Колонковый набор

 

Изобретение относится к бурению скважин с отбором керна и может найти применение в геологоразведке и горной промышленности. Колонковый набор включает наружную трубу, буровую коронку и наковальню с центрирующим пояском в нижней части, подвижно соединенные с наружной трубой. Внутренняя керноприемная труба размещена между буровой коронкой и наковальней. Внутренняя керноприемная труба установлена в наружной трубе подвижно с возможностью взаимодействия с буровой коронкой и наковальней. В зоне взаимодействия внутренней керноприемной трубы и наковальни, на центрирующем пояске наковальни выполнены пазы, перекрываемые внутренней керноприемной трубой в крайнем верхнем ее положении относительно наковальни. Повышается эффективность бурения скважин с отбором керна за счет улучшения качества получаемого керна вследствие дифференцирования промывки забоя скважины. 3 ил.

Техническое решение относится к устройствам для бурения скважин с отбором керна и может найти применение в геологоразведке и горном деле.

Известен колонковый снаряд по а.с. СССР 713982, кл. Е 21 В 25/00, опубл. БИ 5, 1980 г., у которого внутренняя керноприемная труба соединена с буровой коронкой с помощью резьбового соединения и передает крутящий момент, а ударные импульсы передают буровой коронке через наружную трубу.

Недостатком этого снаряда является низкая надежность, т.к. отраженные от забоя ударные волны, воздействуя на резьбовое соединение, разрушают его.

Известен двойной колонковый снаряд по патенту РФ 2098595, кл. Е 21 В 25/00, опубл. БИ 34, 1997 г., содержащий наружную трубу, размещенную в ней керноприемную трубу, буровую коронку с центральным отверстием, подвижно соединенную с нижней частью наружной трубы, и переходник.

Недостатками этого снаряда являются, во-первых, большие потери энергии при ее передаче буровой коронке из-за большой массы труб и, во-вторых, низкое качество керна из-за плохой промывки забоя перед началом бурения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому колонковому набору является буровой снаряд по а.с. СССР 1127967, кл. Е 21 В 10/04, опубл. БИ 45, 1984 г., содержащий комбинированную коронку с ударными и опорными элементами, соединенными соответственно с керноприемной и наружной трубами двойной колонковой трубы, и гидроударник, корпус которого связан с наружной трубой, а боек установлен с возможностью взаимодействия с керноприемной трубой, при этом опорные элементы комбинированной коронки оснащены алмазами, а ударные элементы ее выполнены в виде вставок конической формы.

Недостатком этого снаряда является низкое качество получаемого кернового материала из-за неизбежной потери его части при прокачке промывочной жидкости при всех технологических операциях через керноприемную трубу.

При очистке забоя скважины от осажденного шлама перед началом бурения этот путь промывки дает положительный результат - более эффективную очистку забоя, а при отборе кернового материала (бурении) прокачка жидкости через керноприемную трубу и, стало быть, через керновый материал приводит к выносу части кернового материала в затрубное пространство, и выход его неизбежно уменьшается, что ухудшает нормативный показатель качества бурения.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является повышение качества получаемого керна за счет дифференцирования промывки забоя скважины.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом колонковом наборе, включающем наружную трубу, буровую коронку, наковальню с центрирующим пояском в нижней части, подвижно соединенные с наружной трубой, и внутреннюю керноприемную трубу, установленную в наружной трубе подвижно с возможностью постоянного взаимодействия с буровой коронкой и наковальней, согласно предлагаемому решению в зоне взаимодействия внутренней керноприемной трубы и наковальни, на центрирующем пояске наковальни выполнены пазы, перекрываемые внутренней керноприемной трубой в крайнем верхнем ее положении относительно наковальни.

