Колонковый снаряд

 

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения скважин с отбором керна. Цель - повышение выхода керна. Колонковый снаряд содержит корпус с размещенным внутри него забойным гидравлическим двигателем (ЗГД), связанную с ротором ЗГД наружную трубу с породоразрушающим долотом и съемный керноприемник, закрепленный опорной частью с захватной головкой в опорном гнезде корпуса и располагающийся внутри наружной трубы. Ротор ЗГД выполнен в виде группы турбин, связанных со съемным полым валом распорным механизмом, имеющим выдвижные шпоночные призмы в продольных пазах полого вала, взаимодействующие с радиально-подвижными шаровыми толкателями. Последние установлены в гнездах трубчатого корпуса и сопрягаются с канавками на поверхности продольно-подвижного полого штока, расположенного внутри трубчатого корпуса и связанного с захватной головкой. При этом трубчатый корпус соединен с опорной частью съемного керноприемника, установлен внутри полого вала и связан с ним опорами качения, а турбины ротора сопрягаются одна с другой коническими торцовыми поверхностями. При посадке керноприемника опорной частью на опорное гнездо корпуса полый шток перемещается вниз относительно трубчатого корпуса. Канавки толкателей смещаются относительно толкателей, которые раздвигают призмы 24 и соединяют этим вместе турбины и полый вал. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС4УБЛИН

Og) 01>

51 A l (51)5 Е 21 В 25/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

40 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

4РИ ГННТ СССР

1 (21) 4600306/24-03 (22) 02.11 ° 88 (46) 30.11.90. Бюп. Н - 44 (71) Сургутское отделение ЗападноСибирского научно-исследовательского и проектного института технологии глубокого разведочного бурения (72) Г.К. Ешимов (53) 622.243.64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 676719, кл. Е 21 В 25/00, 1974.

Корнеев К.Е. и Па П.А. Буровые долота. Справочник. М.: Недра, 1965 с. 286, рис. УП.1

2 (54} КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения скважин с отбором керна. Цель — повышение выхода керна. Колонковый снаряд содержит корпус с размещенным внутри него забойным гидравлическим двигателем (ЗГД), связанную с ротором

ЗГД наружную трубу с породоразрушающнм долотом и съемный керноприемник, закрепленный опорной частью с захватной головкой в опорном гнезде корпуса и располагающийся внутри наружной трубы. Ротор ЗГД выполнен в виде

16099 51

35 группы турбин, связанных со съемным

; полым валом распорным механизмом, имеющим выдвижные шпоночные призмы в продоЛьных пазах полого вала, взаи- 5 модействующие с радиально-подвижными шаровыми толкателями. Последние установлены в гнездах трубчатого корпу:са и сопрягаются с канавками на по:верхности продольно-подвижного поло го штока, расположенного внутри труб чатого корпуса и связанного с зах ватной головкой. При этом трубчатый .корпус соединен с опорной частью! И зобр ет ение относится к горному делу, в частности к средствам для 20

1 бурения скважин с отбором керна.

Цель изобретения — повышение pblхода керна.

На фиг. 1 изображен снаряд, верхняя часть; на фиг. 2 — то же, нижняя 25 часть; на фиг.3 — снаряд со снятым керноприемником, продольный разрез; на фиг.4 — съемный керноприемник; на фиг.5 — аксонометрическая проекция съемного керноприемника с полым валом и распорным механизмом с вырезом 1/2; на фиг. 6 — фрагмент аксонометрической проекции шпоночной призмы; на фиг, 7 — фрагмент верхнего участка полого штока; на фиг.8 — сечение А-А на фиг.5; на фиг.9 — фрагмент аксонометрической проекции опорного гнезда.

Колонковый снаряд состоит из корпуса 1 с внутренним опорным гнездом 40 в виде втулки 2 с ребрами 3 и каналами 4 в них, сообщающими г.олость центрального отверстия 5 через обратные клапаны 6 с затрубным пространством.

КоРпус 1 имеет узел 7 для соединения 45 с бурильными трубами (не показаны).

Внутри корпуса размещен забойный гидравлический двигатель со статором

8 и группой турбин 9, соединенных совместно с раструбами 10 и 11 с полым валом 12.

Турбины, раструбы и полый вал образуют ротор забойного двигателя, установленный в корпусе 1 на подшипниковых узлах 13, при этом сопряженные

55 друг с другом торцовые поверхности турбин 9 и раструбов 10 и 11 выполнены коническими. Нижний конец раструба 11 соединен с наружной трубой

I съемного керноприемника, установлен внутри полого. вала и связан с ним опорами качения, а турбины ротера сопрягаются одна с другой коническими торцовыми поверхностями, При посадке керноприемника опорной частью на опорное гнездо корпуса полый шток перемещается вниз относительно трубчатого корпуса. Канавки толкателей смещаются относительно толкателей, которые раздвигают призмы 24 и соединяют этим вместе турбины и по-, лый вал. 9 ил, 14 имеющей опорный узел 15 для кинематической связи с корпусом 1 и породоразрушающее долото 16.

Внутри наружной трубы 14 установлен съемный кернопри мник 17 с кернорвателем 18 захватной головкой 19 и" опорной частью 20, соединенной с трубчатым корпусом 21, несущим радиально-подвижные шаровые толкатели 22.

Трубчатый корпус 21 в свою очередь установлен на опорах качения 22 внутри съемного полого вала 23 с продольными пазами, в которых размещены выдвижные шпоночные призмы 24, оснащенные возвратными пружинами 25 ограничительными упорами 26 и продольными насечками 27, Шаровые толкатели 22 взаимодействуют с канавками 28 на сопряженной с ними наружной поверхности продольноподвижного полого штока 29.

