Колонковый снаряд

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 569697 (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 26.06.75 (21) 2148352/03 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.77Бюллетень №31 (45) Дата опубликования .описания 24.09.77 (5Ц И. КлР

Е 21 В 25/00

Гасударственный номнтет

Совета Мнннотров СССР оо делам нзобретеннй н OTKpbITHN (53) УДУ 622.243, 63.05 (088.8) {72) Авторы изобретения

И. П. Йороднов, И. Г. Бородацкий и В. А. Шевченко

Северо-Кавказский государственный научно-исслед и проектный институт нефтяной промьпилент (71) Заявитель (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

Изобретение касается горного дела, в ,частности устройств для бурения с отбором керна.

Известны колонковые снаряды, в которых для повышения выхода керна и его сохранности керноприемная труба снабжена подвиж ным эластичным керноприемником (1).

Известен также колонковый снаряд, со держащий корпус с породоразрушающим наконечником, керноприемную трубу с подвижным то эластичным керноприемником и механизм перемещения эластичного керноприемника в виде подвижного центрального стержня со стопорным захватом (2 J.

Наличие в известном колонковом снаряде механизма перемещения эластичного керноприемника, работающего независимо от величины наполнения трубы керном, устраняет воздействие на керн продольной нагрузки. 20

Однако для работы такого механизма требуется остановка процесса бурения через каждые 800 мм долбления (прекращение цирку™

Ляпин жидкости и вращения инструмента), Последнее отрицательно сказывается на сос 25 тояние скважины и вызывает зашламование каналов в снаряде.

Йля повышения надежности работы колонкового снаряда в предлагаемом колонковом снаряде, состоящем из корпуса с породораэ рушакяпим наконечником, керноприемной трубы с подвижным эластичным керноприемнн- ком и механизма перемещения эластичного керноприемника в виде подвижного централь ного стрежня со стопорным захва1ом, иа корпусе установлена с возможностью ародоль ного перемещения относительно корпуса цод вижная обойма, а механизм перемещения эластичного керноприемника связан с обой мой при помощи траверсы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый колонковый снаряд в разрезе, общий вид; на фиг.2 общий вид колонкового снаряда в разрезе в процессе бурения скважины на фиг. 3 дано сечение по А-А на фиг. 1.

Колонковый снаряд состоит из корпуса 1, на котором подвижно устанавливается обоФма 2.

Корпус 1 состоит из верхней трубы 3, которой через переводник присоединяется

569697

3 бурильный инструмент, и нижнего патрубка

4, к которому присоединяется породоразрушакиций наконечник 5.

В трубе 3 вдоль образующей выполнен паз 6. Длина паза 6 соответствует проходке эа долбленые.

Обойма 2 выполнена в виде трубы и сос тоит иэ армированного для износоустойчивости твердь!м сплавом сменного наконечника 7 размером большим, чем диаметр наконечника )p

5 и гильзы 8. Наконечник 7 снабжен промывочными, каналами 9.

Для предотвращения перетоков промывоч.ной жидкости из трубного пространства в затрубное при движении обоймы 2 вдоль кор-))5 пуса 1 последняя снабжена уплотнительными кольцами 10 и 11 и скребком 12.

На гильзе 8 жестко крепится обтекаемой формы траверса 13. Траверса 13 с зазором пропускается в паз 6 корпуса 1 и свободно связывается со стержнем 14. Стержень 14 может передвигаться относительно керноприемной трубы 15. Длина стержня подбирает ся цо величине проходки за долбленые.

Керноприемная труба 15 крепится в кор- р5 пусе 1: при помощи втулки 16, имеющей каналы 17 для циркуляции жидкости, и под шипника 18. Втулка 16 при этом размещается между свинченными трубой 3 и патруб-) ком 4. Для уменьшения износа подшипник 30

18 герметизируется уплотнительными кольцами 19 и 20, С керноприемной трубой 15 жестко устанавливается зажим 21. Положение стержня

14 относительно: керноприемной трубы у

15 фиксируется. Нижняя часть керноприем« ной трубы 15 оборудована ножами 22.

Внутренний размер между ножами 22 меньше, чем диаметр выбуриваемого керна. Керноприемная труба 15 центрируется в наконеч- yQ нике 5 за счет кольцевой вытачки 23, выполненной заодно с наконечником 5. В собранном снаряде между кенроприемной трубой

15 и выточкой 23 всегда имеется гарантированный зазор. 45

В пространстве между ножами 22 (см. фиг. 3) монтируется эластичный керноприем-, ник в виде лент 24, практически полностью перекрываю))!их внутреннюю поверхность кер-. ноприемной трубы 15. Поверхность лент 24, )0 соприкасающаяся со столбиком керна, выпол-, няется шероховатой, радиусом, равным половине диаметра выбуриваемого керна.

