Герметизирующийся керногазонаборный снаряд

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна и сохранением пластовой среды. Цель - повышение качества керна и газа. Для этого на внутренней части верхнего переходника 8 закреплен тампонажный механизм в виде полого корпуса 24 с размещенными в его полости замкнутой оболочки 26 с компонентами быстросхватывающейся смеси, режущими элементами 27 для вскрытия оболочки 26 и размещенной над оболочкой 26 нажимной компановки. Она состоит из толкателя 28 и поршня 29 с перепускным каналом 30 и с седлом под сбросовый клапан 32, соединенных штоком 33 из телескопически связанных звеньев. Объем пространства между поршнем 29 и толкателем 28 равен объему свободного пространства каналов нагнетания жидкости в интервале от корпуса 24 до породоразрушающей коронки 2. Шлицевое соединение в переходнике 8 и соединение звеньев выполнены со срезными фиксаторами исходного положения. Переходник 8 имеет свободу вращения относительно внутренней части в нижнем своем положении. Объем смеси в буферной жидкости подбирается так, чтобы быстротвердеющая смесь заполнила коронку 2 внутри и поднялись на высоту 50-100 мм снаружи. Снаряд снизу загерметизирован. Поскольку непосредственно контактирующая с забоем часть затвердевшей смеси и ее герметизирующая коронки 2 часть разделены кернорвателем, отрыв снаряда от забоя осуществляется без нарушения герметизации. В процессе подъема промывочная жидкость из снаряда вытекает через отверстие. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1602968 (1) E 21 В 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ы60Ю рдщтно-т а БЖ 111 1.12

ГОСУДАРСТ6ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4486212/23-03 (22) 23.09.88 (46) 30.10.90. Бвл. 0 40 (7! ) Трест "Дальвостуглеразведка" (72) В. Н. Удовиче нко (53) 622.243.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1061542, кл. Е 21 В 25/08, !982.

Атякин А.К. Опробование полезных ископаемых при бурении скважин. И.:

Недра, !968. с.228-230, рнс.74.

2 (54) ГЕРИЕТИЗИРУ10ЩИЙСЯ КЕРНОГАЗОНАБОРНЫЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для буренияс отбором керна и сохранением пластовой среды. Цель — повьппение качества керна и газа. Для этого на внутренней части верхнего переходника

8 закреплен тампонажный механизм в виде полого корпуса 24 с размещенными в его полости замкнутой оболочки 26

1602968 с компонен гами быстросхватывающейся смеси, режущими элементами 27, для, вскрытия оболочки 26 и размещенной над оболочкой 26 нажимной комгановки. Она состоит из толкателя 28 и поршня 29 с перепускным каналом 30 и с седлом под сбросовый клапан 32, соединенных штоком 33 из телескопически связанных звеньев. Объем про- 1О странства между поршнем 29 и толкателем 28 равен объему свободного пространства каналов нагнетания жидкости в интервале от корпуоа 24 до породоразрушающей коронки 2. Шлицевое 15 соединение в переходнике 8 и соединение звеньев выполнены со срезными фиксаторами исходного положения.

Изобретение относится к области горного дела, к техническим средствам 25 для бурения с отбором керна и сохранением пластовой среды.

Целью изобретения является повышение качества керна и газа.

На фиг.1 изображен общий вид снаряда в разрезе; иа фнг.2 — общий вид .керногазонаборной части в разрезе; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.1, на фнг.5 — нижняя часть в загерметизированном состоянии; на фиг.6 — шток из телескопических звеньев.

Керногазонаборный снаряд содержит наружную трубу 1 с породоразрушающей коронкой 2, связанной с трубой 1 40 муфтой 3 и имеющей лепестковый кер 4 норватель 4.

Внутри трубы 1 размещены с возможностью продольного перемещения керноприемная труба 5 и газосборник 6 с узлом подвески на продольно-подвижной внутренней части 7 верхнего переходника 8, закрепленного в нем шлицевым соединением со срезным фиксато- 50 ром 9 исходного верхнего положения.

Узел подвески образован переходником 10 с изолированной маслозаполненной камерой 11, в которой установлена подпружиненная пружинами l2 относительно части 7 опора 13 керноприемной трубы 5, взаимодействующая с пятой 14 и конусом l5. Опора 13

Переходник 8 имеет свободу вращения относительно внутренней части в нижнем своем положении. Объем смеси в буферной жидкости подбирается так, чтобы быстротвердеющая смесь заполнила коронку 2 внутри и поднялась на высоту 50-100 мм снаружи.

Снаряд снизу загерметизирован. Поскольку непосредственно контактирующая с забоем часть затвердевшей смеси и ее герметизирующая коронки 2 часть разделены кернорвателем, отрыв снаряда от забоя осуществляется без нарушения герметизации. В процессе подъема промывочная жидкость из снаряда вытекает через отверстие. 6 ил. имеет свободу вращения относительно керноприемной трубы и газосборника.

Снизу к переходнику 1 О присоединен корпус 18 с уплотнением 17, удерживающий и ограничивающий смещение конуса 15 вниз.

Конус 15 расположен в конической выемке на переходнике 1 0 и, взаимодействуя с ней, образует нормально разомкнутую конусную муфту, передающую вращение от наружной трубы на керноприемную.

Камера 11 гидростабилизирпвана за счет связи с сильфоном 18. . Керноприемная труба 5 в нижней части оснащена штампующей коронкой

19 с защитным колпаком 20, а в верхней части сообщается с каналами клапана 21 через который осуществляется доступ газа в полость газосборника.

Запорный элемент 22 клапана 21 удерживается в открытом положении штоком 23, кинематически связанным с механизмом (не показан), движение которого обусловлено относительным смещением наружной трубы при контакте коронки 19 с поверхностью забоя.