Шток 29 подпружинен пружиной 30 относительно трубчатого корпуса 21, оснащен коническим наголовником 31 и связан с захватной r îëoâêoé 19 через продольно-подвижную тягу 32, имеющую ответный наголовнику 31 выступ

33, сетку 34, лопасти 35, крыпьчатку 36 и клапанный диск 37.

Трубчатый корпус 21 с толкателями

22, полый шток 29 и шпоночные призмы 24 вместе образуют распорный механизм соединения полого вала 23 с турбинами 9.

Для удержания штока 29 в верхнем положении в опорной части 20 предусмотрены стопор 38 с пружиной 39 и фиксирующей планкой 40, соответствующая канавка 41 на штоке 29 и продольная насечка 42 в опорном гнезде 2.

1609951

При посадке керноприемника опорной частью 20 на опорное гнездо планка 40, взаимодействуя с гнездом, пе- 3 ремещается вверх, освобождая стопор

58, который выходит из зацепления с канавкой 41 и попадает другой стороной между выступами насечки 42. При этом полый шток 29 под действием пру- 4 жины 30 перемещается вниз относительно трубчатого корпуса 21, канавки 28 смещаются относительно толкателей 22, которые в свою очередь смещаются в радиальном направлении от оси снаря- 4

pа, раздвигая призмы 24 и тем самьпк соединяя вместе турбины 9 и полый вал 23. Тяга 32 под действием собственного веса также смещается вниз.

При этом клапанный диск 37 перекрывает сверху каналы 45, а зазор между выступом 33 и наголовником 31 сохраняется, являясь каналом для восходящего потока промывочной жидкости, истекающего через каналы 46, 45 и 4 в затрубное пространство. Трубчатый корпус 21 удерживает ее от вращения благодаря тому, что опорная часть

20 стопорится в опорном гнезде.

Тяга 32 имеет подшипниковую опору 43 в штоке 29. Для надежного распора призмы 24 на внутренней поверхности могут иметь эластичные накладки 44. Проход промывочной жидкости обеспечивается каналами 45, 46 и 47.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

На забои колонковый снаряд опускают без съемного керноприемника, как показано на фиг.3. По достижении снарядом забоя прокачиванием промывочной жидкости очищают его полость, опускают в полость бурильных труб съемный керноприемник в транспортном положении, когда полый шток 29 застопорен стопором 38 в верхнем положении, толкатели 22 находятся в пазах (канавках) 28, призмы 24 утопленьп в пазах вала 23 и не препятствуют проходу керноприемника через полость турбин 9, взаимодействующих друг с другом коническими поверхностями, благодаря чему турбины удерживают друг друга от смещения в плоскостях, перпендикулярных оси снаряда. Вращающиеся при движении керноприемника лопасти 35 и крыльчатка 36, а также открытые каналы 45 в опорной части

20 способствуют ускорению погружения съемного керноприемника.

0

Подача на забои промывочной жидкости приводит во вращение турбины

9 и через призмы 24 крутящий момент передается на полый вал 23, а затем на наружную трубу 14 и долото 16, через раструб 11 обеспечивая бурение горных пород. Осевая нагрузка на долото 16 передается через опорный узел 15 от колонны бурильных и утяжеленных труб. При течении потока мимо крыпьчатки 36 вращается тяга

32 и лопасти 35, создавая восходящий поток промывочной жидкости в полости керноприемника 17. После заполнения керноприемника 17 керном в полость бурильных труб опускают на канате овершот, зацепляемый за головку 19, и извлекают съемный керноприемник на поверхность: при этом полый шток

29, сжимая пружину 30, перемещается вверх до упора в опорную часть 20, так как последняя остается на месте под действием собственного веса и веса столба промывочной жидкости над ней. Канавки 28 устанавливаются на уровне положения толкателей 22 и они перемещаются, отжимаемые призмами 24 под действием пружин 25. Верхняя часть трубы 22 перекрывается высту.— пом 33, взаимодействуюшим с коническим наголовником 31, предотвращая переток промывочной жидкости от части 20 к кернорвателю 18 и способствуя тем самым сохранению керна при подъеме керноприемника из скважины.

Затем увеличивают усилие подъема до такой величины, когда становится возможным перемещение стопора 38 вдоль пасечек 42 на вертикальной стенке верхней ступени центрального отверстия 5 опорного гнезда, отрывая от него съемный керноприемник и извлекая его }{3 поверхно ть. При этом призмы 24 утоплены в пазах полого вала и не препятствуют извлечению керноприемника.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, содержащий корпус с узлом для соединения с бурильными трубами и. внутренним опорным гнездом, размещенный внутри корпуса забойный гидравлический двигатель с установленным на подшнпниковых узлах ротором в виде группы турбин, соединенных с полым валом, связанную с ротором наружную трубу с породораэрушающим долотом и опорным узлом для

1609951 кинематической связи с корпусом и размещенный внутри наружной трубы съемный керноприемник с захватной головкой и опорной частью для взаимо- 5 действия с опорным гнездом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью оЫЫшения выхода керна, соединение турбин с полым валом выполнено в виде распорного механизма, имеющего О

:, выдвижные шпоночные призмы, трубча тый корпус с радиально-подвижными

1 ,шаровыми толкателями и продольноподвижный полый шток с канавками на наружной поверхности, сопряженной с шаровыми толкателями, при этом трубчатый корпус соединен с опорной частью и установлен на опорах качения внутри полого вала, полый шток соединен с захватной головкой, полый вал выполнен съемным с и продольными пазами для размещения шпоночных призм„ а сопряженные одна с другой торцовь.е ) поверхности смежных турбин — конич ес кими.

1609951

1b09951! 609951

Составитель В. Акслер.

Редактор М. Товтин Техред Л,Олийнык Корректор О. Кравцова:

Заказ 3713 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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