Керноотборный снаряд

 

Использование: бурение с отбором керна. Сущность изобретения: керноотборный снаряд содержит бурильную головку 1, корпус 2, в котором размещена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами k, концы которых направлены наискосок вверх по ходу керна. Керноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом между осями корпуса и керноприемной трубы. Причем упругие элементы размещены только со стороны эксцентриситета . При бурении вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1 и керноприемная труба 3. Выбуривав-1 мый столбик керна 5 поступает в керноприемную трубу в эксцентрично расположенный участок и прижимается к упругим элементам, постепенно заполняя керноприемную трубу. 2 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 25/00

A (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕ OMCTBO СССР

Н АВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4946660/03 (22) 17.06.91 (46) 07.06.93. Бюл. Н 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт геологических, геоФизических и геохимических информационных систем (72) М,И.Ворожбитов, О.Ю.Бергштейн, Е.A.Иванов, Д.И.Индрупский, В.В.Макушин и Я.A.Ýäåëüìàí (56) Авторское свидетельство СССР г 454334, кл. Е 21 В 25/00, 1974.

Бергштейн О.П. и др. Совершенствование методов и средств отбора керна в глубоком бурении. М.: НедРа, 1977, с. 203. (4) КЕРНООТБОРНЫЙ СНАРЯД (57) Использование: бурение с отбоИзобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности,в частности к устройствам, используемым для бурения скважин с отбором керна.

Известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к. изобретению керноотборный снаряд, включаюций бурильную головку, корпус, керноприемную трубу, распо-. ложенную коаксиально относительно. корпуса, оснащенную упругими элементами, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна ° .

Недостатком керноотборного снаряда является вероятность самозаклинивания керна вследствие его накопления из,. Я2,, 1819980 А1 ром керна. Сущность изобретения: керноотборный снаряд содержит бурильную головку 1, корпус 2, в котором размещена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами 4, концы которых направлены .наискосок вверх по ходу керна. Еерноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом между осями корпуса и керноприемной трубы. Причем упругие элементы размещены только со стороны эксцентриситета. При бурении вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1 и керноприемная труба 3. Выбуривае мый столбик керна 5 поступает в керноприемную .трубу в эксцентрично расположенный участок.и прижимается к упругим элементам, постепенно заполняя керноприемную трубу. 2 ил. за невозможности продвижения снизу вверх и возможности смец ения вниз дробленого керна.

Целью изобретения является предотвращение самозаклинивания керна ny" тем исключения накопления его в керноприемную трубе снизу вверх и смещения вниз по керноприемной трубе.

Достигается цель тем, что в керноотборном снаряде, содержащем бурильную головку, корпус, размещенную в нем керноприемную трубу, оснащенную упругими элементами, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна, керноприемная труба размещена эксцентрично, а упругие элементы расположены со стороны эксцентриситета.

1819980

Сущность изобретения заключается в следующем.

Наличие эксцентриситета создает центробежные силы, которые при вращении керноотборного снаряда воздействуют на каждый отдельный столбик керна, при этом в зоне контакта столбика или части столбика керна с поверхностью упругих элементов, распо- 10 ложенных со стороны эксцентриситета, возникает сила трения, равная или превышающая вес столбика керна в рабочем флюиде.

В керноотборном снаряде обеспечивается уравновешивание силы тяжести столбика керна о стенку керноприемной трубы. Одновременно при наличии обычно возникающих при бурении особенно твердых пород продольных коле- 20 баний керноотборного снаряда, частота которых обеспечивает величину ускорения движения снаряда и керна, большую величины ускорения силы тяжести, в фазе движения от забоя вверх 25 керн подхватывается отогнутыми концами проволок или пластин - упругих элементов, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна, и перемещается вместе с трубой вверх "no ходу" направления свободных концов npo" волочных или пластинчатых элементов керноприемной трубы.