Снаряд снабжен тампонажным механизмом в виде полого корпуса 24, закрепленного деталью 25 на внутренней части 7 верхнего переходника 8 с размещенными в его полости замкнутой оболочкой 26 (например, из полиэтилена) с разделенными компонентами быстросхватывающиеся смеси (например, смола МФ-17 и отвердитель щавелевая кис02968

5 16 лота), режущими элементами 27 для вскрытия оболочки 26 и размещенной над замкнутой оболочкой .26 нажимной компановкой, состоящей из толкателя

28, поршня 29 с перепускным каналом

30 и седлом 31 под сбросовый клапан

32. Поршень 29 и толкатель 28 соединены штоком 33 из телескопически связанных среэным фиксатором 34 звеньев

35 и 36, объем пространства между поршнем 29 и толкателем 28 равен объему свободного пространства каналов, нагнетание жидкости в интервале от полого корпуса 24 до породоразрушающей коронки 2.

Для прохода нагнетаемой при бурении жидкости в толкателе 28, корпусе

24 детали 25 и части 7 предусмотрены соответственно отверстия 37, зазор 38 и каналы 39 и 40.

Верхний переходник 8 имеет свободу вращения относительно внутренней части 7 в нижнем положении за счет размыкания шлицевого соединения.

Керногазонаборный снаряд работает следующим образом.

После постановки на забой скважин сверху газосборник закрыт, снаряд загерметизирован в верхней части, а внутренние полости керноприемника и газосборника заполнены промывочной жидкостью, клапан 32 отсутствует.

Бурение по мягким углям ведется в режиме штампования, по более твердым литотипам и породам — вращательным способом с нулевым или отрицательным опрежением коронки 19. Регулировка опережения производится автоматически в зависимости от реакции забоя.

Выбуренный керн, проталкивая колпак 20, поступает в трубу 5. Выделяющийся из керна газ поступает в газосборник 6, скапливаясь в его сводовой части и вытесняя жидкость в межтрубное пространство. После окончания бурения создается нагрузка 10-15 кН, в результате чего керн распирается в конусной внутренней части и удерживается кольцевым буртиком в коронке 19.

После заклинивания керна снаряд отрывается от забоя, затем снова устанавливается на забой. Создается нагрузка порядка 25 кН, и срезные фиксаторы 9 срезаются, бурильные трубы, тампонажный механизм вместе с внутренней частью снаряда приподнимается над забоем на +1 00 мм. 3а счет сил трения о стенки скважин и под дейст5

45 вием собственного веса наружная труба

1 смещается относительно внутренней части на такое же расстояние. Коронка,, 19 вдвигается внутрь коронки 2, а лепестки кернователя 4 сдвигаются к центру. Затем в колонну бурильных труб сбрасывается клапан 32, закрывая канал 30 для прохода промывочной жидкости в поршне 29. Включается буровой насос и под давлением промывочной жидкости, поступающей через бурильные трубы в полость корпуса 24, поршень смещается вниз, наталкивая толкателем через шток 33 оболочку 26 на элементы 27, которые вспарывают оболочку по образующей в нескольких местах. Проходя в канал

39 детали 25, канал 40 и межтрубное пространство к забою, смола и отверднтель смешиваются. На время реакции компонентов буровой снаряд остается неподвижным. Перемещение смеси к забою обеспечивается объемом промывоч-. ной жидкости в пространстве между поршнем и толкателем. Когда толкатель опирается на элементы 27 возросшим давлениеМ промывочной жидкости на поршень 29, срезается фиксатор 34, поршень 29 опускается, выталкивая расчетный объем жидкости в межтрубное пространство.

Объем смеси в буферной жидкости подбирается так, чтобы быстротвердеющая смесь заполнила наружную коронку внутри и поднялись на высоту 50 100 мм снаружи. Снаряд. снизу загерметизирован, Поскольку непосредственно контактирующая с забоем часть затвердевшей смеси и ее герметизирующая коронки часть разделены кернорвателем, отрыв снаряда от забоя осуществляется без нарушения герметизации. В процессе подъема промывочная жидкость из снаряда вытекает через отверстие.

Формул а и з о б р е т е н и я

Герметизирующийся кернагазонаборный снаряд, содержащий наружную трубу с породоразрушающей коронкой и лепестковым кернорвателем, размещен1 ные внутри наружной трубы с возможностью продольного перемещения керноприемную трубу, гаэосборник с клапанами и механизмом управления клапанами, связанный с наружной трубой, верхний переходник с закрепленным в нем шлицевым соединением с продольно-под1602968

1В

77 вижной внутренней частью и узел подвески с подпружиненной относительно внутренней части верхнего переходника опорной керноприемной трубы, имеющей свободу вращения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества керна и газа, он снабжен тампонажным механизмом в виде полого корпуса, закрепленного на внутренней части верхнего переходника, с размещенными в его полости замкнутой оболочкой с компонентами быстросхватывающейся смеси, режущими элементами для вскрытия оболочки и размещенной над замкнутой оболочкой нажимной компоновкой в виде толкателя и поршня с перепускным каналом н с седлом под сбросовый клапан, соединенных штоком из телескопически связанных звеньев, при этом объем пространства между поршнем и толкателем равен объему свободного пространства каналов нагнетания жидкости в интервале от полого корпуса до породоразрушающей коронки, шлицевое соединение в верхнем переходнике и соединение телескопически связанных звеньев штока выполнены со срезными фиксаторами исходного положения, а верхний переходник имеет свободу вращения относительно внутренней части в нижнем своем положении.

1602968

А-А

27

Составитель В.Акслер

Редактор О.Спесивых Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 836

Тираж 359

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101