Устройство для ориентированного отбора керна Советский патент 1979 года по МПК E21B25/00 E21B49/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО ОТБОРА КЕРНА

1

Изобретение относится к области горного лела и фслназначено для колонкового геологоразведочного бурения с отбором керна.

Известны устройства для ориентированного отбора керна, содержащие керноприемные трубы с маркирующим элементом и с механически управляемым мёханйзмом ориентации керноприемной трубы 1.

Точность ориентации керна в указанных устройствах в значительной степени уменьuiaeTCH с увеличением длины колонны бурильных труб.

Указанньш недостаток устранен в устройстве дляориентированного отбора керна с гидравлически управляемым механизмом ориентации керноприемной трубы в момент отрыва керна.

Это устройство содержит корпус с каналом для нагнетания жидкости/ закренленную в корпусе tia нодп1инникйх певраН1ающуюся керноприемную трубу с резцом для нанесения метки на поверхность керна, а также механизм определения ориентации кернонриемной трубы в момент отрыва кернаот Породы, выполненный в виде дистанционного управляемого гидравлическим давлением механизма защемления и вдавливания свободно размещенного щарика в деформируемую поверхность торца сопряженной с ним детали 2. При применении этого устройства для получения отпечатка на деформируемой поверхности перед каждым рейсом устанавливают новую деформируемую пластину из мягкого металла, при этом вдавливание маркируюплего HjapnKa производят следующим смещением порщня предварительно закрепленного на срезаемых щтифтах порщня, для чего в снаряд сбрасывается дополнительный щарик, перекрывающий нагнетательный канал в порщне. В случае занлламования нагнетательного канала в порщне и его последуюо его смещения на деформируемой поверхности может быть получен ложный отпечаток несоответствующей положению апсидальной плоскости скважины.

Целью настояп1его изобретения является повыиюние надежности работы устройства за счет предотвращения случайного его срабатывания в результате защламования нагнетательного капала. Указанная целк достигается тем, что в устройстве деформируемая поверхность торца сопряженной с шариком детали выполнена в виде эластичной мембраны, а механизм заилемления и вдавливания шарика выполнен в виде взаимодействующего с шарпком подпружиненного нормально закрытого дросселирующего клапана в нагнетательном канале корпуса. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Устройство состоит из корпуса 1 с нагнетательным каналом 2. Внутри корпуса 1 размещена керноприемная труба 3 на подшипнике 4, на конце которой закреплен башмак 5, внутри которого смонтирован кернорватель 6. Для нанесения метки на керн в цанговый кернорватель впаян резец 7. Во избежание проворота цангового кернорвателя в башмак 5 впаяны штифты 8. Между керноприемной трубой 3 и подшипником 4 расположен механизм определения ориентации, состояшии из корпусной втулки , на которой крепится масляная камера 10. Внутри масляной ка.меры помещена подвижная втулка 11 с беговой дорожкой для шарика 12. Подвижная втулка 11 поджата пружинами 13 и связана с дросселируюцдим клапаном 14 посредством тяг 15. Верхняя часть масляной камеры заканчивается эластичной мембраной 16, защищенной кожухом 17 от абразивного износа промывочной жидкостью, в корпусе 1 имеется выточка, к-Оторая расположена чуть ниже дросселирующего клапана 14. Выще шаровой подвески 3 размещено седло 18 под щар 19. Устройство работает следующим обра-зом. После призабойной промывки в бурильные трубы забрасывается щар 19, который при посадке на седло 18 л рекрывает доступ промь1вочной жидкости в керноприемную трубу 3. Промывочная жидкость через промывочные каналы попадает в межтрубное прОстраЯСтво и создает Осевое давление на дросселирующий клапан 14. Под действием -этого давления клапан опускается вниз вместе с втулкой 11, освобождая щарик 12 от фиксации мембраной 16 и открывая нагнетательный канал. При наличии незначительного наклона ствола, который практически имеется в каждой скважине, шарик 12 займет нижнее положение в апсидальной плоскости скважины. На керн, поступающий в неподвижную керноприемную трубу 3 через цанговый кернорватель 6, будет наноситься сплошной след, оставляемый рез цом 7. Это делаетсяс целью возможности восстановить ориентацию всего керна, если он будет поступать кусками. Перёд отры вом керна вращение устройства прекращается. После нескольких минут интенсивной промывки насосы выключают. Подвижный дросселирующий клапан 14 освободится от осевого давления промывочной жидкости и вместе с подпружиненной втулкой 11 поднимается вверх. Шарик 12 окажется зажатым втулкой 11 и эластичной мембраной 16 в нижнем положении апсидальной плоскости скважины. Далее производится плавный отрыв керна от забоя и подъем устройства на поверхность. Положение шарика 12 отмечают на последнем куске керна,зажатом в цанговом кернорвателе. После замера известными способами угла и азимута искривления скважины в пробуренном интервале можйо определить естественную ориентацию керна. Предложенное устройство может быть применено с серийными керноотборными снарядами с невращающейся керноприемной трубой оно более точно определяет углы падения и азимуты направления падения пород, что позволяет при м.еньшем количестве разведочных скважин обнаружить перспективную нефтегазоносную структуру, составить более точно структурную карту и проекты разбуривания месторождения, более точно производить подсчет запасов полезных ископаемых. Формула изобретения Устройство для ориентированного отбора керна, содержащее корпус с каналом для нагнетания Жидкости, закрепленную в корпусе на подщипниках невращающуюся керноприемную трубу с резцом для нанесения, метки на поверхность керна, а также механизм определения ориентации керноприемной трубы в момент отрыва керна от породы, выполненный в виде дистанционного управляемого гидравлическим давлением механизма защемления и вдавливания свободно размещенного шарика в деформируемую поверхность торца сопряженной с ним детали, отличающееся тем, что, с целью пЪвышения надежности работы устройства за счет предотвращения случайного его срабатывания в результате зашламования нагнетательного канала, деформируемая поверхность торца сопряженной с шариком детали выполнена в виде эластичной мембраны, а механизм зашемления и вдавливания шарика выполнен в виде взаимодействуюшего с шариком подпружиненного нормально закрытого дросселирующего клапана в нагнетательном канале корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шамшев Ф. А. и др. Разведочное бурение. М., ГНТИ, 1958, с. 430. 2.Авторское свидетельство СССР № 188404, кл. Е 21 В 25/00, 1966 (прототип).