Устройство для нанесения ориентированной метки на забой скважины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««883371 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.03.80 (21) 2894583/22-03 (51) M. Кд.

Е 21 В 47/02

Е 21 В 49/00 с присоединением заявки Ла

9кудэрстэееный кэмнтет

СССР (23 } П р нори тет пе лелем иза4ретений н открытий

Опубликовано 23.11.81 Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23.11.81 (53 } УД К 622.243, .64 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Бодрых и О. В. Ошкордин

Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им, В. В.. Вахрушева Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ОРИЕНТИРОВАННОЙ МЕТКИ

НА ЗАБОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к бурению геологораведочных скважин и может быть использовано для получения ориентированного керна в наклон. ных, искривленных скважинах при геологической съемке, поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для получения ориентированного керна, содержащее узел маркировки керна и регистратор апсидального направления, фиксирующий положение метки, наносимой на поверхность керна в процессе бурения относительно апсидальной плоскости скважины (1).

Недостатком устройства является низкая надежность и трудоемкость отбора ориентиро ванного керна.

Известен керноскоп "КО", состоящий из зубчатого переходника, корпуса, ведущей трубы, зубчатой муфты, передающей вращение от ведущей трубы на корпус при чистке и выравнивании забоя, отбурочного снаряда с шарниром, трубой и коронкой, штифта, соединяющего отбурочный снаряд с корпусом керноскопа и специального долота для чистки забоя, в котором выполнено специальное направляющее отверстие и помещен регистратор апсидального направления. Регистратор апсидального направления выполнен в виде стапьного стеряжя, фиксированного в полости направляющего отверстия установочным штифтом. Стержень погружен в S o-ный раствор медного купороса.

Выбуриваемая на забое метка ориентируется по углу между плоскостью направляющего отверстия и большей осью мениска осадка меди на стальном стержне, которая находится в апсидальной плоскости скважины. Осаждение меди на поверхности стального стержня иэ раствора медного купороса происходит за счет электродного потенциала стержня при

30 — 40 минутной выдержке керноскопа на забое но окончании сверления метки (2).

Недостатками керноскопа является ограниченность применения по глубине скважин, невысокая точность и необходимость выдержки, что снижает производительность буровых работ. Эти недостатки связаны с тем что осаждение меди на стержне регистратора апсидального направления под действием элект883371

1О родного потенциала стержня происходит не только во время выдержки керноскопа на забое, но и во время спуско-подъемных операций, выбуривания метки, и т.д. В результате, даже при очень длительной выдержке мениск получается размытым, нечетким. На больших глубинах (800 м и более) велико чи.ло отказов, когда мениск не образуется.

Обусловленная этим низкая точность и надежность ориентирования керна сдерживает внедрение кернометрических исследований в практику геологоразведочных работ.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что уст- IS ройство снабжено установленным на отбурочном снаряде магнитом и магнитоуправляемыми контактами, расположенными на стержне, причем последний выполнен из металла имеющего положительный электрический потенциал. 2О

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для нанесения ориентированной метки на забое скважины, исходное положение; на фиг. 2 — положение отбурочного снаряда по окончании выбуривания метки, 25

Предлагаемое устройство включает зубчатый переходник 1, со штифтом 2, корпус 3, центратор 4, зубчатую муфту 5, специальное долото 6, с направляющим отверстием Q и полостью Е, наполненную электролитом (например 5%»ный водный раствор Си,804 в смеси с 10%-ной серной кислотой и 20%-ного этилового спирта). В направляющем отверстии С1 размещен отбурочный снаряд, состоящий из коронки 7, трубы 8 и шарнира 9, на котором с помощью резьбы установлена каретка

10 с контргайкой 11 и постоянным магнитом

12. Шарнир 9 соединен с зубчатой муфтой 5 посредством шариков 13.

