Колонковый снаряд Советский патент 1977 года по МПК E21B25/00 

(54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

1

Изобретение касается горного дела, в ;частности устройств для бурения с отбором керна.

Известны колонковые снаряды, в которых для повышения выхода керна и его сохран- ности керноприемная груба снабжена подвижным эластичным керноприемником fl.

Известен также колонковый снаряд, содержащий корпус с породоразрушаклдим наконечником, керноприемную трубу с подвижным эластичным керноприемником и механизм перемещения эластичного керноприемника в виде подвижного центральн го стержня со стопорным захватом 2.

Наличие в известном колонковом снаряде механизма перемещения эластичного керноприемника, работакндего независимо от величины наполнения трубы керном устраняет воздействие на керн прюдольной нагрузки. Однако для работы такого механизма требуется остановка процесса бурения через каждые 8ОО мм долбления (прекращение циркуляции жидкости и вращения инструмента). Последнее отрицательно сказывается на соотояние скважины и вызывает йащламованне каналов в снаряде.

Для повышения надежности работы колоякового снаряда в предлагаемом колонковом снаряде, состоящем из корпуса с породораэрущакзщим наконечником, керноприемной трубы с подвижным эластичным кернопрнемннком и механизма перемещения эластичного керноприемника в вида пьдвижно1о центрального стрежня со стопорным захватом, ва корпусе установлена (с возможностью вродолыного перемещения относительно корпуса ПО{Ь вижная обойма, а механизм перемещевоЕШ эластичного керноприемншса связан с мой при помощи траверсы.

На фиг. 1 из.ображен предлагаемый колонковый снаряд Б разрезе, общий вид; на фиг.2общий вид колонкового снаряда в разрезе в процессе бурения скважша,ц на фиг. 3 да:но сечение по А-А на фиг. 1.

Колонковый снаряд состоит из корпуса 1, на котором подвижно устанавливается обойма 2.

Корпус 1 состоит из верхней трубы 3, которой через переводник присоединяется бурильный инструмент, и нижнего патрубка 4, к которому присоединяется породоразрушаюшвй нахонечнак 5. В трубе 3 вдоль образующей выполнен паз 6. Длина паза 6 соответствует проходке за долбление. Обойма 2 выполнена в виде трубы и сос тоит из армированного для износоустойчивоо ти твердым сплавом сменного HajcoHe4HEKa 7 размером большим, чем диаметр наконечника 5 и гильзы 8. Наконечкшс 7 снабжен промывочными: каналами 9. Для предотвращения перетоков промывочной жидкости из трубного пространства в затрубное при движении обоймы 2 вдоль KOpH оуса 1 последняя снабжена уплотните льны ми кольцами 1О и 11 и скребком 12. На гильзе 8 жестко крепится обтекаемой формы траверса 13. Траверса 13 с зазором пропускается в паз 6 KojMiyca 1 и свободно связывается со стержнем 14. Стержень 14 может передвигаться относительно кернопр&« емной трубы 15. Длина стержня подбирается по величине проходки за долбление. Кернсвтриемная труба 15 крюпится в KOfvпусе 1 .. при помощи втулки 16, имеющей каналы 17 для циркуляции жидкости, и пор шипник 18. Втулка 16 при этом размещается между свинченными трубой 3 и патрубком 4. Дяя уменьшения износа подшипник 18 герметизируется уплотнительными кольпами 19 и 2О. С керноприемной трубой 15 жестко устанавлнвается зажим 21. Положение стержня 14относительно , керН(Я1риемной трубы 15фиксируется. Нижняя часть керноприемной трубы 15 оборудована ножами 22. Внутренний размер между ножами 22 меньш чем диаметр выбуриваемого керна. Керноприемная труба 15 центрируется в наконечнике 5 за счет ко шцевой вытачки 23, выполненной заодно с наконечником 5. В собранном снаряде между кенроприемной трубой 15 и выточкой 23 всегда имеется гарантированный зазор. .. В пространстве между ножами 22 (см. фиг. з) монтируется эластичный керноприем ник в виде лент 24, практически полностью перекрывакяцих внутреннюю поверхность керноприемной трубы 15. Поверхность лент 24 сопрлкасаклпаяся со столбиком керна, выпол Hflei-ca шероховатой, радиусом, равным половине диаметра выбуриваемого керна. Внутри керноприемной трубы 15 ленты 24 соединяются в одно целое с помощью пробки

