Устройство для захвата керна

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА КЕРНА , содержащее наружную трубу, внутренний керноприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, цанговьй кернорватель, соединение, кернорвателя с керноприемником и конусньй упор кернорвателя, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности отбора керна посредством получения сигнала о положении кернорвателя и его взаимодействия с керном, конусный упор кернорвателя выполнен в виде размещенной в. кольцевой полости подпружиненной и подвижной относительно наружной трубы дроссельной втулки, при этом соединение цангового кернорвателя с керноприемником выполнено подвижно-фрикционньм. ш

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

237 А (19) (И) 3(511 Е 21 В 25 00

-Е.(Р1-1;(;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3497448/22-03 (22) 06.10.82 (46) 30.04.84. Вюл, Ф 16 (72) Г.И.Антонов и В.А.Рыжов (71) Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (53) 622.243. 64(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 757684, кл. Е 21 В 25/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР .Ф 883320, кл. Е 21 В 25/00, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА KEPНА, содержащее наружную трубу, внутренний керноприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, цанговый кернорватель, соединение кернорвателя с керноприемником и конусный упор кернорвателя, î T л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности отбора керна посредством получения сигнала о положении кернорвателя и его взаимо- " действия с керном, конусный упор кернорвателя выполнен в виде размещенной в кольцевой полости подпружиненной и подвижной относительно наружной трубы дроссельной втулки, при этом соединение цангового кернорвателя с керноприемником выполнено подвижно-фрикционным.

1089237

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения скважин с отбором керна.

Известны устройства для захвата керна, содержащие наружную трубу„ 5 цанковый кернорватель и конусный упор (1)

Недостатком этих устройств является низкая надежность из-за неопределенности положения кернорвателя при перемещении устройства относительно керна.

Более совершенны устройства, где перемещение кернарвателя производится принудительно. 15

Известное устройство для захвата керна, содержащее наружную трубу, внутренний кернаприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, 2О цанговый кернорватель, соединение кернорвателя с кернаприемником и канусный упор кернорвателя (2) .

Однако принудительное перемещение кернорвателя также не обеспечивает надежного захвата. керна из-sa отсутствия контроля за положением кернорвателя и керна.

Цель изобретения — повышение надежности отбора керна посредством ЗО

1 палученин сигнала а положении кернорвателя и его взаимодействии с кернам.

Поставленная цель достигается тем; что в устройстве длн захвата керна, содержащем наружную трубу, внутренний кернаприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, цанковый кернорватель, соединение кернорва- 4О теля о кернаприемник и конусный упор кернорвателя, последний выполнен в виде размещенной в кольцевой полости подпружиненной и подвижной относительно наружной трубы дроссель-45 ной втрулки, при этом соединение цангаваго кернарвателя с кернаприемником выпанена подвижно-фрикцианньм.

На фиг. 1 показано устройство для захвата керна., общий вид, продольный разрез при спуске на забой, на фиг. 2 — -.а же, при бурении; на фиг. 3 — та же, при отрыве керна.

Устройство для захвата керна включает наружную трубу 1, внутренний невращающийся керноприемник 2, коронку 3, переходник 4 с подвесным устройством керноприемиика 5, цанговый кернорватель 6, и ега конусный упор в виде дроссельной втулки 7 с пружиной 8. Наружная новерхность кернорвателя 6 в верхней части выполнена цилиндрической, а в нижней - конической. Он имеет несколько параллельных продольной аси вырезов 9. Вырезы в нижней части имеют открьпый конец к нижнему торцу, а в верхней — к верхнему.

3а счет такого расположения вырезов обеспечивается увеличенная пружинящая способность цилиндрической части кернорвателя, образующей с сопряженными поверхностями кернаприемника подвижно-фрикционное соединение, в котором кернорватель удерживается благодаря упругости разрезной стенки цилиндрической части. Втулка 7 имеет внутри коническую поверхность, соответствующую конической поверхности кернорвателя. Она установлена подвижно в проточке нижней части кольцевой нагнетательной полости 10. Осевое перемещение втулки в кольцевой полости ограничено кольцевым уступом 11 проточки и коронкой 3. В верхней части наружная труба 1 перекрыта переходником 4 с подвесным устройством 5, обеспе" чивающим соединение керноприемника с переходником и его вращение, а также гидравлическую связь межтрубной кольцевой полости устройства с нагнетательным каналом бурильных труб (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

При спуске бурового снаряда на забой втуле 7 усилием пружины 8 удерживается в верхнем положении и сапрнгаетсн своей конической поверхностью с кернарвателем 6 (фиг.1), В конце спуска включают подачу промывочной жидкости в бурильные трубы. Давлени и жидкости канусная втулка 7 перемещается вниз, сжимая пружину 8, а лепестки кернарвателн стремятсн переместиться ь сторону продольной оси снаряда, обжимая нижний конец кернаприемника (фиг.2).

