Колонковый снаряд

 

Использование: бурение скважин с отбором керна съемным керноприемником. Сущность изобретения: колонковый снаряд содержит наружную трубу и съемный керноприемник с узлом фиксации в виде корпуса со стопорными элементами в виде плашек. Перемещение плашек обеспечивается плунжером, кинематически связанным с ними дугообразными рычагами и взаимодействующим с поплавковым клапаном камеры гидравлического запорного механизма. Корпус узла фикса ции имеет группу каналов, сообщающих камеру с каналом наружной трубы. Циркуляция жидкости по этим каналам меняется в зависимости от перемещения плашек и плунжера. Изменения циркуляции жидкости создают колебания деталей, способствующие извлечению керноприемника. 1 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 25/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763654/03 (22) 04,12,89 (46) 23,01,93, Бюл, М 3 (71) Южно-Казахстанское производственное геологическое объединение "Южказгеология" (72) Т.Н.Мендебаев (56) Патент США N 3481412, кл, 175 — 247, опублик. 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 1439204, кл. Е 21 В 25/02, 1987, (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57) Использование: бурение скважин с отбором керна съемным керноприемником, Сущность изобретения; колонковый снаряд

Изобретение относится к геологоразведочным работам, а именно к техническим средствам бурения скважин с гидротранспортированием съемного керноприемника.

Известно колонковое долото, содержащее наружную трубу, гидротранспортируемый съемный керноприемник с обратным клапаном и манжетой.

Недостатком данного колонкового долота является то, что при этом не создается дополнительная подъемная сила для гидротранспортирования съемного керноприемника, что ограничивает глубину бурения.

Известен колонковый снаряд, выбранный в качестве прототипа, содержащий наружную трубу с внутренней расточкой и съемный керноприемник с узлом фиксации в виде корпуса с выдвижными стопорными элементами и с гидравлическим запорным механизмом, имеющим сообщающуюся с каналом наружной трубы камеру с установленным внутри нее поплавковым каналом.

„„. Ы„„1789656 А1 содержит наружную трубу и съемный керноприемник с узлом фиксации в виде корпуса со стопорными элементами в виде плашек, Перемещение плашек обеспечивается плунжером, кинематически связанным с ними дугообразными рычагами и взаимодействующим с поплавковым клапаном камеры гидравлического запорного механизма. Корпус узла фиксации имеет группу каналов, сообщающих камеру с каналом наружной трубы, Циркуляция жидкости по этим каналам меняется в зависимости от перемещения плашек и плунжера, Изменения циркуляции жидкости создают колебания деталей, способствующие извлечению керноприемника, 1 ил, Недостатком этого колонкового снаряда также является отсутствия в его составе элементов, позволяющих создавать дополнительную подъемную силу, что снижает надежность его работы.

Цель изобретения — повышение надеж- 0 ности. (Л указанная цель достигается тем, что в (Ь колонковом снаряде содержащий наружную трубу с внутренней расточкой и съемный керноприемник с узлом фиксации в д виде корпуса с выдвижными стопорными элементами и с гидравлическим запорным механизмом, имеющим сообщающуюся с каналом наружной трубы камеру с установленным внутри нее поплавковым клапаном, он снабжен подвижным подпружиненным плунжером, имеющим кулачковые выступы на боковой поверхности и конический участок, взаимодействующий со стопорными элементами и с размещенным внутри камеры направляющим стержнем с перепускным нагнетательным каналом, а стопорные

1789656 элементы выполнены в виде кинематически связанных дугообразными рычагами с кулачковыми выступами плунжера плашек, имеющих наклонные лыски, сопряженные с коническим участком плунжера, при этом поплавковый клапан и плунжер установлены подвижно внутри камеры на направляющем стержне," корпус выполнен с группой каналов, сообщай@их камеру с каналом наружной трубы в зойе над плашками, а плашки установлены с возможностью разделения камеры на подплунжерную и надплунжерную зоны и частичного перекрытия каналов корпуса.

Проведенный сопоставительный анализ с аналогичными техническими решениями и прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый колонковый снаряд отличается наличием в конструкции подвижного подпружиненного плунжера, формой его взаимодействия со стопорными элементами и с размещенными внутри камеры направляющем стержнем с перепускным нагнетательным каналом, а также выполнением стопорных элементов в виде кинематически связанных дугообразными рычагами с кулачковыми выступами плунжера плашек, имеющих наклонные лыски сои ряженные с коническим участком плунжера, выполнением корпуса с группой каналов и размещением плашек с возможностью разделения камеры на подплунжерную и надплунжерную зоны и периодическим перекрытием каналов корпуса.

Таким образом, заявляемый колонковый снаряд соответствует критерию изобретения "Новизна".

Исследование известных технических решений в области бурения скважин показывает, что благодаря новой совокупности отличительных признаков, в подплунжерной зоне камеры создается ударное давление промывочной жидкости, по величине превосходящей давление в надплунжерной зоне сообщающиеся с каналом наружной трубы, под действием чего подвижный плунжер перемещаясь верх по направляющему стержню за счет энергии удара и пружинной связи с корпусом создает страгивающий моме н т для схода-съ емного керноприемника с рабочего положения, упреждающий резкого роста давлений промывочной жидкости в нагнетательной линии, Дальнейшем при движении съемного керноприемника верх по внутренней полости колонны труб, создания периодического ударного давления в подплунжерной зоне камеры корпуса поддерживается положением плунжера, его пружинной связью с кор5

55 пусом, кинематически связью дугообразных рычагов с кулачковыми выступами плунжеров и плашками, группой каналов и периодическим перекрытием каналов корпуса плашками.

