ЗАБОЙНЫЙ КОЛОНКОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК E21B4/02 E21B25/00 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к забойным колонковым двнгателям.

Известен забойный колонковый двнгатель, содержащий корпус, наружную и внутреннюю колонковые трубы, шток, связанный с внутренней трубой, и кернозахватное устройство.

Предлагаемый двигатель отличается от известного тем, что он снабжен двумя взаимодействующими со штоком зажимами, один из которых скреплен с корпусом, а другой - с наружной колонковой трубой.

Устройство в таком выполнении позволяет повысить выход керна.

Иа чертеже представлено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Двигатель имеет корпус 1, вращатель 2 и полый вал 3. В корпусе 1 размещено шлицевое кольцо 4, имеющее отверстия а для пропуска промывочной жидкости и шлицы 5 в центральном отверстии. К нижней части вала 3 на резьбе 6 крепится наставка 7 вала, имеющая узел отбора керна 8 и бурильную головку 9.

К верхней части корпуса на резьбе крепится надставка 10 корпуса. Меладу надставкой корпуса и корпусом установлено верхнее зажимное устройство, состоящее из цанги // и ограничителя 12, выполненного из отдельных собачек 13, поджимаемых пружинами 14.

Внутри вала 3 и наставки 7 вала размещен узел отбора керна 8, который состоит из трубы 15, имеющей на верхней наружной поверхности равномерно расположенные пазы б, в которые входят шлицы 5 кольца 4, предотвращающего проворачивание трубы 15 относительно корпуса. Сверху труба имеет цанговое зажимное устройство 16.

К нижнему концу трубы 15 через муфту 17 на резьбе крепится патрубок 18, на котором установлены шариковые подшипники 19. На подшипниках установлена подвеска 20, к которой на резьбе крепится наружная 21 и внутренняя 22 колонковые трубы. К наружной колонковой трубе 21 крепится ее передводник 23, имеющий гнездо для установки цангового либо рычажного кернорвателя 24,

Труба 15 через подшипник 19 соединена с выдвигающимся внутренним корнусом 25 двигателя. Выдвигающийся внутренний корпус 25 состоит из втулки 26, выполненной с отверстиями в для пропуска промывочной жидкости к бурильной головке 9, муфты 27, корпуса 28, имеющего на наружной поверхности равномерно расположенные пазы 2, в которые входят щлицы 29 ниппеля 30, центратора 31 и алмазной бурильной головки 9.

нец эластичного рукава 34. Эластичный рукав 34 натянут на внутреннюю колонковую трубу 22.

Колонковый турбобур с эластичной керноприемной камерой работает следуюш,им образом. Его присоединяют к колонне бурильных труб и онускают в скважину. Турбобур устанавливают над забоем, и, включив насосы, производят иромывку забоя. Промывочная жидкость, минуя турбину турбобура, через отверстие в штоке и центральное отверстие в бурильной головке ностунает на забой. После окончания промывки отключаются насосы, в бурильные трубы бросают пробку 35, которая своим HHJKHHM конном входит в нолый шток 32 и перекрывает его центральное отверстие. Одновременно буртики пробки открывают собачки 13, удерживающие шток 32 в крайнем положении. После того как сбросили иробку, наворачивают квадрат и включают насосы. На поверхности сигналом того что нробка вошла в шток, служит увеличение давления на манометре, так как при наличии нробки в штоке промывочная жидкость пойдет через лопасти турбины.

При движении промывочной жидкости через турбину начинает враш,аться вал двигателя. Получив сигнал (но увеличению давления на манометре) о том, что пробка села на место, инструмент онускают до . При установке бурильной головки 9 на забой движение вниз виутреннего корпуса 25 и связанной с ннм нодпятннком колонковой трубы 15 нрекращается в то время, как корпус / и вал 3 турбобура продолжают опускаться вместе с бурильными трубами, перемещаясь относительно штока 32, который остается на месте зажатый нижним цанговым устройством 16, закрепленным на верхнем конце колонковой трубы /5. Прн этом верхнее цанговое зажимное устройство, установленное в корпусе турбобура, проскальзывает вннз но штоку 32. Спуск инструмента прекращают и фиксируют бурильный инструмент в этом ноложении.

Циркуляцию раствора не прекращают, и турбина продолжает вращаться. В результате вращення и осевой нагрузки, создаваемой перепадом давления, бурильная головка углубляет скважину.

При углублении бурильной головки вместе с ней опускаются внутренний корпус 25 и связанная с ним подшннником 19 труба 15. В то же время шток 32 остается на месте, так как он удержнвается верхним зажимным устройством. Пижнее зажимное устройство 16 вместе с верхней трубой 15 свободно скользит вниз, не зажимая штока 32.

В результате движения колонковой трубы 22 вниз относительно штока 32 ее нижннй торец стягивает прикрепленный к штоку эластичный рукав 34, который, сползая с трубы 22,

обволакивает керн, образуемый бурильной головкой ири ее углублении.

Диаметр эластичного рукава 34 в свободном состоянии несколько меньше не только диаметра трубы 22, но и диаметра керна. Поэтому нолучеиный керн во все время бурения находится в обжатом состоянии и изолироваи от нромывочной жидкости, что обесточивает сохранность керна не только нлотных, но и рыхлых, сыпучих и трещиноватых нород. После того как бурильная головка 9 углубится на величину, ходу выдвигающегося внутреннего корпуса 25, т. е. на расстояние А между торцами ниппеля и нижнего

вала, возрастет показание индикатора веса, так как вес инструмента увеличится на величину веса выдвигающегося корнуса. Тогда, не прерывая циркуляцию раствора, опускают бурильный инструмент на величину, равную

расстоянию А, и продолжают бурение. Во время спуска вновь происходит перехват штока.

Опустив бурильиый инструмент на величину А, его фиксируют на новерхности в этом

положении. Бурильная головка продолжает углубляться в забой и образовывать керн. Вместе с ней вновь опускается колонковая труба 22, нижнее зажимное устройство 33 проскальзывает по штоку 32. При этом сам

шток 32, сжатый верхним цанговым устройством, остается на прежнем месте. Эластнчный рукав 34 продолжает обволакивать образующийся керн. После получения очередного сигнала но ипдикатору веса инструмент вновь опускают па расстояние А, и цикл повторяется.

Паличпе двух поочередно действующих цанговых зажнмных устройств, перехватывающих шток, соединенный с эластичиой кериоприемной камерой, обеспечивает непОлТ,вижность штока и натянутого эластичного рукава отиосительно керна. Длина отобранного керна зависит от длины эластичной керноириемной камеры.

Во время бурения нагрузка на забой постоянна ири неизмеином расходе раствора благодаря тому, что она осуществляется перепадом дав яепия на турбине, приложенного к верхпей кернопрпемной трубе 15, и на насадках, установленных в отверстиях внутреннего выдвижного корнуса.

Предмет изобретения

Забойный колонковый двигатель, содержаш,ий корпус, наружную и внутреннюю колонковые трубы и кернозахватное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения выноса керна, он снабжен двумя взаимодействующими со штоком зажимами, один из которых скреплен с корпусом, а другой - с наружной колонковой трубой.