В фазе колебания снаряда и керна по направлению к забою снаряд с керноприемной трубой движется со скоростью большей, чем скорость свободного падения керна в жидкости. В связи с малым коэффициентом и усилием трения между керном и упругими элементами керноприемной трубы при движении вниз происходит смещение керноприемной трубы вниз относительно керна,или, другими словами, перемещение керна вверх относительно керноприемной трубы. В последующем при каждом колебании процесс повторяется и каждый отдельный столбик или обломок керна перемещается по керноприемной (керноводной) трубе снизу вверх, не мешая заходу в керноприем- 50 ную трубу очередному столбику керна.

Таким образом, происходит последова" тельное заполнение керноприемной трубы сверху вниз.

На фиг.1 представлен керноотборный снаряд, в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Керноотборный снаряд содержит бурильную головку 1, корпус 2, в котором размещена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами 4, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна. Упругие элементы могут быть представлены "ворсом" из отогнутых по ходу керна (выше горизонтальной плоскости) снизу вверх проволочных и пластинчатых упругих элементов. Керноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом С. между осями корпуса и керноприемной трубы. Величина эксцентриситета практически равна радиусу вращения R центра массы столбика керна

5, так как упругие элементы размещены только со стороны эксцентриситета, т.е, со стороны, в которую смещена ось керноприемной трубы, радиального смещения столбика керна в сторону стенки керноприемной трубы с упругими элементами нет (подразумевается, что толщина "sopca из упругих элементов ориентировочно равна радиальному зазору "на сторону" между внутренней стенкой керноприемной трубы и боковой поверхностью столбика керна и керн расположен концентрично с керноприемной трубой). Расчет эксцентриситета осуществляют по определенной методике.

Керноотборный снаряд работает следующим образом.

При бурении с отбором керна вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1 и керноприемная труба 3, Выбуриваемый столбик керна 5 поступает в керноприемную трубу, а именно в ее часть, коаксиально расположенную в корпусе. Столбик может обломиться сам (при бурении в трещиноватых породах) или может быть обломлен на отдельные столбики заранее выбранной длины специальным керноломом известной специалистам конструкции (на фи» гурах не показан). При попадании в эксцентрично расположенный участок керноприемной трубы и вращении вместе с ней столбик керна под действием центробежной силы прижимается к "ворсу" - упругим элементам 4 и зависает в связи с тем, что сила трения столбика керна о поверхность, образованную концами отогнутых вверх упругих элементов 4, равна или превышает вес столбика керна в буровом флюиде.

5 1819980 6 этот процесс протекает в условиях, участок керноприемной трубы отделя" когда.керноотборный снаряд при буре- ется, перемещается вверх, не мешая нии колеблется в вертикальном направ- поступлению в трубу очередных выбулении. В фазе колебания снаряда по риваемых столбиков керна. направлению к забою происходит проскальзывание поверхности, образован- Ф о р м у л а и a o б р е т е н и я ной концами отогнутых упругих элементов, вниз по отношению к керну в свя- Керноотборный снаряд, содержащий зи с малым коэффициентом трения меж- ð бурильную головку, корпус, размещенду ними. В фазе колебания снаряда по ную в нем керноприемную трубу, оснанаправлению от забоя происходит под- щенную упругими элементами, концы кохватывание керна концами упругих эле- торых направлены наклонно вверх по ментов, направленных вверх, и переме- ходу керна, отличающийся щение его в пространстве вверх. В q5 тем, что, с целью предотвращения саитоге при постоянных колебаниях сна- мозаклинивания керна путем исключеряда происходит перемещение каждого ния накопления его. в керноприемной отдельного столбика керна вверх по . трубе, снизу вверх .и смещения вниз керноприемной трубе и заполнение ее по керноприемной трубе, керноприемстолбиками керна сверху вниз, причем 2О ная труба размещена эксцентрично, а каждый столбик керна после вхождения упругие элементы расположены со стокерна в эксцентрично расположенный роны эксцентриситета. . йФ

Составитель И.Ворожбитов

Редактор Т.Юрчикова Техред И.Моргентал Корректор А.Козориз

Заказ 2011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ho изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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