В полость о специального долота 6 поме40 щен ориентирующий стержень 14, выполненный из металла, электродный потенциал которого положителен по отношению к раствору электролита (например, хромированная нержавеющая сталь), изолированный от корпуса 3 и специального долота 6 втулкой 15 из диэлектрического материала (например, из текстолита), закрепленной в полости 3 с помощью резьбы, В верхней части стержня 14 на резьбе закреплен корпус 16 иэ диэлектрика (например, из текстолита), в котором помещен; источник тока 17 (например, батарея из элементов 316

"Сириус" ),с отрицательным контактом соединенным со стержнем 14 и положительным контактом 3, соединенным с герконом

18, помещенным в тот же корпус 16. Контакт геркона 18 соединен со специальным долотом 6 посредством клеммы 17. Фиксация стержня 14 в плоскости направляющего о"верстия . a осуществляется установочным штифтом 19, Принцип работы устройства следующий.

После спуска устройства на забой скважины производится чистка и выравнивание забоя скважины специальным долотом 6 на поциженных технологических параметрах режима бурения (осевая нагрузка 150 — 200 кГс, скорость вращения снаряда 100-150 об/мин).

При этом осевая нагрузка на забой передается через штифт 2, а крутящий момент через зубчатую муфту 5, соединенную с колонной бурильных труб, зубчатый переходник 1 и корпус 3. По окончании чистки и выравнивания забоя производится срезание штифта 2 путем повышения осевой нагрузки до 400—

600 кГс, в результате чего отбурочный снаряд освобождается, Далее производится выбуривание на забое метки коронкой 7 отбурочного снаряда. Осевая нагрузка и крутящий момент передаются через зубчатую муфту 5, шарика 13 шарнира 9 и трубу 8. В процессе выбуривания метки отбурочный снаряд перемещается вниз по окончании выбуривания метки постоянный магнит 12 устанавливается вблизи корпуса 16 напротив геркона 18. Регулировка точности установки осуществляется посредством каретки 10 и контргайки 11. При этом геркон 18 под действием магнитного поля магнита 12 замыкает электрическую цепь: "пщос" источника тока 17, геркон 18, долото 6, электролит, стержень 14, "минус" источника тока 17. В результате электролиза на поверхности стержня 12 отлагается медь.

Мениск горизонтальной поверхности жидкого электролита на поверхности стержня 14 имеет вид эллипса, большая ось которого расположена в апсидальной плоскости, чем и достигается ориентация метки, гак как стержень 14 фиксирован штифтом 19 в плоскости направляющего отверстия С1 и имеется возможность на поверхности измерить угол между большей осью эллипса мениска меди и плоскостью отбуривания метки.

По окончании выдержки 10 — 15 мин отбу.:>очный снаряд вместе с магнитом 10 поднимается вверх, геркон 18 размыкаег электрическую цепь и отложение мели прскращаеэся.

Далее производи1ся подъем снаряда на поверхность, разборка усгройства, извлсчсние стержня 14 и замер угла между большей осью эллипса мениска осадка меди и нулевой риской (плоскостью отбурки метки) . Выбуринание ориентированного керна проиэводи ся следующим рейсом.

Внедрение устройства для нанесения ориентированной метки на забой скважины позво лит значительно расшири1ь облесlь кернометрических исследований, иовыси ь их lonnoclh, 883371

12

Фиг 2 надежность и производительность. Предварительный расчет показывает, что экономический эффект от внедрения устройства ло

Уральскому ТГУ может составить 30 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для нанесения ориентированной метки на забой скважины, содержащее корпус, с долотом, отбурочный снаряд, связанный с корпусом посредством шарнирного соединения зубчатой муфты и срезаемого штифта, регистратор апсидального угла, включающий емкость заполненную электролитом с размещенным в ней металлическим стержнем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, -с целью повышения точности нанесения метки, оно снабжено уста» ловленным на отбурочном снаряде магнитом и магнитоуправляемыми контактами, расположенными на стержне, причем последний вы« полнен из металла, имеющего положительный электрический потенциал.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 343о29, кл. E 21 В 49/00, 1972.

2. Керноскоп "K0" и Кернометр "Пà — 1"., Практическое руководство по отбору и исследованию ориентированного керна". Свердловск, 1975.

ВНИИПИ Заказ 10149/47

Тираж 630 Подписное

Филмал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4