Съемный пробоотборник

 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для отбора керна малого диаметра, в том числе, для отбора радиоактивного керна при горизонтальном бурении. Съемный пробоотборник содержит ловильный захват, стопоры и полый ствол. Полый ствол выполнен с возможностью размещения в колонковой трубе и восприятия крутящего момента от последней. На полом стволе размещена подпружиненная цанга с захватным фиксатором. Захватный фиксатор снабжен продольными выступами. Также на полом стволе имеются продольные пазы. В них помещены продольные выступы фиксатора. Продольные впадины выполнены в колонковой трубе. Верхний участок продольных пазов имеет уменьшенную глубину. 7 ил.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для отбора керна малого диаметра, в частности, для отбора радиоактивного керна ("горячей пробы") при горизонтальном бурении технозоны на аварийных АЭС снарядами со съемными керноприемниками (ССК).

Известны снаряды со съемными керноприемниками для бурения горизонтальных и восстающих скважин, выпускаемых фирмой Longyear (США) [1].

Колонковый набор фирмы Longyear обеспечивает бурение техзоны, образовавшейся в период возникновения аварийной ситуации. Объем керна, получаемый при бурении указанными колонковыми наборами, значительно превышает объем, необходимый для последующего его исследования. Тем более, что это вызывает затруднения при его извлечении, транспортировании и последующем хранении, вследствие чего возникла необходимость в создании съемного колонкового пробоотборника с коронкой малого диаметра спускаемого по колонне бурильных труб без ее извлечения за счет перепада давления закачиваемой жидкости. При этом съемный пробоотборник должен иметь свойство воспринимать крутящий момент от колонковой трубы ССК и передавать его через промежуточные узлы коронке малого диаметра.

Известен колонковый набор фирмы Kobisiki Koisa Kikike (Япония) [2], пользуясь которым можно получить керн меньшего диаметра. Однако, система расклинивания его съемной части с колонковой трубой в виде шариковых стопоров, расклиниваемых в пазах колонковой трубы распирающим стержнем под действием пружины таковы, что съемная часть может зависнуть в колонне бурильных труб в местах резьбовых соединений, так как шариковые стопоры при спуске набора контактируют с внутренней поверхностью бурильных труб и распираются подпружиненным расклинивающим стержнем. Устранение отмеченного недостатка можно достигнуть только идеальной точностью бурильной колонны, что практически является невозможным.

Сущность изобретения состоит в том, что съемный пробоотборник, содержащий ловильный захват, стопоры и полый ствол, выполненный с возможностью размещения в колонковой трубе и восприятия крутящего момента от последней, содержит на полом стволе подпружиненную цангу с захватным фиксатором, снабженным продольными выступами, помещенными в продольных пазах, выполненных на полом стволе для взаимодействия с продольными впадинами, выполненными в колонковой трубе, при этом верхний участок продольных пазов имеет уменьшенную глубину.

Наличие указанных отличительных признаков дает возможность при бурении серийными ССК перед внедрением в "горячую" зону произвести замену съемного керноприемника на предлагаемый съемный пробоотборник с коронкой уменьшенного диаметра и при этом повысить надежность проведения работ по бурению и отбору керна.

На фиг.1, 2 изображен предлагаемый съемный пробоотборник; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4, 5 - предлагаемый пробоотборник в транспортном положении; на фиг.6 - колонковая труба; на фиг. 7 - пробоотборник в рабочем положении.

Съемный пробоотборник (фиг. 1) состоит из ловильного грибка 1, сочлененного посредством шпильки 2 с сердечником 3, размещенным в возвратной втулке 4. На верхней части сердечника 3 помещена пружина 5. В продольном пазу 6 сердечника 3 размещены стопоры 7, закрепленные штифтом 8, и пружина 9. В возвратной втулке 4 имеется квадратный штифт 10 и продольные окна 11 под стопоры 7. Нижняя часть сердечника 3 снабжена радиальным отверстием 12, сообщающимся с осевым каналом 13, и имеет резьбовое соединение с полым стволом 14. Между сердечником 3 и полым стволом 14 помещена эластичная манжета 15. На наружной поверхности ствола 14 выполнены продольные пазы 16 (фиг.2) с помещенными в них захватными фиксаторами 17 с продольными выступами 18 (фиг. 3, разрез А-А), выполненными как одно целое с цангой 19 (фиг.2). Цанга 19 имеет резьбовое соединение с кольцевой гайкой 20, контактирующей с пружиной 21. Ствол 14 имеет резьбовое соединение с переходником 22 колонковой трубы 23, снабженной алмазной коронкой (долотом) 24. Съемный колонковый пробоотборник помещается в колонковую трубу 25 (фиг.6), имеющую продольные впадины 26, упор 27 и внутреннюю кольцевую проточку 28 (фиг.7).

Порядок работы съемного колонкового пробоотборника следующий.

Перед доставкой съемного колонкового пробоотборника в рабочее положение из колонны бурильных труб извлекаются съемный керноприемник, а сама коронка извлекается из скважины на величину, определяемую глубиной внедрения съемного колонкового набора в массив "горячей" массы.

В положении, указанном на фиг.4, 5, съемный колонковый пробоотборник под действием закачиваемой жидкости транспортируется по колонне бурильных труб к забою скважины за счет плотного прилегания эластичной манжеты 15 к внутренней поверхности труб бурильной колонны и перекрытия радиального отверстия 12 возвратной втулкой 4.

Так как стопоры 7 находятся внутри бурильной колонны и контактируют с ее стенками, а штифт 10, жестко связанный с возвратной втулкой 4, контактирует со стопорами 7, то возвратная втулка 4 остается в положении, указанном на чертежах.

Наличие пружины 21 препятствует значительному перемещению цанги 19 и, следовательно, захватных фиксаторов 17 в ступенчатых пазах 16. При дохождении захватных фиксаторов 17 до продольных впадин 26 колонковой трубы 25, благодаря скошенным зубчатым поверхностям 18, происходит их сочленение с последующим зависанием фиксаторов 17 на упоре 27, что влечет за собой сжатие пружины 21 при продолжающемся перемещении набора до упора переходника 22 во внутренний кольцевой выступ коронки ССК (не показана). При этом стопоры 7 войдут во внутреннюю кольцевую проточку 28 и получат возможность радиального перемещения под действием пружины 9 с последующим освобождением штифта 10 и связанной с ним возвратной втулки 4, которая под действием пружины 5 сместится вверх по пазу сердечника 3 и откроет отверстие 12 для прохода промывочной жидкости на забой скважины. При подаче колонны бурильных труб на забой скважины съемный пробоотборник, упираясь в последний, застопорится, в силу чего стопоры 7 займут крайнее верхнее положение в кольцевой проточке 28 колонковой трубы 25, что обеспечит передачу осевой нагрузки при бурении.

При вращении колонны бурильных труб крутящий момент пробоотборнику передается через продольные впадины 26 колонковой трубы 25 и продольные выступы 18 захватных фиксаторов 17.

Бурение и извлечение съемного пробоотборника осуществляется обычным способом.

Формула изобретения

Съемный пробоотборник, содержащий ловильный захват, стопоры и полый ствол, выполненный с возможностью размещения в колонковой трубе и восприятия крутящего момента от последней, отличающийся тем, что на полом стволе размещена подпружиненная цанга с захватным фиксатором, снабженным продольными выступами, помещенными в продольных пазах, выполненных на полом стволе, для взаимодействия с продольными впадинами, выполненными в колонковой трубе, при этом верхний участок продольных пазов имеет уменьшенную глубину.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7