Забойный колонковый двигатель

 

О П И C А Н И Е 269О84

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 5а, 3/12

5а, 25/00

Заявлено 05.V.1967 (¹ 1153595/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.1V.1970. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 21 VII.1970

МПК Е 21b 3/12

Е 21b 25/00

УДК 622.243.64.92.05 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий ерн Соеете Министрое

СССР

Авторы изобретения

М. Т. Гусман, Л. П. Константинов, Б. Д. Малкин, А. Н. Мартышин, Г. М. Никитин и Я. А. Эдельман

Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники

Заявитель

ЗАБОЙНЫЙ КОЛОНКОВЪ|Й ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к забойным колонковым двигателям.

Известен забойный колонковый двигатель, содержащий корпус, наружную и внутреннюю колонковые трубы, шток, связанный с внутренней трубой, и кернозахватное устройство.

Предлагаемый двигатель отличается от известного тем, что он снабжен двумя взаимодействующими со штоком зажимами, один из которых скреплен с корпусом, а другой — с наружной колонковой трубой.

Устройство в таком выполнении позволяет повысить выход керна.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Двигатель имеет корпус 1, вращатель 2 и полый вал 8. В корпусе 1 размещено шлицевое кольцо 4, имеющее отверстия а для пропуска промывочной жидкости и шлицы 5 в центральном отверстии. К нижней части вала

8 на резьбе 6 крепится наставка 7 вала, имеющая узел отбора керна 8 и бурильную головку 9.

К верхней части корпуса на резьбе крепится надставка 10 корпуса. Между надставкой корпуса и корпусом установлено верхнее зажимное устройство, состоящее из цанги 11 и ограничителя 12, выполненного из отдельных собачек 18, поджимаемых пружинами 14.

Внутри вала 8 и наставки 7 вала размещен узел отбора керна 8, который состоит из трубы 15, имеющей на верхней наружной поверхности равномерно расположенные пазы б, в которые входят шлицы 5 кольца 4, предотвращающего проворачивание трубы 15 относительно корпуса. Сверху труба имеет цанговое зажимное устройство 16.

К нижнему концу трубы 15 через муфту 17

10 на резьбе крепится патрубок 18, на котором установлены шариковые подшипники 19. На подшипниках установлена подвеска 20, к которой на резьбе крепится наружная 21 и внутренняя 22 колонковые трубы. К наружной

15 колонковой трубе 21 крепится ее передводник

28, имеющий гнездо для установки цангового либо рычажного кернорвателя 24.

Труба 15 через подшипник 19 соединена с выдвигающимся внутренним корпусом 25 дви20 гателя. Выдвигающийся внутренний корпус 25 состоит пз втулки 26, выполненной с отверстиями в для пропуска промывочной жидкости к бурильной головке 9, муфты 27, корпуса 28, имеющего на наружной поверхности

25 равномерно расположенные пазы 2, в которые входят шлпцы 29 ниппеля 80, центратора

81 и алмазной бурильной головки 9.

В трубе 15 установлен полый шток 82, к нижней части которого на резьбе крепится

30 зажимное устройство 88, удерживающее ко269084

60 нец эластичного рукава 84. Эластичный рукав

84 натянут на внутреншою колонковую трубу 22.

Колонковый турбобур с эластичной керноприемной камерон работает следующим образом. Его присоединя1от к колонне бурильных труб и опускают в скважину. Турбобур устанавливают над забоем, и, включив насосы, производят промывку забоя, Промызочная жидкость, минуя турбину турбобура, через отверстие в штоке и центральное отверстие в бурильной головке поступает на забой. После окончания промывки отключаются насосы, в бурильные трубы бросают пробку 85, которая

СВОИМ НИЖНИМ КОНЦОМ ВХОДИТ В ПОЛЫЙ ШТОК

82 и перекрывает его центральное отверстие.

Одновременно буртики пробки открывают собачки 18, удерживающие шток 82 в крайнем нижнем положении. После того как сбросили пробку, наворачивают квадрат и включают насосы. На поверхности сигналом того что пробка вошла в шток, служит увеличение давления на манометре, так как при наличии пробки В штоке промывочная жидкость пойдет через лопасти турбины.

