керном и упругими элементами керноприемной трубы при движении вниз происходит смещение керноприемной трубы вниз относительно керна,или, другими словами, перемещение керна вверх относительно керноприемной трубы. В последующем при каждом колебании процесс повторяется и каждый отдельный столбик или обломок керна перемещается по керноприемной (керноводной) трубе снизу вверх, не мешая заходу в керноприем- ную трубу очередному столбику керна. Таким образом, происходит1 последбва- тельное заполнение керноприемной трубы сверху вниз.

На фиг.1 представлен керноотбор- ный снаряд, в разрезе; на,фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Керноотборный снаряд содержит рильную головку 1, корпус 2, а котором размещена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами 4, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна. Упругие элементы могут быть представлены ворсом из отогнутых по ходу керна (выше горизонтальной плоскости) снизу вверх проволочных и пластинчатых упругих элементов. Керноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом Ј. между осями корпуса и керноприемной трубы. Величина эксцентриситета практически равна радиусу вращения R центра массы столбика керна 5, так как упругие элементы размещены только со стороны эксцентриситета, т.е. со стороны, в которую смещена ось керноприемной трубы, радиального смещения столбика керна в сторону стенки керноприемной трубы с упругими элементами нет (подразумевается, что толщина ворса из упругих элементов ориентировочно равна радиальному зазору на сторону между внутренней стенкой керноприемной трубы и боковой поверхностью столбика керна и керн расположен концентрично с керноприемной трубой). Расчет эксцентриситета осуществляют по определенной методике.

t

Керноотборный снаряд работает следующим образом.

При бурении с отбором керна вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1 и керноприемная труба 3, Выбуриваемый столбик керна 5 поступает в керноприемную трубу, а именно в ее часть, коаксиально расположенную в корпусе. Столбик может обломиться сам (при бурении в трещиноватых породах) или может быть обломлен на отдельные столбики заранее выбранной длины специальным керноломом известной специалистам конструкции (на фигурах не показан). При попадании в эксцентрично расположенный участок керноприемной трубы и вращении вместе с ней столбик керна под действием центробежной силы прижимается к ворсу - упругим элементам и зависает в связи с тем, что сила трения столбика керна о поверхность, образованную концами отогнутых вверх упругих элементов k, равна или превышает вес столбика керна в буровом флюиде.

Редактор Т.Юрчикова

Составитель М.Ворожбитов

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

А-А

Использование: бурение с отбором керна. Сущность изобретения: кер- ноотборный снаряд содержит бурильную головку 1, корпус 2, в котором размещена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами k, концы которых направлены наискосок вверх по ходу керна. Керноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом между осями корпуса и кернопри- емной трубы. Причем упругие элементы размещены только со стороны эксцентриситета. При бурении вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1 и керноприемная труба 3. Выбуривав-1 мый столбик керна 5 поступает в керноприемную трубу в эксцентрично расположенный участок и прижимается к упругим элементам, постепенно заполняя керноприемную трубу. 2 ил. ел с