25 и надетой на нее шайбы 26 и фиксируют пул завороте стержня 14. Пробка 25 в vca- KuiieiniHi e .1 фнксируйгся шпилькой 27. Разr.icp ил.ильки 27 ны6 раегся но основе иели- чипы г.1.; ;;оцниамическо1о ;}ав;1еиия для п):« обжатием на керн лект 24 кернопрнемной трубой 15 происходит механически при nei eдаче осевой нагрузки на корпус 1 по мере углубления скважины и опиоигюменно с пы- 6yp iiW-iui;eM столбика керна. дотвращения преждевременного затягивания лент 24 внутрь керноприемной трубы 15. Постоянное натяжение лент 24 осушес1 вляется с помощью кольца 28, перемещающегося по керноприемной трубе 15, с некоторым сопротивлением. Ниже кернсшриемной трубы 15 размешается кернодержатель 29. Обойма 2 опирается на торец 30 и фив сируется от перемещений при спуске бурнль«ч ого инструмента шпилькой 31. Работает колонковый снаряд следукхавм образом. Стержень 14 располагается внутри керноприемной трубы 15, опираясь на траверсу13, ленты 24 размешаются на внешней поверхности керноприемной трубы 15, пробка 25 закрепляется шпилькой 27 в наконечник 5. В процессе бурения при передачи осевой нагрузки шпильки 27 и 31 срезаются: корпус 1 и связанная с ней керноприемная труч ба 15 относительно обоймы 2 перемещают ся вниз и постепенно затягивают пробку 25 сленгами 2 4 внутрь керноприемной трубы 15. В то же время обойма 2, траверса 13 и опертый на нее стержень 14, упираясь в уступ, образованный при бурении породоразрушающим наконечником меньшего разме ра, сохраняют в скважине постоянное положение. Обойма 2 при этом синхронно вращается с бурильным инструментом, но в процессе бурения остается разгруженной от осевого давления. Образующийся столбик керна, пройдя мимо ножей 22, поступает в керноприемную трубу 15. Основное назначение ножей 22 создание сил трения,,препятствующих вращению керноприемной трубы 15 относительно керна. Применение ножей 22 и пошиипнкка 18 способствует сохранению неподвижности кер ноприемной трубы 15 относительно столбика керна и увеличению долговечности лент 24. Сочетание неподвижных в осевом направлении обоймы 2, траверсы 13, стержня 14 и подвижных корпуса 1 и керноприемной трубы 15 позволяет стягивать ленты 24 с наружной поверхности керноприемной трубы 15 и помещать их внутрь, увлекая при этом керн и устраняя его } азрушение. Особенность предлагаемой конструкции колонкового снаряда состоит в том, что вытягивание из xpa-nnnma и надевание

В процессе долбления надевание лент на керн поддерживается нетферывно.

На фиг. 2 приведен общий вид колошсово го снаряда в пропессе бурения с корпусом частично смешенный относительно обоймы, опертой на уступ, и неполностью заполнее ной херноприемной трубой.

При заполнении .керноприемной трубы 15 керном обойма 2 упирается в торец 32, н&конечника 5 и перестает углубляться. Это является сигналом к подъему бурильного инструмента.

При подъеме бурильного нш:трумента o6oft ма 2 повторно садится на торец ЗО, а стер жень 14 относительно кернсщриемной трубы 15 фиксируется шпилькой 31. Зажим 21 одностороннего действия свободно пропускает стержень 14 вверх относительно керноприемной трубы 15 и предотвращает перемещение его относительно керноприемной трубы 15 вниз при периодических orptiiaax. долота от забоя. В последующий момент срабатывает кернодержатель 29.

Гидравлические ссдаротивления, возникающие в промывочной системе предлагаемого колонкового снаряда, сравниваются с сопротивлениями при использовании двойных колонковых снарядов обычных конструкций, при этом используется промывочная жидкость с

разяичнымн наполнителями..

Колонковый снаряд повышает надежность при бурении и позволяет улучщить техникоэкономические показатели за счет непрерывности про&эсса бурения с отбором керна длиной до 6 м.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, содержащий корпус с породоразрущакшнм наконечником, керноприемную трубу с подвижным эластичным керноприемником и механизм перемещения эластичного керноприемншса в виде пол вижного центрального стержня со стопорным захватом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности колонкового снаряда в работе, на корпусе установлена с возможностью перемещения относительно корпуса подвижная обойма, а механизм перемещения эластичного кернопрн- емника связан с обоймой посредством траверсы.

о

Источники информашш, принятые во вш мание при экспертизе:

.1

23

Ztt

25

Фиг.З