УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ОРИЕНТИРОВАННОГО «ЕРНА. Советский патент 1981 года по МПК E21B47/24 E21B25/00 

1

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к устройствам для отбора ориентированного керна с механической регистрацией положения меток при колонковом бурении наклонных скважин.

Известны устройства: для ориентирования керна в течение рейса, со-де эжйщие наружную колонковую трубу, внутреннюю керноприемную трубу с резцом для нанесения меток и устройство для регистрации положения наносимых меток относительно апсидальной плоскости. В таких устройствах через определенные промежутки времени фотографируется взаимное положение шарика, находящегося в оксидальной плоскости, и резца LlJК недостаткам устройств с фотографической регистрацией положения метки следует отнести их дороговизну и сложность обслуживания, необходимость последующего проявления пленки, возможность холостых съемок во время остановки бурового снаряда (так как приводной механизм фотоустройства продолжает работать).

Указанные недостатки отсутствуют в устройствах с механической регистрацией положения шарика в апсидальной плоскости.

Известно устройство, содержащее наружную трубу с переходником и коронкой, внутреннюю керноприемную трубу, связанный с кергюприемной трубой механизм для нанесения метки на керн, перемещаемый действием давления промывочной жидкости, а также

0 датчик положения апсидальной плоскости со свободным шариком, пластиной из мягкого металла, и подвижной пятой, передающей давление на .шарик Г23

К недостаткам этого устройства следует отнести однократность действия, что приводит в случае неудачного нанесения метки к необходимости выполнения дополнительных и дорогостоящих спускоподъемных операций для повторного отбора ориентированного керна. Кроме того, когда в процессе бурения керн дробится-на отдельные куски,единственная метка за рейс

5 не гарантирует ориентированную увязку керна по длине. В результате информативность ориентированного керна резко падает.

Цель изобретения - повышение достоверности ориентирования керна за

счет многократного нанесения и регистрации положения метки на керне

Указанная цель достигается тем, что известное устройство снабжено механизмом для многократного радиального смещения шарика в датчике,выполненным в виде комплекта коаксиально расположенных цилиндров, прикрепленных к пяте подпружиненными стержнями с храповыми фиксаторами.

Кроме того, для достижения указанной цели храповые фиксаторы выполнены в виде обоймы с подпружиненными толкателями и собачкой,связанными друг с другом поводками с рычажной защелкой.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - датчик в нерабочем положении, частный разрез; на фиг, 3 - храповой фиксатор в различных положениях; на фиг.4 - датчик в момент получения первого отпечатка шарика в апсидальной плоскости, частичный разрез; на фиг. 5 - то же, в момент получения второго отпечатка на фиг. 6 - схема взаимного расположения отпечатков шарика в апсидальной плоскости на пластине из мягкого металла и меток на керне, а также образец ориентированного керна

Предлагаемое устройство содержит внутерннюю невращающуюся в процессе бурения керноприемную трубу 1, которая может перемещаться возвратно-поступательно относительно наружной колонковой трубы 2. С трубой 1 жестко связаны датчик 3 и механизм 4 для нанесения меток.

Датчик (фиг.2) состоит из меха-. низма 5 для радиального смещения свободно перемещающегося шарика 6 и съемной пластины 7 из мягкого металла (например,алюминия). Механизм 5 содержит подпружиненную пяту 8, несущую на себе несколько, комплект (например, пять) коаксиально расположенных цилиндров 9, входящих один в другой и удерживаемых от падения подпружиненными стержнями 10, которые установлены .с возможностью перемещения их за один цикл на один шаг с помощью двух храповых фиксаторов 11. За один Цикл принимается oпycJ aниe и подъем пяты Ее ход ограничивается размером h+S, где h - расстояние между нижней плоскостью цилиндров и шариком, а S - заданная глубина отпечатка шарика на кольце 7 (фиг.2 и 4) .

Фиксатор (фиг.З) состоит из обоймы 12, подпружиненных толкателя 13 и собачки 14, удерживаемых от проворота Г-образными шплинтами 15. На внутренних концах толкателя, и собачки закреплены цилиндрические поводки 16 и 17. В поводок 17 зачеканены два шарика 18. Между ними может проходить с усилием шарик 19, подпружиненный в рычаге 20, которые

образуют рычажную защелку, вращаквдуюся вместе с осью 21. Второй конец рычага установлен с возможностью перемещения совместно с поводком 16.

