Двойной колонковый снаряд Советский патент 1982 года по МПК E21B25/10 

(54) ДВОЙНОЙ КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам для бурения с отбором керна.

Известны двойные колонковые снаряды, содержащие наружную трубу с переходником и коронкой, внутрен-нюю трубу с узлом подвески и кернорватель открытого типа 1.

Возможность зашлеилования кернорйателя при бурении такими снарядами уменьшает надежность его работы.

Более совершенны снаряды, где применены кернорватели закрытого типа.

Известный такой снаряд содержит нарьпкную трубу с переходником и коронкой, внутреннюю трубу с узлом подвески, связанным посредством полого штока с переходником, кернорватель с несоединенными друг с другом захватными коническими секторами и центрирующим сектора упорным кольцом, а также механизм раскрепления Секторов 2.

Однако применение гидравлических элементов с малыми зазорами и значительными направляющими поверхностями в механизме раскрепления секторов существенно усложняет конструкцию, способствует возникновению отказов при работе.

Цель изобретения - упрощение конструкции .

Указанная цель достигается тем, что в ДВОЙН9М колонковом снаряде сектора кернорватеЛя снабжены упругрдеформйруемым, охватывакяцим кольцом и размещены на наружной поверхности внутренней трубы, при этом внутренняя труба выполнена с наруж10ной кольцевой проточкой для разме щения секторов на нижнем конце ее, а механизм раскрепления секторов выполнен в виде винтовой пары, образованной переходником на наружной

15 трубе и штоком узла подвески внутренней трубы.

Кроме того, шток выполнен с отводным радиальным каналом на участке хода его внутри переходника.

20

На фиг.1 изображен двойной колонковый снаряд, разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3-6 схемы заклинивания керна; на фиг.712 - возможные формы секторов кер25норвателя.

Двойной колонковый снаряд содержит полый шток 1 и переходник 2, соединенные между собой резьбой 3 с выступами 4, предотвращающими само30затягивание резьбы. Для устранения

попадания шлама в резьбовое соединение на переходник 2 навинчена направляющая, включающая центратор 5 с уплотнительными кольцами б и патрубок 7.

На штоке 1 имеются радиальные каналы 8, предназначенные для. слива жидкости из бурильной колонны при подъеме снаряда из скважины. По каI налам 9 промывочная жидкость поступает к забою в процессе бурения.

Шток 1 соединен с узлом подвески, состоящим из переходника 10, обоймы 11, подшипника 12, хвостовика. 1.3 и уплотнительных колец 14. Хвостовик 13 с помощью резьбы соединен через переходник 15 с внутренней трубой 16

Внутрення колонковая труба 16 вместе с соединенньми с ней деталями расположена внутри наружной трубы 17 соединенной резьбами с переходником 2, а снизу с ниппелем 18, в котором укреплено упорно-центрирующее кольцо 19. Ниппель 18 в свою очередь соединен резьбой с коронкой 20. Нижняя часть внутренней трубы снаружи име-. ет кольцевую проточку 21.

В кольцевую проточку 21 установлены секторы 22 кернорвателя, в которых снаружи на цилиндрической псэверхности выполнены поперечные канавки, предназначенные для установки в них упругодеформируемых колец 23, охватывающих вместе с секторами внутреннюю колонковую трубу.

Механизм раскрепления секторов кернорвателя образован винтовой парой i в виде штока 1 и переходника2 соединенных резьбой 3.

Двойной колонковый снаряд работает следующим образом.

Буровой снаряд, включающий двойную колонковую трубу в положении, изображенном на фиг.1, опускают в скважину и производят бурение обычным способом. Подаваемая в бурильную колонну промывочная жидкость через центральный канал штока 1 и радиальные отверстия 9 попадает в кольцевой зазор между Нс1ружной 17 и внутренней 16 трубами, а затем на забой скважины. Омывая забой, жидкость меняет направление движения и направляется .к устью скважины. Вытесняемая керном жидкость из внутренней трубы 16 по радиальным каналам переходника 15 аатесняется наружу.

..Перед подъемом бурового снаряда . на поверхность бурильную колонку проворачивают влево. При этом шток 1 частичн.о вывинчивается из переходника 2 и приподнимает внутреннюю трубу 16. При этом секторы 22 упираются в упорно-центрирующее кольцо 19,и, расширяя кольца 23, выходит из проточки 21 и смещаются вниз относительно внутренней трубы 16, .

входя в зацепление с керном. При подъеме снаряда BBepk секторы нижними частями попадают в нижнюю часть коронки, осуществляя заклинивание и срыв керна. В случае наличия на забое трещиноватых пород или руд захват керна осуществляется за счет частичного перекрытия центрального отверстия коронки и образования саморасклинки

При необходимости с целью усиления расклинивания керна внутренняя труба за счет поворачивания штока 1 вправо может быть смещена несколько вниз До упора о секторы.

При подъеме снаряда на поверхг- . ность радиальные отверстия 8 штока J находятся выше центратора 5, обеспе чивая слив жидкости из бурильной колонны в случае полного перекрытия центрального канала коронки 20.

Кернорвательное устройство двойной колонковой трубы может быть снабжено двумя или только одним сектором На фиг.1 и 2 двойная колонковая труба изображена с двумя секторами.

Для бурения слабо трещиноватых пород могут быть использованы секторы, изображенные на фиг;7. Наличие сужений на конце секторов позволит обеспечить более свободный проход их в суженную часть коронки, способству тем самым заклиниванию крупных кусков керна неправильной формы.

Сектор, общий вид которого показан на фиг.9, может быть использован при бурении сильно трещиноватых пород с включениями монолитных пород. В сравнении с сектором, показанным на фиг.7 и 8, указанный сектор отличается повышенной жесткостью и спо собностью самоцентрирования (сближением, центральной оси колонковой трубы), обеспечивая тем самым повышение надёжности захвата керна.

Сектор (фиг.11) предназначен в основном для бурения монолитньрс с небольшими включениями трещиноватых пород, характеризующихся повышенной разработкой (по диаметру).

Повышенная поверхность соприкосновения с керном в различных, в том. числе и почти диаметрально противоположных точках, даст возможность обеспечить избирательность места захвата керна и увеличить надежность сцепления.

Формула изобретения

с другом захватными коническими секторами и центрируквдим сектора упорным кольцом, а также механизм раскрепления секторов,.о т л и ч а-ющ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции, сектора кернорвателя снабжены упругодеформируемым охватывающим кольце и размещены на наружной поверхности внутренней трубы, при этом внутренняя труба вьтолнена с наружной кольцевой проточкой для размещения секторов на нижнем конце ее, а механизм раскрепления секторов выполнен в виде винтовой пары, образованной переходником на наруяшой трубе и штоком узл подвес«и внутренней трубы. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1973, с. 22, рис. 8.

15 типа. - Разведка и охрана недр , 1966, 9, с. 26-30.

гл

1 -/3

ZO

Фиг.З

Фиг.е

Б-б ,

&-В

Рс/гУО

r-f

Риг.г