При этом обеспечивается эффективная очистка забоя скважины от осажденного шлама перед началом бурения, так как часть промывочной жидкости прокачивается через открытые пазы на центрирующем пояске наковальни и далее - через внутреннюю керноприемную трубу и забой скважины. При бурении (отбор кернового материала) вся промывочная жидкость прокачивается только через кольцевой зазор между внутренней керноприемной и наружной трубами, тем самым сохраняя керновый материал. Качество бурения повышается.

Сущность технического решения поясняется примером конструктивного исполнения и чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез колонкового набора, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1, соединение буровой коронки с наружной трубой (в увеличенном масштабе) перед началом бурения; на фиг.3 - узел II на фиг.1, зона взаимодействия внутренней керноприемной трубы и наковальни, когда керноприемная труба находится в крайнем нижнем положении, перед началом бурения (в увеличенном масштабе).

Колонковый набор (фиг. 1-3) состоит из наружной трубы 1, наковальни 2, буровой коронки 3, которые подвижно соединены с наружной трубой 1 с помощью шлицевых соединений 4 и 5, и внутренней керноприемной трубы 6. В нижней части наковальни 2 на центрирующем пояске выполнены пазы 7, которые наклонными отверстиями 8 при нижнем положении внутренней керноприемной трубы 6 сообщены с центральным каналом 9 наковальни 2. В верхней части набора наковальня 2 соединена подвижно с наружной трубой 1 с помощью гайки 10 и шлицевого соединения 4. В нижней части набора наружная труба 1 соединена подвижно с буровой коронкой 3 посредством резьбовой муфты 11, имеющей шлицы 5. Буровая коронка 3 удерживается в наборе от выпадания разрезным кольцом 12 и гайкой 13. Между внутренней поверхностью наружной трубы 1 и наружной поверхностью внутренней керноприемной трубы 6 образован кольцевой зазор 14.

Колонковый набор работает следующим образом. Снаряд, состоящий из ударной машины (не показана) и колонкового набора, спускают в скважину. До начала работы, с целью получения качественного керна, производят промывку забоя. При этом снаряд удерживают на весу без опоры буровой коронки 3 на забой. В это время внутренняя керноприемная труба 6 (фиг.3) находится в нижнем положении и пазы 7 полностью открыты. Промывочная жидкость по центральному каналу 9 и наклонным отверстиям 8 проходит через пазы 7 во внутреннюю керноприемную трубу 6 и далее через буровую коронку 3 - на дно скважины, интенсивно его промывая (фиг.2). Одновременно некоторая часть промывочной жидкости по кольцевому зазору 14 и шлицевым пазам 5 проходит в затрубное пространство, очищая скважину. После окончания очистки забоя и скважины снаряд опускают до упора буровой коронки 3 в дно скважины. Наковальня 2 перемещается вниз и внутренняя поверхность керноприемной трубы 6 перекрывает пазы 7 наковальни 3 (фиг.3).

Затем включают в работу ударную машину. Промывочная жидкость проходит к забою только по кольцевому зазору 14 между трубами 1 и 6. Ударник машины наносит удары по наковальне 2. Ударные импульсы передают буровой коронке 3 по внутренней керноприемной трубе 6. Крутящий момент от става штанг передается буровой коронке 3 через наружную трубу 1 и шлицевые соединения 4 и 5. Выбуренный керн поступает во внутреннюю керноприемную трубу 6, причем ударные импульсы, идущие по этой трубе, способствуют более эффективному продвижению керна.

Формула изобретения

Колонковый набор, включающий наружную трубу, буровую коронку, наковальню с центрирующим пояском в нижней части, подвижно соединенные с наружной трубой, и внутреннюю керноприемную трубу, установленную в наружной трубе подвижно с возможностью постоянного взаимодействия с буровой коронкой и наковальней, отличающийся тем, что в зоне взаимодействия внутренней керноприемной трубы и наковальни, на центрирующем пояске наковальни выполнены пазы, перекрываемые внутренней керноприемной трубой в крайнем верхнем ее положении относительно наковальни.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3