Между коническими поверхностям;3 втулки 7 и кернорвателя 6 образуется кольцевая щель 12, площадь поперечного сечения которой меньше площади поперечнага се--.eíия полости 10. Эта щель создает гидравлическое сопротивление, пропорцианаль †:îi 089237

10 этого давления определяется на поверхности бурильщиком по манометру.

Зто "рабочее давление" при поступлении керна в керноприемник.

Наблюдая на поверхности за механической скоростью бурения и давлением промывочной жидкости в трубах„ бурильщик может контролировать процесс бурения. Так, например, если механическая скорость буренин оптимальна для данной породы, а давление жицкости имеет величину "рабочего давления", то бурение осуществляется успещно и керноприемник заполняется керном. Если механическая скорость бурения увеличилась, а дав- 30 ление жидкости снизилось до величины "давления промывки", то это говорит о том, что происходит размыв. керна и он не поступает в керноприемник.

Если мех -:ническая скорость бурения резко снизилась, а давление жидкости находятся на уровне "рабочего давления", то произошла самозаклинка керна в керноприемнике и керн не поступает в него. Получая такую one- 40 ративную информацию в процессе бурения, бурильшик имеет воэможность следить эа наполнением керноприемника керном и, при необходимости, принимать меры, обеспечивающие поступлено ние керна в керноприемник путем измерения режима бурения. ко;и-;р проходки выключается подача промывочной жидкости в трубы и вращение. снаряду дается натяжка вверх, вновь включается подача жидкости в трубы и производится подъем .наряд=.. При снятии давления жидкости н трубах усилием пружины 8 втулка / перемещается вверх до сопряжекоторому изменяется давление промывочной жидкости в трубах. Величина давления определяется на поверхности бурильщиком по манометру и является "давлением промывки". Снаряд опускается на забой и включается вращение колонны, При бурении скважины, по мере углубки снаряда в породу, выбуренный керн заходит в кернорватель 6, разжимая его в сторону втулки 7. При этом уменьшается площадь поперечного сечения кольцевой щели 12 и давление жидкости в трубах увеличивается. Величина ния конических поверхностей втулки и кернорвателя 6, и обжимает снаружи кернорВатель, который вдавливается в керн. При натяжке снаряда

5 вверх наружная труба 1 с коронкой 3

IH керноприемник 2 приподнимается над забоем. В начале перемещения снаряда кернорватель 6 и втулк» 7 не перемещаются вверх, так как кер.норватель вдавлен в керн, а усилия сжатой пружины 8 недостаточно для отрыва керна. Соединением кернорвателя с керноприемником, создаваемым силой трения его пружинящей цилиндрической части, обеспечивается перемещение нижнего конца керноприемника относительно кернорвателя. При сопряжении верхнего торца коронки 3 с нижним торцом втулки 7 усилием натяжки снаряда вверх керн отрывается ат забоя (см, фиг. 3). Так как коническая поверхность кернорвателя 6 и втулки 7 сопряжены (отсутствует кольцевая щель 12), то при подаче жидкости в трубы на поверхности по манометру наблюдается разное повышение давления. Оно будет выше, чем

"рабочее давление". Зто говорит о том, что керн отобран.

Если при натяжке кернорватель 6 не захватит керн, то при перемещении снаряда вверх кернорватель не переместится вниз относительно керноприемника 2 и при подаче жидкости в трубы втулка 7 переместится вниз относительно кернорвателя, образуя кольцевую щель 12 (фиг. 2). При этом на поверхности манометр будет показывать "рабочее давление". Если же в полости кернорвателя отсутствует керн, то манометр покажет "давление промывки". При неудачной попытке захвата керна продолжают бурение на 10-15 см, после чего срыв керна повторяют.

Предлагаемое устройство повьппает надежность отбора керна, обеспечивает повышение качества керна, исключает затраты времени на дополнительные спуско-подъемные операции, связанные с повторным спуском снаряда для извлечения оставленного на забое керна и, в конечном счете, повышает производительность труда при бурении с целью отбора керна.

1089 237

1089237

Редактор E.Ëóøíèêîâà

Заказ 2889/28 Тираж 564

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель В.Акслер

Техред,Л.Микеш Корректор И.Эрдейи