Внутри кер)!о!)риемной трубы 15 ленты 24 .соед!!няются в одно целое с помощью пробки Й

25 и надетой на нее шайбы 26 и фиксируют

i)} и завороте стержня 14, Пробка 25 в на) о))е )))и)!е,) фиксируется )))!)ил),кой 27. 1- азмер шпильки 7 выбирается на основе величи))! ! !, о))))))е)м)!нес)!ОГО !!авве))))я п))я )в)эе дотврашения преждевременного затягивания лент 24 внутрь керноприемной трубы 15.

Постоянное натяжение лент 24 осуществляется с помощью кольца 28, перемещающегося по керноприемной трубе 15, с некьторым сопротивлением. Ниже керноприемной трубы 15 размещается кернодержатель 29.

Обойма 2 опирается на торец 30 и фик сируется от перемещений при спуске буриль ного инструмента шпилькой 31.

Работает колонковый снаряд следующим образом.

Стержень 14 располагается внутри керноприемной трубы 15, опираясь на траверсу 13, ленты 24 размещаются на внеш« ней поверхности керноприемной трубы 15, пробка 25 закрепляется шпилькой 27 в наконечник 5.

В процессе бурения при передачи осевой нагрузки шпильки 27 и 31 срезаются: корпус 1 и связанная с ней керноприемная тру» ба 15 относительно обоймы 2 перемещаки ся вниз и постепенно затягивают пробку 25 с лентами 24 внутрь кернонриемной трубы 1 5.

В то же время обойма 2, траверса 13 и опертый на нее стержень 14, упираясь в уступ, образованный при бурении породоразрушающим наконечником меньшего размера, сохраняют в скважине постоянное положение. Обойма 2 при этом синхронно вращается с бурильным инструментом, но в процессе бурения остается разгруженной от осевого давления.

Образующийся столбик керна, пройдя мимо ножей 22, поступает в керноприемную трубу 15. Основное назначение ножей 22— создание сил трения, препятствующих вращению керноприемной трубы 15 относительно керна.

Применение ножей 22 и подшипника 18 способствует сохранению неподвижности кем. ноприемной трубы 15 относительно столбика керна и увеличению долговечности лент 24.

Сочетание неподвижных в осевом направлении обоймы 2, траверсы 13, стержня 14 и подвижных корпуса 1 и керноприемной трубы 15 позволяет стягивать ленты 24 с наружной поверхности керноприемной трубы

15 и помешать их внутрь, увлекая при атом керн и устраняя его разрушение.

Особенность предлагаемой конструкции колонкового снаряда состоит в том, что вытягивание из хра! илища и надевая!!е с обжатием на керн лент 24 кериоприемной трубой 15 происходит механически при передаче осевой нагрузки на корпус 1 по мере углубления екважи))) и о) .))о))! еменно с в).)бур))))!)))))е м столби);)) ) ñ ð))i).

569697

В процессе долбления надевание лент на керн поддерживается йепрерывно.

На фиг. 2 приведен общий вид колонхового снаряда в процессе бурения с корпусом частично смещенным относительно обоймы, 5 одертой на уступ, и неполностью заполнен ной херноприемной трубой.

При заполнении .керноприемной трубы 15 керном обойма 2 упирается в торец 32, на конечника 5 и перестает углубляться. Это lO является сигналом к подьему бурильного инструмента.

При подьеме бурильного инструмента сбой ма 2 повторнО садится на торец 30, а стер жень 14 относительно керноприемной трубы l5

15 фиксируется шпилькой 31. Зажим 21 одностороннего действия свободно пропускает стержень 14 вверх относительно керноприемной трубы 15 и предотвращает перемещение его относительно керноприемной трубыЗ

15 вниз при периодических отрывах долота от забоя. В последующий момент срабатывает кернодержатель 29.

Гидравлические сопротивления, вознихаи>шие в промывочной системе предлагаемого колонкового снаряда, сравниваются с сопротивлениями при использовании двойных колонковых снарядов обычных конструкций, при этом используется промывочная жидкость с различными наполнителями.

Колонковый снаряд повышает надежность при бурении и позволяет улучшить техникоэкономические похазатепи за счет непрерыв ности процесса бурения с отбором керна длиной .до 6 м.

Формула изобретения

Колонковый снаряд,. содержащий корпус с породоразрушаюшим наконечником, херноприемную трубу с подвижным эластичным кернопрнемником и механизм перемещения эластичного керноприемниха в виде под вижного центрального стержня со стопорным захватом, о т л и ч а ю ш и Й с я тем, что, с целью повышения надежности колонкового снаряда в работе, на хорпусе уста новлена с возможностью перемещения относительно корпуса подвижная обойма, а м ханизм перемещения эластичного кернопрнемника связан с обоймой посредством траверсы.

Источники информапли, принятые во внимание прн экспертизе:

1. Патент Великобритании N 842302, хп. 85 А, опубп. 1958, 2. Патент США No3012632,,хп 175226, опубп. 1961.

569697

А-А

Составитель В. Ахслер

Текред А. Демьянова Корректор А. Власенко

Редактор Т. Шагова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3080/52 Тираж 757 Подписное в СССР

UHHHfIH Государственного комитета Совета Министров С по делам изобретений и открытий

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