Колонковый буровой снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B25/00 

(5) КОЛОНКОВЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна. Известны снаряды, содержащие корпу коронку и бункер-накопитель для керна С UНедостатком снарядов является неупорядоченное складирование керна, что зatpyдняeт последующую его привяз Известны колонковые снаряды, где керн отбирается в сменные керноприемникИо Такие снаряды содержат корпус, связанную с корпусом буровую коронку размещенные в корпусе сменные керноприемники, установленные на поворотной хэбойме, механизм вращения обоймы и фиксатор положения обоймы, взаимодействующий с толкателями а керноприемниках 2 . Однако указанная конструкция нейадежна в эксплуатации, так как имеет сложную форму керновода и большое количество подвижных деталей, подвер гаемых в процессе бурения воздействию потока промывочной жидкости. Целью изобретения является повышение надежности снаряда за счет упрощения конструкции. Указанная цель достигается тем, что в колонковом буровом снаряде обойма жестко соединена с керноприемникамй и установлена эксцентрично относительно продольной оси снаряда, при этом механизм поворота обоймы выполнен в виде двух плоских спиральных пружин, а фиксатор размещен с возможностью перемещения по продольной оси корпуса. На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1 на фиг. k сечение В-В на фиг. 1 на фиг. 5 снаряд в рабочем положении. Колонковый буровой снаряд содержи т корпус 1, буровую коронку 2 и поЪоротную обойму 3 с керноприёмнинами Ц. Корпус 1 состоит из колонковой трубы 5 и переходника б, которые после сборки снаряда жестко скрепляются друг с другом в единый узел. Буровая коронка армирована алмазами или твердыми сплавами 7. Поворотная обойма расположена на оси 8, которая вблизи верхнего и нижнего концов имеет шестиугольное поперечное сечение. Верхний конец оси входит в подпятник 9, размещенный в корпусе снаряда, а нижний конец - в подпятник 10, размещенный в подкороннике 11. Подкоронник 11 закрепляется между буровой коронкой 2 и уступом 12 корпуса снаряда Требуемая установка подкоронника в корпусе обеспечивается выступами 13. Кернопроводное отверстие 1 подкоронника совпадает с отверстием коронки, В керноприводном отверстии 14 установлено керновательное кольцо 15. Кольцевая полость 16 между подкоронником и коронкой обеспечивает поступление промывочной жидкости к забою скважины через каналы 17 в буровой коронке. В керноприемнике также выпол нены вырезы 18 для сообщения полости в которой размещены керноприемники, со скважиной. В подпятнике 10 имеется отверстие, через которое проходит тырехгранный наконечник 19 оси 8,, Нижний конец оси 8 пропущен через ше тигранную шайбу 20, которая через плоскую спиральную пружину 21 соединена с подкоронникОм 11. Верхний конец оси 8 пропущен через идентичную шайбу 22, которая через вторую пружину 23 соединена с корпусом снаряда 1 (фиг. 2). Пружины 21 и 23 с сопряженными деталями механизм вращения обоймы. В верхней части корпуса 1, по про дольной оси над кернопроводным отвер стием, установлен фиксатор 2, имеющий форму цилиндра с фаской на нижнем торце. Фиксатор подпружинен цилиндрической пружиной 25, сжатие которой может регулироваться посредством изменения положения заглушки 26, ввинчивающейся на резьбе в канал где установлен фиксатор 2. Взаимодействие фиксатора с керном 27, заполняющим керноприеиник, происходит через толкатель 28, который удержива ется в керноприемнике двумя направляющими выступами 29, скользящими по продольным направляющим вырезам керноприемника 30. Через эти же вырезы происходит отток промывочной че жидкости, попадающей в керноприемник вместе с керном. Для подачи промывочной жидкости к забою скважины в корпусе снаряда предусмотрен канал 31, форма сечения которого обеспечивает равномерное размещение массы снаряда относительно оси вращения. При подготовке к работе снаряд располагают горизонтально и, вывернув через переходник 6 заглушку 26, извлекают из снаряда пружину 25 и фиксатор Затем со стороны буровой коронки 2 вставляют внутрь снаряда обойму 3 с керноприемниками, слегка поворачивая ее вокруг оси так, чтобы ось 8 вошла в отверстие шестигранной шайбы 22 и попала в верхний подпятник 9. Затем, акже слегка поворачивая обойму, надевают на нижний конец оси 8 подкоронник 11 так, чтобы ось прошла через шайбу 20 и вошла в нижний подпятник 10, а выступы 13 попали в соответствующие им гнезда корпуса. На четырехгранный наконечник оси 19 одевают специальную заводную ручку (не показано), вращая ее по часовой стрелке (если смотреть со стороны буровой коронки, фиг. 4) возводят на несколько оборотов пружины 21 и 23. Добившись совмещения кернопроводного отверстия 1ч с одним из керноприемников, с противоположной стороны снаряда вводят в керноприемник фиксатор 2k, устанавливают на место цилиндрическую пружину 25 и ввинчивают заглушку 26. После этого убирают заводную ручку, на колонковую трубу 5 навинчивают буровую коронку 2. Снаряд готов к работе. . Далее снаряд обычным порядком навинчивают на бурильные трубы и опускают в скважину. Бурение предложенным снарядом ведут по известной технологии, устанавливая скорость вращения, давление на забой и режим промывки в соответствии с геолого-телнологическим нарядом. По мере углубления скважины тонкий столбик обуриваемой породы (керн) заполняет отверстие в буровой коронке -2, Кернопроводное отверстие Н в подкороннике 11 и установленный напротив него керноприемник, когда керн доходит до толкателя 28, толкатель приподнимается и воздействует на фиксатор 2k, сжимая цилиндрическую пружину 25. Тогда фиксатор полностью выводится из заполненного керноприемника, срабатывают пружины 21 и 23. обламывают тонкий столбик керна и пово рачивают обойму -с керноприемниками по часовой стрелке до тех пор, пока фиксатор не попадает в следующий сво бодный керноприемник. Этот керноприемник оказывается расположенным против отверстия в коронке и следующая порция керна поступает в него, пока он не заполнится доверху. Затем меха низм вращения обоймы, обеспечивающий автоматическую смену керноприемников совершает новый поворот обоймы и поступление керна в следующий кернопри емник и т.д. Обламывание столбика керна не требует больших усилий, поскольку диаметр керна невелик, а мас са обоймы с керноприемниками значительна. Кроме того, конструкция снаряда предусматривает поворот обоймы в направлении вращения снаряда при бурении, что также облегчает действи заводных пружин. О полном заполнении всех керноприемников буровой мастер судит по уменьшившейся скорости проходки . После заполнения керноприемников снаряд поднимается на поверхность, при этом керн в последнем из керноприемников удерживается керновательным кольцом. Снаряд поднимают (после

довательность операций обратная сборке) , извлекают из корпуса обойму с керноприемниками и достают из них керн.

Малый диаметр добываемого керна не является препятствием для его изучения, так как современные ядерногеофизические методы позволяют опремещения по продольной оси корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. /

- у- ------ -Л--;Ъ д 22 8. Фиг.З 2И

ff/г