ПРОБООТБОРНИК Советский патент 1968 года по МПК E21B25/00 

Известный пробоотборник, содержащий корпус со встроенным керноприемником, виброударный механизм, выполненный в виде двух зубчатых полумуфт, и включающее устройство, выполненное в виде пружины, имеет невысокую эксплуатационную надежность привода ударного механизма.

Предложенный проботборник отличается от известных тем, что включающее устройство его выполнено в виде подпружиненной полой втулки, одним концом взаимодействующей через пружину клапана с бойком виброударного механизма, а другим - с конической выточкой центрирующей насадки, выполненной с каналом для прохода промывочного агента. Такое конструктивное решение позволяет повысить надежность привода ударного механизма при встрече с валунно-галечными отложениями.

На чертеже изображено описываемое устройство в продольном разрезе.

В корпус 1 с упорной гайкой 2 и ударным переходником 3 встроены керноприемник 4 с переходником 5 и штампом 6, гидроударный механизм и включающее устройство. Гидроударный механизм находится в верхней части корпуса пробоотборника и включает в себя ударную массу 7, возвратную пружину 8, наковальню 9 с уплотнительными кольцами и ударной насадкой 10, пустотелый клапан 11 с пружиной 12. Включающее устройство выполнено в виде подпружиненной через упорный подшипник полой втулки 13. Одним концом она взаимодействует через пружину 12 с клапаном гидроударника или штокам забойных вибраторов других типов (шарового, роликового, кулачкового и т.д.); а другим концом входит в коническую выточку центрирующей насадки 14, имеющей продольные каналы для прохода промывочной жидкости.

Снаряд транспортируется к забою скважины на колонне бурильных труб в рабочем положении, показанном на чертеже. После промывки забоя скважины производят бурение по продуктивному горизонту. Осевое давление и момент вращения от колонны бурильных труб передаются через верхнюю часть корпуса пробоотборника на упорную гайку 2. Через нижнюю плоскость упорной гайки и ее шлицевое соединение с наковальней 9, рабочие нагрузки передаются на ударный переходник 3, а от него - на нижнюю часть корпуса снаряда с коронкой 15.

При бурении по слабым, рыхлым и вязким породам пробоотборник работает как обыкновенный колонковый снаряд с невращающимся керноприемником типа «штамп». В случае когда в процессе бурения встречаются твердые пропластки или включения фосфоритов валунно-галечного типа, внедрение штампа 6 в породу прекращается, детали корпуса пробоотборника по мере проходки продвигаются вниз, а керноприемник утапливается внутрь снаряда. При этом упорный шток переходника 5, упираясь в торцовую поверхность центрирующей насадки 14, сжимает пружину 16 и приводит в действие включающее устройство.

По мере углубления керноприемника внутрь снаряда усилие от центрирующей насадки через полую втулку 13 передается пружине 12 и через нее - полому клапану 11, который, поднимаясь до упора в нижнюю плоскость ударной массы 7, перекрывает канал.

С перекрытием канала тело ударной массы 7 гидравлическим усилием плотно прижимается к гнезду пустотелого клапана 11, и вместе с ним, сжимая возвратную пружину 8, опускается. Совместное движение клапана и ударной массы продолжается до тех пор, пока ударная масса не нанесет удара по наковальне. B этот момент клапан 11 по инерции продолжает двигаться вниз, сжимая пружину 12. Промывочная жидкость в момент удара и дальнейшего движения клапана по инерции протекает между нижней плоскостью ударной массы по радиальным расточкам ударной насадки 10 и далее через открывшийся в момент отрыва клапана 11 от ударной массы 7 внутренний канал клапана вниз в колонковый снаряд.

Ударная масса 7 после удара отскакивает от наковальни и под действием возвратной пружины 8 возвращается в исходное положение. Пустотелый клапан по инерции продолжает сжимать пружину 12 до тех пор, пока сила инерции не окажется меньше силы упругости пружины, после чего клапан возвращается в исходное положение.

После проходки твердых пород пружина 16 разжимается, центрирующая насадка 14 и полая втулка механизма включения вместе с керноприемником и штампом перемещаются вниз, тем самым включая виброударный механизм.

Пробоотборник для отбора проб в породах с валунно-галечными отложениями, содержащий корпус со встроенным керноприемником, виброударный механизм и включающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности привода ударного механизма при встрече валунно-галечных отложений, его включающее устройство выполнено в виде подпружиненной полой втулки, одним концом взаимодействующей через пружину клапана с бойком виброударного механизма, а другим - с конической выточкой центрирующей насадки, выполненной с каналом для прохода промывочного агента.