Кроме того, дугообразные рычаги совершая угловые движения с размахом в пределах поперечных габаритных размеров корпуса, также создают дополнительную подъемную силу для выноса сьемного керноп риемника.

Приведенная совокупность отличительных признаков, проявление ими новых свойств позволяют достичь повышения надежности, на основании чего можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежом, где показан продольный разрез колонкового снаряда в исходной позиции.

Колонковый снаряд содержит наружную трубу 1 с внутренней расточ кой 2. Внутри наружной трубы 1 установлен съемный керноприемник образованный корпусом 3, крутящимся диском 4, подшипниковым узлом 5 и керноприемной трубой 6. Внутри камеры корпуса 3 размещен направляющий стержень 7 с перепускным нагнетательным каналом 8, а также подвижно на направляющем стержне 7 поплавковый клапан 9 и подвешанный на пружине 10 плунжер 11, с кулачковыми выступами 12 и нижним коническим участком 13, взаимодействующие с выдвижными стопорными элементами выполненные в виде дугообразных рычагов 14 шарнирно зафиксированные в проемах 15 и размещенных в сквозных выемках с возможностью перемещения плашек 16 с наклонными лысками 17, разделяющие камеру корпуса 3 на подплунжерную 18 и надплунжерную зону 19, При этом корпус 3 выполнен с группой нижних 20 и верхних 21 каналов, сообщающих камеру с каналом наружной трубы 1.

Колонковый снаряд работает следующим образом, После достижения съемным керноприемником рабочего положения внутри наружной трубы 1, подвижный плунжер 11 под действием давлений промывочной жидкости передаваемой через поплавковый клапан 9 идет вниз по направляющему стержню 7, одновременно сжимая пружину

10 выталкивает нижним коническим участком 13 плашки 16 в расточки 2.

При этом откроется перепускной нагнетательный канал 8 и промывочная жидкость, необходимая для бурения через нижние каналы 20 поступает на забой скважины, а

1789656 подшипниковый узел 5 обеспечивает неподвижность керноприемной трубы 6 относительно вращающиеся наружной трубы 1.

При прекращении процесса бурения и снятий давлений промывочной жидкости, пружина 10 за счет упругости возвращает подвижный плунжер 11 в исходную позицию, поплавковый клапан 9 перекроет перепускной нагнетательный канал 8 и верх камеры корпуса 3, Необходимости выноса съемного керноприемника из скважины и подачи промывочной жидкости в затрубное пространство промывочная жидкость через нижние каналы 20 попадает в подплунжерную зону 18 камеры, создавая в ней ударное давление выталкивает подвижный плунжер 11 верх, одновременно растягивая пружину 10 и вытесняя промывочной жидкости из надплунжерной зоны 19 через проемы 15 в канал наружной трубы 1, В конце движения верх подвижный плунжер 11 наносит удар по низу поплавкового клапана 9, создавая страгивающий момент съемного керноприемника. При выходе конического участка 13 плунжера 11 из контакта с наклонными лысками 17 плашек 16, дугообразные рычаги 14 соприкасаясь с кулачковыми выступами 12, выталкивает плашки 16 по сквозным выемкам во внутрь корпуса 3, создавая дополнительную подъемную силу за счет размаха, откроются верхние каналы 21 для прохода жидкости, после чего давление жидкости в

Формула изобретения

Колонковый снаряд, содержащий наружную трубу с внутренней расточкой и съемный керноприемник с узлом фиксации в виде корпуса с выдвижными стопорными элементами и с гидравлическим запорным механизмом, имеющим сообщающуюся с каналом наружной трубы камеру с установленным внутри нее поплавковым клапаном, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен подвижным подпружиненным плунжером, имеющим кулачковые выступы на боковой поверхности, и конический участок, взаимодействующий со стопорными элементами, размещенным внутри камеры направляю5

35 подплунжерной зоне 18 падает, подвижный плунжер 11 пружиной 10 возвращается в исходную позицию, выталкивая плашки 16 в сторону расточки 2, прикрывая верхние каналы 21, давление в подплунжерной зоне 18 вновь возрастает. Цикл повторяется. При этом элементы совершающие движения скомпонованы так, что дугообразные рычаги не контактируют с внутренней поверхностью бурильных труб, и съемный керноприемник на крутящихся дисках 4, диаметром близких к внутреннему диаметру труб, под действием суммарных подъемных сил поднимается на дневную поверхность, Предлагаемый колонковый снаряд может быть изготовлен в соответствии с существующими стандартами съемных керноприемников, находит преимущественное применение при бурении глубоких скважин. Проведением серии испытании на действующих скважинах с использованием буровой установки УКБ-5 установлено, что по сравнению с имеющимся буровым снарядом с гидротранспортированием съемного керноприемника, предлагаемый колонковый снаряд обеспечивает улучшения следующих технических показателей; потребное количество давлений промывочной жидкости необходимой для выноса съемного керноприемника уменьшается на 30-40, скорость движения увеличивается на 3035, Кроме этого создаются предпосылки для увеличения глубины бурения скважин иуменьшаются вероятность гидроразрыва пластов. щим стержнем с перепускным нагнетательным каналом, а стопорные элементы выполнены в виде кинематически связанных дугообразными рычагами с кулачковыми выступами плунжера плашек, имеющих наклонные лыски, сопряженные с коническим участком плунжера, при этом поплавковый клапан и плунжер установлены подвижно внутри камеры на направляющем стержне, корпус выполнен с группой каналов, сообщающих камеру с каналом наружной трубы в зоне под плашками, а плашки установлены с возможностью разделения камеры на подплунжерную и надплунжерную зоны и частичного перекрытия каналов корпуса.

1789656

Составитель Т. Мендебаев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Редактор Е, Козлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1р1

Заказ 334 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5