Устройство работает следующим образом.

5 При невращающихся трубах 1 и 2 повышают расход промывочной жидкости, в результате возникающего избыточного давления труба 1 перемещается вниз относительно трубы 2. o При этом движении механизм 4 (фиг.1). наносит метку на боковой поверхности керна и одновременно в датчике 3, также срабатывающего от избыточного давления жидкости, вдавливается ша5 Рик 6.в кольцо 7 (фиг.4) на расстоянии R от оси Y-Y. Так как перемещение происходит без вращения труб, шарик в этот момент занимает нижнее положение в апсидальной плоскости. Рыn чаг 20 фиксатора, находящийся в начале движения вниз в положении, показанном на фиг.За, переходит к мо,менту вдавливания шарика в положение, показанное на фиг.36. После уменьшения расхода жидкости труба 1 поднимается в исходное положение. Одновременно механизм 4 отходит от керна, а тяга 8 поднимается в исходное положение,При ее подъеме происходит сброс очередного периферийного 0 цилиндра 9.

Сброс осуществляется следующим образом. Толкатель 13, утапливаясь в обойме 12, с помощью поводка 16 поворачивает рычаг 20 вокруг оси 5 21. При этом шарик 19 поднимает вверх через поводок 17 собачку 14. Этот подъем осуществляется до тех пор, пока Г-образный шплинт 15 побачки 14 не упрется в опорную поQ верхность Б. В этот момент шарик 19 утапливается в рычаге 20 и проскакивая между двумя шариками 18, происходит мгновенный сброс собачки вниз. Высота подъема отрегулирована так, что собачка выходит из.зу ба с небольшим зазором над ним. Рычаг 20 опять переходит в первоначальное положение, показанное на фиг.За.

Так как жесткости пружин собачки 14 и стержня 10 равны, а величина хода этих элементов различна, то за время выхода собачки из зацепления стержень передвигается на один зуб и фиксируется в новом положе55 НИИ. Периферийный цилиндр механизма 5 падает и сдвигает шарик 6 к оси Y-Y датчика на толщину стенки цилиндра.

При новом цикле нанесения метки

Q шарик, находящийся в апсидальной плоскости, вдавливается в кольцо 7 на расстоянии от оси Y-Y (фиг.5). Кинематика последуняцих циклов повторяется до сброса последнего из .

Для нанесения на выбуренном и поднятом на поверхность керне нижнего следа апсидальной плоскости скважины по отдельным меткам и соответствующим им отпечаткам шарика на кольце 7 необходимо замерить (например, по часовой стрелке) углы f., . fg между риской на кольце и центрами отпечатков и последовательно отложить их от меток на кусках керна в том же направлении. Возможность многократного нанесения ориентированных меток во время одного рейса существенно повышает достоверность ориентирования керна и его информативность. В свою очередь , надежной ориентированный керн позволяет разделить сеть буровых скважин, что дает большой экономический эффект.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора ориентированного керна, содержащее наружную трубу с переходником и коронкой, внутреннюю керноприемную трубу, связанный с керноприемной трубой механизм для нанесения метки на керн, перемещаемый действием давления промывочной жидкости, а также датчик положения апсидальной плоскости со свободным шариком, пластиной из мягкого металла, и подвижной пятой, передающей давление на шарик, о тличающееся тем, что, с целью повышения достоверности ориентирования керна за счет многократного нанесения и регистрации положения метки на керне, устройство снабжено механизмом для многократноoго радиального смещения шарика в датчике , выполненным в виде комплекта коаксиально расположенных цилиндров , прикрепленных к пяте подпружиненными стержнями с храповыми

5 фиксаторами.

2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что храповые фиксаторы выполнены в виде обойкпл с подпружиненными толкателями и ,собачкой, связанными поводьями с

0 рычажной защелкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3450216,

5 кл. 175-44, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 188404, кл. Е 21 В 25/00, 1965 (прототип).

(Риг. {

Фиг. 2

X

-:i

Qiat.if

CPtft, 5

Рис-ща

tpui.C