Колонковый снаряд Советский патент 1978 года по МПК E21B25/00 

(54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

. J.- ,-.

Изобретение относится к буровой технике, в частности к колонковым снарядам с керно приемным элементом из эластичного материала, способствующим повышению выхода керна при бурении раздробленных несцементнрованных пород и конгломератов.

Известен колонковый снаряд, снабженный внутри к&лонковой трубы кериоприемным элементом обеспечнвающим захват керна по всей длнне и его удержание при подъеме из скважнны. Захват керна происходит благодаря уме-; j0 ньщеНню поперечных размеров кернопрнемнрго эле:мента при взаимодействии с трубой в момент отрыва последней от забоя скважины {IJ.

Керн в процессе бурения подвижен относнтельно кернопрнемного элемента, что прнвоДНТк самозаклинке керна и, как следствие, к IS необходимости преждевременного извлечения снаряда из скважины и повреждению эластичной части керноприемного элемента.

Известен колонковый снаряд, содержащий кернопрнемнйй элемент в виде концентрично 20 расположенной вокруг его центральной полости камеры из эластичной оболочки, которая заключена между неподвижнымн в осевом направлении опорами. Охват керна по боковой поверхности и сохранение его в центральной полости во время подъема колонкового сна- 25

ряда обеспечивается за счет давления нагнетаемой в камеру промывочной жидкости (2).

Целью изобрег№ия является предотвращение самозаклинки керна в процессе бурения.

Это достигается тем, что снаряд снабжен установленной в камере распорной втулкой, опирающейся на подшипники качения и связанной с эластичной оболочкой, причем последняя соединена с приводным штоком и HMeet арматуру из упругого материала, жесткость которого больше жесткости эластичной оболочки, а приводной шток выполнен телескопическим.

На фиг. 1 показана ннжняя часть колонкового снаряда в разрезе; на фиг. 2 - верхняя часть колонкового снаряда в разрезе; на фиг. 3 - камера керноприемного элемента; на фиг. 4 дано сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 показана камера керноприемиого элемента с распордюй втулкой; на фиг. 6 дано сечение Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение В-В на фИг. 5; на фиг. 8 изображен керноприемный элемент в сборе (перед подъемом снаряда).

Колонковый снаряд содержит керноприемный элемент в виде концентрично расположенной вокруг его центральной полости камеры 1 из эластичной оболочки, заключенной

между неподвижными в .осевом напра }лении опорами 2 и 3. Камера наполнена рабочей жидкостью; внутри камеры установлена распорная втулка 4. Торцы втулки и неподвижные опоры камеры соответственно снабжены взаимодействую (Ян ми с эластичной оболочкой подшипниками 5, 6 и 7, 8.

В центральной полости керноприемного элемента размещен приводной шток 9, выполненный, например, из трех ступеней, телескопически входящих одна в другую. Нижняя часть штока присоединена к эластичной оболочке, которая снабжена арматурой 0. В торце нижней ступени штока расположен обратный клапан И, служащий для предохранения керна от размыва промывочной жидкостью при его транспортировке в, снаряд и из снаряда, а также для прохода жидкости, находящейся в скважине при спуске снаряда на забой. Шток 9 в верхней части третьей ступени имеет окна 12 и заканчивается обратным клапаном 13, обеспечивающим выход жидкости из штока во внутреннюю полость наружной трубы 14.

Для исключения вращения керноприемного элемента-со штоком клапан 13 опирается на подшипник 15. Колонковый снаряд имеет переходник 16 с подшипниковым уз.юм 17, который также исключает вращ Ние керноприемного элемента со штоком при работе снаряда. Верхняя часть колонкового снаряда снабжена переходником 8 для соединения с бурильной колонной. Яижняя часть заканчивается кернорвательным устройством 39 и буровой коронкой 20.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

В процессе проходки скважины керн, выбуриваемый коронкой 20, поступая внутрь снаряда, толкает приводной шток 9, а пос. едкий, двигаясь вверх вследствие сцегшения с эластичной оболочкой камеры 1, заставляет ее выворачиваться. При этом наружная поверхность оболочки выворачивается внутрь, захватывая и обжимай керн, а внутренняя поверхность выворачивается наружу. Более легкому выворачиванию оболочки способствуют взаимодействующие с ней шарикоподшипники 5 и 6, а также подшипники 7 и 8. Последние могут быть выполнены, например, из эластичного ма.териала круглого сечения, способного к прокручиванию при выворачивании оболочки. Кроме того, в таком выполнении подшипники 7 .ч 8 служат уплотнителями.

Наружный диаметр оболочки керноприерлного элемента остается всегда постоянным и мень-. ше внутреннего диаметра колонковой трубы 1-i на величину установленных радиальных зазоров. Это ооеспечивается за счет работы арматуры 10, которая в наружном положении при выворачивании оболочки распрямляется и благодаря тому что обладает большей жесткостью,

чем материал оболочки, препятствует деформации наружного диаметра оболочки выше заданного. Внутренняя полость керноприемного элемента имеет диаметр несколько меньший, чем керн. В результате этого керн плотно охватывается поверхностью эластичной оболочки камеры и движется вместе с ней, чем предохраняется от разламывания, истирания и самозаклинки. Арматура поверхности оболочки при выворачивании ее внутрь принимает синусйидальную форму.

При заполнении внутренней полости оболочки керкоприемного элемента керном приводной щток движется, телескопически ск,падываясь, до упора в нижнюю часть переходника 18 и перекрывает в нем отверстие, через которое движется промывочная жидкость. При этом имеет место скачок давления промывочной жидкости, который указывает на заполнение кериопрнемного элемента керном и необходимость подъема снаряда. Для извлечения керна из .снаряда отсоединяют коронку 20 и кернорвате.льное устройство 19. Выемка керна осуществляется путем подачи жидкости через переходник 18, окна 12 в верхней ступени штока во внутреннюю полость штока, который, двигаясь вниз, выворачивает в обратную сторону эластичную оболочку керноприемного элемента. Шток и взаимодействующая с ним эластичная оболочка выталкивают керн наружу, а сами занимают исходное положение. Для сохранения структуры керн может вы.талкиваться из снаряда а желоб.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

V 7 13 li

фиг.1

фиг.г

J.

Фиг.З

-LФиг.

й-s

ipui.f

в-8

Фut.