Устройство для отбора ориентированного керна Советский патент 1982 года по МПК E21B25/16 

1

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения скважин с отбором керна и с индикацией его положения в пространстве.

Известны устройства для отбора ориентированного керна, в которых ориентированная метка наносится на поврхность забоя специальным снарядом перед началом бурения 1.

Известно также устройство, содержащее корпус, соединенный с корпусом стопорный механизм для азимутального закрепления устройства в скважине, коронку, привод вращения коронки, керноприемную трубу и отметчик керна, кинематически связанный с приводом вращения 2.

При бурении известным устройством происходит уменьщение сечения керна в результате высверливания по всей его протяженности маркирующего канала. Как следствие этого прочность керна уменьщается и при длительном взаимодействии с устройством он разрущается, вклинивает устройство и препятствует дальнейщему бурению.

Цель изобретения - повышение надежности за счет предотвращения разрушения керна.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве отметчик керна выполнен в виде ударного механизма с подпружиненным бойком, установленным в радиальном отверстии в стенке керноприемной трубы, и ударником в форме эксцентричного выступа на внутренней поверхности корпуса, при этом керноприемная труба соединена с коронкой и приводом вращения.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - стопорный механизм устройства в рабочем положении.

Устройство содержит корпус 1 с ударником в виде эксцентричного выступа 2 в нижней его части 3. Выступ 2 может быть вы,5 полненным в виде жестко закрепленной на внутренней стороне корпуса планки или подпружиненного элемента. Верхним своим концом 4 корпус 1 жестко связан со стопорным механизмом 5, включающим распорные каретки 6, установленные на пружинах 7, и

20 вал 8. Нижний конец вала 9 подпружинен пружиной 10 относительно керноприемной трубы 11 и имеет с верхней частью 12 последней шлицевое соединение 13.

Нижний конец 14 керноприемной трубы 11 оснащен породоразрушающей коронкой 15. 11р;шод вращения коронки осуществляется от ва..а 8 через керноприемную трубу 11. В нерабочем положении корпус 1 зафиксирован с валом 8 упором 16. Верхняя часть 17 вала 8 имеет упорную втулку 18 для раздвижения пружин 7. С пружинами 7 соединены каретки 6, которые, раздвигаясь, фиксируют корпус 1 относительно стенок скважины. Нижняя часть 14 керноприемной трубы 11 на уровне расположения выступа 2 имеет радиальное отверстие 19, в котором расположен кернящий боек 20.

Кернящий боек 20 имеет возможность свободного перемещения вдоль отверстия 19 перпендикулярно оси керноприемной трубы 11. Конец 21 кернящего бойка 20, направленный внутрь керноприемной трубы 11, заострен. Противоположный конец 22 выходит из керноприемной трубы 11 и имеет возможность взаимодействовать с выступом 2 при вращении керноприемной трубы 11 внутри корпуса 1. Кернящий боек 20 может быть свободно вставленным в отверстие 19 керноприемной трубы 11 или связан с ней пружиной 23. Боек 20 пружины 23 и ударник в виде выступа 2 образуют механизм отметчика керна.

Устройство для отбора ориентированного керна работает следующим образом.

Устройство для отбора ориентированного керна спускается в скважину на бурильных трубах (не показаны), присоединенных к верхней части 17 вала 8. Далее устройство ориентируется в скважине и ставится коропкой 15 керноприемной трубы П на забой скважины. При последующей подаче бурильных труб на забой вал 8 своим нижним концом 9 сжимает пружину 10 и перемещается в щлицевом соединении 13. Со сжатием пружины 10 через торец щлицов и керноприемную трубу коронке 15 передается осевая нагрузка. Одновременно с подачей вала 8 вниз упор 16 выходит из зацепления с верхней частью 4 корпуса 1, а распорная часть 18, перемещаясь вниз, раздвигает пружины 5, которые в свою очередь, прижимают распорные каретки 6 к стенкам скважины и фиксируют корпус 1 в ориентированном состоянии относительно стенок скважины. В то же время фиксирующие каретки 6, не давая проворачиваться корпусу относительно стенок скважины, позволяют устройству для отбора ориентированного керна перемещаться вдоль стенок скважины.

При вращении и подаче бурильных труб вниз коронка 15 выбуривает керновый обра зец из горной породы на забое скважины. Вместе с керноприемной трубой 11 в процессе выбуривания керна вращается и кернящий боек 20. При этом боек 20 за счет центробежных сил или дополнительного действия пружины 23 стремится выйти из керноприемной трубы 11. Движение кернящего бойка идет до тех fiop, пока его. конец 22

не дойдет до внутренней стенки корпуса 1 и наскочит на эксцентричный выступ 2. При ударе выступа 2 кернящий боек 20 отскакивает во внутрь керноприемной трубы 11 и своим острым концом 21 накернивает стенку керна.

Нанесение метки на стенку керна происходит при каждом обороте керноприемной трубы 11. В процессе углубки скважины и выбуривания керна метки располагаются

вдоль образующей керна одна над другой. Предлагаемое устройство для отбора ориентированного керна просто по конструкции и отличается надежностью работы как отдельных узлов, так и в целом. Благодаря

нанесению меток на образующей керна без длительного силового воздействия на образец породы и без уменьщения его сечения последний удается сохранить от разрущения, а, следовательно, отобрать качественный образец. Конструкция обеспечивает возможкость создания устройств для отбора качественного ориентированного керна даже для скважин малых диаметров (менее 76 мм)

Формула изобретения

30

Устройство для отбора ориентированного керна, содержащее корпус, соединенный с корпусом стопорный механизм для азимутального закрепления устройства в скважи$ не, коронку, привод вращения коронки, керноприемную трубу и отметчик керна, кинематически связанный с приводом вращения, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы за счет предотвращения разрущения керна, отметчик керна выполнен в виде ударного механизма с подпружиненным бойком, установленным в радиальном отверстии в стенке керноприемной трубы, и ударником в форме эксцентричного выступа на внутренней поверхности корпуса, при

5 этом керноприемная труба соединена с коронкой и приводом вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 230759, кл. Е 21 В 47/022, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2690123/22-03, кл. Е 2Г В 25/16, 1978 (прототип).