При движении промывочной жидкости через турбину начинает вращаться вал двигателя.

Получив сигнал (по увеличению давления на манометре) о том, что пробка села на место, инструмент опускают до забоя. При установке бурильной головки 9 па забой движение вниз внутреннего корпуса 25 и связанной с ним подпятником колонковой трубы 15 прекращается в то время, KdK корпус 1 и вал 8 турбобура продолжают опускаться вместе с бурильными трубами, перемещаясь относительно штока 82, который остается на месте зажатый нижним цанговым устройством 16, закрепленным на верхнем конце колонковой трубы 15. При этом верхнее цанговое зажимное устройство, установленное в корпусе турбобура, проскальзывает вниз по штоку 82.

Спуск инструмента прекращают и фиксируют бурильный инструмент в этом поло>кении.

Циркуляцию раствора не прекращают, и турбина продолжает вращаться. В результате вращения и осевой нагрузки, создаваемой перепадом давления, бурильная головка углубляет скважину.

При углублении бурильной головки вместе с ней опускаются внутренний корпус 25 и связанная с ним подшипником 19 труба 15. В то же время шток 82 остается на месте, так как он удерживается верхним зажимным устройством. Нижнее зажимное устройство 1б вместе с верхней трубой 15 свободно скользит вниз, не зажимая штока 82.

В результате движения колонковой трубы

22 вниз относительно штока 82 ее нижний торец стягивает прикрепленный к штоку эластичный рукав 84, который, сползая с трубы 22, 5

50 обволакивает керн, образуемый бурильной головкой при ее углублении.

Диаметр эластичного рукава 84 в свободном состоянии несколько меньше не только диаметра трубы 22, но и диаметра керна.

Поэтому полученный керн во все время бурения находится в обжатом состоянии и изолирован от промывочной жидкости, что обеспечивает сохранность керна не только плотных, но и рыхлых, сыпучих и трещиноватых пород.

После того как бурильная головка 9 углубится на величину, равную ходу выдвигающегося внутреннего корпуса 25, т. е. на расстояние А между торцами пиппеля и нижнего вала, возрастет показание индикатора веса, так как вес инструмента увеличится на величину веса выдвигающегося корпуса. Тогда, не прерывая циркуляцию раствора, опускают бурильный инструмент па величину, равную расстоянию А, и продолжают бурение. Во время спуска вновь происходит перехват штока.

Опустив бурильный инструмент на величину А, его фиксируют на поверхности в этом положении. Бурильная головка продолжает углубляться в забой и образовывать керн.

Вместе с ней вновь опускается колонковая труба 22, нижнее зажимное устройство 88 проскальзывает по штоку 82. При этом сам шток 82, сжатый верхним цанговым устройством, остается на прежнем месте. Эластичный рукав 84 продолжает обволакивать образующиися керн.

После получения очередного сигнала по индикатору веса инструмент вновь опускают на расстояние А, и цикл повторяется.

Наличие двух поочередно действующих цанговых зажимных устроиств, перехватывающих шток, соединенный с эластичной керноприемиой ка мерой, обеспечивает неподвижность штока и натянутого эластичного рукава относительно керна. Длина отобранного керна зависит от длины эластичной керноприемной камеры.

Во время бурения нагрузка на забой постоянна при неизменном расходе раствора благодаря тому, что она осуществляется перепадом давления на турбине, приложенного к верхней керноприемнои трубе 15, и на насадках, установленных в отверстиях внутреннего выдвижного корпуса.

Предмет изобретения

Забойный колонковый двигатель, содержащий корпус, наружную и внутреннюю колонковые трубы и кернозахватное устройство, отлича1оцийся тем, что, с целью повышения выноса керна, он снабжен двумя взаимодействующими со штоком зажимами, один из которых скреплен с корпусом, а другой — с наружной колонковой трубой.

269084

23 га

Редактор T. Фадеева

Корректор А. И. Гаврилова

Заказ 1924)5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва K-35, Гаушская наб., д. 4)5

Типография, пр, Сапунова, 2 и и

/Ц г

Составитель Косталевский

Техред T. П. Курилко