Устройство для бурения скважин и отбора образцов породы Советский патент 1982 года по МПК E21B49/06 

1

Изобретение относится к Торному делу и, в частности к устройствам для отбора образцов породы из стенок скважин.

Известны устройства для бурения скважин и отбора образцов, содержащие забойнай двигатель с керноприемником и породоразрушающим инструментом для вырезания образца 1 J,

Однако бурение с отбором образцов этими устройствами является малоэффективным, так как оно значительно снижает скорость проводки скважин по сравнению с бурением сплошным забоем, а вынос кернового материала недостаточен и составляет, как правило, только часть пройденного интервала. При этом повторить отбор образцов в пройденном интервале невозможно.

Более эффективны устройства, где вместо керна отбираются пробы породы из стенки скважины.

Известно устройство для бурения скважин и отбора образцов, содержащее забойный гидравлический двигатель С закрепленным на его валу породоразрушающим инструментом, корпус с гидравлическим каналом, по которому нагнетается рабочая жидкость, а также пробоотборник с трансмиссией и механизмом для вырезания образца породы из стенки скважины 2.

Недостатком известного устройства является то, что в нем имеются инди10видуальные двигатели как для породоразрушающего наконечника, так и для пробоотборника. Причем для отбора образца двигатель вместе с пробоотборником сбрасывается в бурильные

15 трубы и извлекается на поверхность каждый раз после выбуривания из стенки скважины единичного образца. Вследствие ограниченных размеров внутреннего проходного сечения бу20рильных труб мощность двигателя пробоотборника незначительна, в связи с чем снижается скорость отбора образца и отобранный в виде цилиндрического столбика образец породы недостаточно представителен.

Цель изобретения - повышение скорости резания и увелимение размера образца за счет использования мощности забойного двигателя породоразрушающего наконечника.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство снабжено управляемой по гидравлическому каналу муфтой сцепления, которая соединяет трансмиссию пробоотборника с валом забойного двигателя.

Кроме того, муфта сцепления расположена на противоположном от породоразрушающего инструмента конце вала забойного двигателя.

На фиг. 1 а и б показан общий угол устройства в.статическом состоянии, продольный разрез; на фиг. 2 а и б - устройство в состоянии бурения скважины; на фиг. 3 а и б - устройство в состоянии отборз образцов.

Устройство для бурения скважины и отбора образцов породы содержит забойный гидравлический двигатель 1 с валом 2 и закрепленным на валу пб родоразрушающим инструментом 3 для углубления скважин сплошным забоем и пробоотборник t для отбора образцов из стенок скважин.

Пробоотборник расположен над За-. бойным двигателем и связан корпусом 5 с бурильными трубами {не показаны) и с корпусом забойного двигателя. В корпусе 5 пробоотборника размещены трансмиссия для передачи вращения режущему механизму головки б и механизм для выдвижения из корпуса головки 6 пробоприемника 7 и перемещения заслонки 8, перекрывающей отверстие в корпусе от попадания кусков разбуриваемой породы. трансмиссия включает муфту сцеплений

состоящую из полумуфты Э, закрепленной на противоположном от породоразрушающего инструмента 3 конце вала 2 забойного двигателя, и полумуфты 10 с пружиной 11, расположенных в полости 12.

Механизм выдвижения содержит поршень 13 с каналами И и 15 для протока промывочной жидкости, пружину I6j установленную на упорном фланце 17, систему рычагов 8 - 21, связывающих поршень 13 с заслонкой 8 и с корпусом 22 головки 6.

Для подачи промывочной жидкости к забойному двигателю служит отводящая

труба 23, а для складирования вырезанных образцов - пробоприемник 2k.

Устройство работает следующим образом.

После спуска его в скважину включают циркуляцию. Поток промывочной жидкости проходит по каналам 1 и 15 поршня 13 (фиг. 1 и 2 ), отводящей трубе 23 и поступает к забойному двигателю 1, включая его в работу. При этом расположенная в полости 12 полумуфта 10 под давлением промывочной жидкости, действующим на нее как на плунжер; переместится вверх, сжимая 5 пружину 11 и разъединяясь с полумуфтой 9, закрепленной на конце вала 2 забойного двигателя.

В этом положении при разъединенной муфте (фиг.2)производят обычным способом углубление скважины сплошным

Jзабоем с помощью породоразрушающего инструмента 3 закрепленного на валу забойного двигателя.

По окончании бурения скважины после полн5й или частичной отработки породоразрушающего инструмента устройство устанавливают под интервалом, намеченным для отбора образцов. В бурильные трубы сбрасывают шар 25 (фиг. 3)j который перекрывает канал

14поршня 13. Под действием перепада давлений от включенной циркуляции промывочной жидкости поршень 13 опускается вниз до упорного фланца 17 и через систему рычагов 18 - 21, соединяющих поршень с корпусом 22

и с заслонкой 8, перемещает заслонку, открывая отверстие для выхода из корпуса 5 пробоотборника в направлении к стенке скважины головки 6. Промывочная жидкость, проходя по каналу

15и отводящей трубе 23, приводит

в действие забойный двигатель, а потак как при отборе образцов промывочная жидкость подается в уменьшенном, по сравнению с бурением скважины, количестве и, следовательно, давление жидкости в полости 12 недостаточно для сжатия пружины 11 полумуфты 10. Таким образом вращение от вала забойного двигателя через трансмиссию передается пробоотборнику, который врезается в породу стенки скважины при выдвижении его из корпуса породоотборника.

Вырезание образца производят перемещением устройства вдоль оси скважины с малыми скоростями. Вырезанлумуфты 9 и 10 находятся в сцеплении.

ный образец захватывается пробоприемником 7 и складируется в пробоприемнике 2,

По окончании отбора образцов в намеченном интервале отключают буровые насосы. Режущая головка 6 и пробоприемник 7 под действием пружины 16 и системы рычагов 18 - 21 займут положение внутри корпуса, после чего устройство может быть поднято на поверхность или установлено для отбора образцов из следующего интервала, где цикл работы будет повторяться.

Предложенное устройство обеспечит повышение эффективности.отбора образцов породы за счет упрощения его конструкции и обслуживания, увеличения скорости отбора образцов, их представительности и достоверности.

Формула изобретения

1. Устройство для бурения скважин и отбора образцов породы, содержащее абойный гидравлический двигатель с закрепленным на его валу породоразрушающим инструментом, корпус с

гидравлическим каналом, по которому нагнетается рабочая жидкость, а также пробоотборник с трансмиссией и механизмом для вырезания образца породы из стенки скважины, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости резания и увеличения размера образца за счет использования мощности забойного двигателя породоразрушающего инструмента, оно снабжено управляемой по гидравлическому каналу муфтой сцепления, которая соединяет трансмиссию пробоотборника с валом забойного двигателя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что муфта сцепления расположена на противоположно.от породоразрушающего инструмента конце вала забойного двигателя.

I

Источники информации,

принятые во внимание при эгкспертизе

1. Сулакшин С.С. Современные способы и средства отбора проб полезных ископаемых. М., Недра, 1970,

сЛ13.

2. Патент США № 2852230, кл. 175-58, опули. 06.05.53.

-25

Фаг.1