Колонковый снаряд Советский патент 1980 года по МПК E21B25/00 E21B21/00 

(54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД Изобретение относится к области бурения, а именно к устройствам для отбора керна и шлама при бурении скв жин различного назначения. Известны устройства для одновреме него отбора керна и шлама, включающие корпус, керноприемную камеру и шламосборник, применяемые для бурения с использованием промывочной жидкости, удельный вес которой не превышает удельный вес проходных пород flj . При бурении с тяжелой промывочной жидкостью, заполняющей призабойную часть скважины, и имеющей удельный вес больше удельного веса проходимых пород, указанные устройства обладают тем недостатком, что не разделяют керн и шлам в процессе бурения, чем не исключается заклинивание керновым материалом керноприемной камеры не обеспечивается отбор шлама из затруб ного пространства и транспортировка его на поверхность не обеспечиваетс перемешивание тяжелой жидкости и не создается местная циркуляция в призабойной зоне; не исключается аереМешивание тяжелой жидкости с промывочной жидкостью и не предохраняется тяжелая жидкость от вымывания ее на поверхность. Известен также колонковый снаряд, включающий корпус со шнеком левого вращения на внешней поверхности, породоразрушающий инструмент, керноприемник, полую спускную штангу и внутренний шламосборник с впускным отверстием 2j, . Такой снаряд обеспечивает обратную призабойную циркуляцию буровой жидкости (в том числе и тяжелой) и одновременный отбор керна и шлама проходимых пород. Однако снаряд обладает тем недостатком, что при бурении скважины с использованием гидравлических забойных двигателей для вращения снаряда подаваемая через привод.двигателей жидкость вымывает тяжелую жидкость с забоя, из-за чего ее уровень в скважине будет снижаться и вынос шлама (его величина в тяжелой жидкости ) не будет происходить в шламосборнике. Поэтому данный снаряд не обеспечивает улавливание шлама в пространстве между снарядом и стенками скважины, а также не улавливает весь шлам во внутреннем шламосборнике. Целью изобретения является предотвращение вымывания тяжелой жидкости с забоя скважины при бурении забойными гидравлическими двигателями и пов шение процента выноса шлама и керна Указанная цель достигается тем, что колонковый снаряд снабжен дисковым отражателем и дополнительным шла мосборником, установленным на корпус выше шнека, а в спускной штанге выполнены боковые промывочные отверсти причем дисковый отражатель установлен между промывочными отверстиями и дополнительным шламосборником, выполненным в виде верхней и нижней камер с входными отверстиями ступенчатого сечения, сообщающими их с внутренним шламосборником а также тем, что внутренний шламосборник снабжен центробежным регулятором и лепестковой манжетой, перекрывающей его впускное отверстие, причем, лепестки манжеты имеют щелевидные отверстия и связаны с регулятором, а керноприемник выполнен в виде проволочного каркаса, расстояние между соседними продольными образующими которого не превьаиает диаметра керна На чертеже представлен предлагаемый колонковый снаряд, общий вид. Колонковый снаряд состоит из кор пуса 1 со шнеком 2 левого вращения на внешней поверхности и с инструментом 3 на его нижнем конце. К верхнему концу корпуса 1 прикреплен переводник 4 с внешним шламосборником 5, выполненным в виде верх ней б и нижней 7 камер с отверстиями 9 ступенчатого сечения для перетока жидкости, сообщающими их с внутренним шламосборником 8. В корпусе 1 расположен керноприемник 10, выполненный в виде проволочного каркаса, расстояние между соседними продольными образующими которого не превыша ет диаметра керна. Внутренний шламосборник 8 в нижне части имеет отстойник 11 и впускные отверстия 12, которые перекрываются лепестками манжеты 13, каждый лепесток которой имеет щелевидное отверстие 14 и связан тросиком 15 с центробежным регулятором 16. Внутри керноприемника имеются кер нозахватывающие элементы 17. К верхнему концу переводника 4 присоединена спускная штанга 18 с продольным каналом 19 и боковыми про мывочными отверстиями 20 для выхода промывочной жидкости от выше располо женного забойного Гидравлического двигателя (нё показан). Между промывочными отверстиями 20 и шламосборником 5 расположен ди ковый отражатель 21. Устройство работает следующим об разом. В процессе разбуривания Юерн поступает в керноприемник 10, причем, за счет выполнения его в виде прово лочного каркаса, обломки шлама могу всплывать в тяжелой жидкости, урове которой поддерживается в зоне отра жателя 21. Одновременно шлам поступает в шламосборники 5 и 8 через отверстия 9,для этой цели нижняя часть камеры 7 ориентируется в направлении забоя. Местная циркуляция достигается за счет шнека 2, причем успокоение турбулизации потока осуществляется дисковым отражателем 21. В процессе вращения лепестковая манжета 13 не перекрывает впускное отверстие 12 за счет работы центробежного регулятора 16, в момент же остановки манжета раскрывается и тем самым изолирует шламосборник 8 , от ниже лежащей полости снаряда. При подъеме устройства шлам, скопивщийся в шламосборниках 5 и 8 оседает на манжете 13, а жидкость выходит через отверстия 9 с кольцевьоми выступами, ориентированными внутрь корпуса для удержания шлама. Возможны два варианта расположения центробежного регулятора, а именно выше или ниже уровня тяжелой жидкости. В качестве тяжелой жидкости наиболее приемлемо использование жидкостей Клирича или Рорбаха с удельным весом выше ; 4,5 г/см % а в скважинах , обладающих большим температурным градиентом сплав Вудас с низкой точкой плавления (+70). Формула изобретения 1. Колонковый снаряд, включающий корпус со шнеком левого вращения на внешней поверхности, породоразрушающий инструмент, керноприемник, полую спускную штангу и внутренний шламосборник с впускным отверстием, отличающийся тем, что, с целью предотвращения вымывания тяжелой жидкости с забоя скважины при бурении забойными гидравлическими двигателями и повЕлшения процента выноса ишама и керна, он снабжен дисковым отражателем и дополнительным шламосборником, установленным на корпусе выше шнека, а в спускной штанге выполнены боковые промывочные отверстия, причем дисковый отражатель установлен между Промывочными отверстиями и дополнительным шламосборником, выполненным в виде верхней и нижней камер с входными отверстиями ступенчатого сечения, сообщающими их с внутренним шламосворником. 2. Снаряд, отличающийся тем, что внутренний шламосборник снабжен центробежньлм регулятором с лепестковой манжетой, перекрывающей его впускное отверстие, причем, лепестки манжеты имеют щелевидные отверстия и связаны с регулятором, а керноприемник выполнен в виде проволочного каркаса, расстояние между соседними продольными образующими которого не превышает диаметра керна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волков А.С, и Волокитенков А.А, Бурение скважин собранной циркуляции

промывочной жидкости. М., Недра, l970, с. 132-166.

-2. Авторское свидетельство СССР № 588344, кл. Е 21 В 21/00, 21.08.72 (прототип).

Z1

18