Колонковый снаряд

 

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит колонну бурильных труб, наружную трубу с колонковым долотом в нижней части, В ней размещена с образованием межтрубного пространства внутренняя труба, жестко связанная с колонной бурильных труб. В верхней части межтрубного пространства размещены лопасти, выполненные с упруго-эластичным покрытием с площадью, превышающей площадь лопасти . Лопасти попеременно связаны шарнирами с наружной и внутренней трубами. Количество лопастей на внутренней трубе на одну меньше, чём на наружной. Шарниры выполнены с ограничителями поворота в виде выступов, В верхней части съемного керноприемника установлены пружинный центратор. В межтрубном пространстве размещена перемычка, жестко связанная с внутренней трубой и выполненная со сквозными продольными каналами. Каналы в перемычке выполнены в направлении вращения за выступами шарниров, размещенных на наружной трубе. Внутренняя труба имеет отверстия, выполненные в направлении вращения перед шарнирами, размещенными на внутренней трубе и сообщающими ее внутреннюю полость с верхней частью межтрубного пространства. Наружная труба соединена с колонной бурильных труб подшипниковым узлом. 2 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4871531/03 (22) 05.10.90 (46) 30.09.92. Бюл, N. 36 (71) Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения (72} Г,К.Ешимов (56) Сулакшин С,С. Современные способы и средства отбора проб полезных ископаемых. М,: Недра, 1970, с.108, рис,32.

Там же, с,113, рис.34. (54) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57) Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит колонну бурильных труб, наружную трубу с колонковым долотом в нижней части, В ней размещена с образованием межтрубного пространства внутренняя труба, жестко связанная с колонной бурильных труб. В верхней части межтрубного пространства размещены лопасти, выИзобретение относится к области горного дела и может быть использовано при бурении геологоразведочных скважин с отбором керна, Известны колонковые снаряды, содержащие соединенные с колонной бурильных труб наружную и внутреннюю трубы с колонковым долотом, размещенные коаксиально и взаимодействующие посредством подшипникового узла подвижно друг относительно друга, Недостатком таких снарядов является низкая производительность из-за необходимости подъема на поверхность всей ко„„5U 1765356 А1 полненные с упруго-эластичным покрытием с площадью, превышающей площадь лопасти. Лопасти попеременно связаны шарнирами с наружной и внутренней трубами.

Количество лопастей на внутренней трубе на одну меньше, чем йа наружной, Шарниры выполнены с ограничителями поворота в виде выступов, В верхней части съемного керноприемника установлены пружинный центратор, В межтрубном пространстве размещена перемычка, жестко связанная с внутренней трубой и выполненная со сквозными продольными каналами, Каналы в перемычке выполнены в направлении вращения за выступами шарниров, размещенных на наружной трубе. Внутренняя труба имеет отверстия, выполненные в направлении вращения перед шарнирами, размещенными на внутренней трубе и сообщающими ее внутреннюю полость с верхней частью межтрубного пространства, Наружная труба соединена с колонной бурильных труб подшипниковым узлом. 2 ил. лонны бурильных труб и колонкового снаряда для извлечения заполнившего его полость керна. Кроме того, передача вращения через колонну бурильных труб в глубоких скважинах неэффективна.

Известен также колонковый снаряд, содержащий колонну бурильных труб, наружную трубу с колонковым долотом в нижней части, размещенную в ней с образованием межтрубного пространства внутреннюю трубу, лопасти, размещенные в межтрубном пространстве, съемный керноприемник и седло под опорную головку съемного керноп риемника.

1765356

10

45

Недостатком этого снаряда, выбранного в качестве прототипа, является низкая надежность работы в среде, содержащей твердые частицы, приводящая к заклиниванию лопастей. Кроме того, вращающийся ротор, в полости которого размещен съем ный керноприемник, не гарантирует невращаемость керноприемника, что приводит к снижению выхода керна и уменьшению технико-экономических показателей бурения с отбором керна.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения с отбором керна, Поставленная цель достигается тем, что известный колонковый снаряд, содержащий колонну бурильных труб; наружную трубу с колонковым долотом в нижней части, размещенную в ней с образованием межтрубного пространства внутреннюю трубу, лопасти, размещенные в межтрубном пространстве, съемный керноприемник и седло под опорную головку съемного керноприемника, снабжен пружинным центратором, установленным в верхней части съемного керноприемника, перемычкой, выполненной со сквозными продольными каналами, размещенной в межтрубном пространстве и жестко связанной с внутренней трубой, лопасти выполнены с упруго-эластичным покрытием с площадью, превышающей площадь лопасти, размещены в верхней части межтрубного пространства над перемычкой и попеременно связаны шарнирами с наружной и внутренней трубами, шарниры с ограничителями поворота в виде выступов, внутренняя труба имеет отверстия, выполненные в направлении вращения перед шарнирами, размещенными на внутренней трубе и сообщающими ее внутреннюю полость с верхней частью межтрубного пространства, при этом внутренняя труба жестко связана с колонной бурильных труб, наружная труба соединена с колонной бурильных труб подшипниковым узлом, каналы в перемычке выполнены в направлении вращения за выступами шарниров, размещенных на наружной трубе, а количество лопастей на внутренней трубе на одну меньше, чем на наружной, При этом повышается эффективность бурения с отбором керна благодаря использованию в качестве привода объемного гидравлического забойного двигателя с продольными лопастями, встроенного в межтрубную полость колонкового снаряда. и повышается выход керна благодаря обеспечению невращаемости керноприемника и созданию высокочастотных вибраций в его головке, создающих условия для беспрепятственного перемещения керна в полости керноприемника.

На фиг.1 изображен предлагаемый колонковый снаряд, продольный разрез; на фиг,2 — сечение А — А на фиг.1.

Колонковый снаряд содержит переводник 1, соединяющий внутреннюю трубу 2 с колонной бурильных труб и взаимодействующий через подшипниковый узел 3 с верхним торцом наружной трубы 4, оснащенной колонковым долотом 5 с промывочными каналами 6. Межтрубное пространство разделено перемычкой 7 со сквозными каналами

8 и уплотнительным кольцом 9. В верхней части межтрубного пространства над перемычкой 7 размещены радиально ориентированные, попеременно посредством шарниров 10 соединенные с наружной 4 и внутренней 2 трубами лопасти 11 и 12 с упруго-эластичным покрытием 13, площадь которого превышает площадь лопасти (11 или 12), соединенным с лопастями (11 и 12) заклепками 14. Шарниры 10 снабжены ограничителями поворота в виде выступов 15, Непосредственно в направлении вращения перед шарнирами 10, соединяющими лопасти 12 с внутренней трубой 2, выполнены отверстия 16, сообщающие полость трубы 2 с межтрубным пространством, а каналы 8 выполнены в перемычке 7 за выступами 15 шарниров 10. В перемычке 7 размещено седло 17 под опорную головку 18 съемного керноприемника 19, снабженного в верхней части центратором 20 и захватной головкой

21, а в нижней — кернорвателем 22, Опорная головка 18 расположена на уровне перемычки 7. Под захватной головкой 21 размещено дренажное отверстие 23. Между трубами 4 и 2 и долотом 5 и трубой 2 размещены уплотнительные кольца 24, Принцип действия устройства заключается в следующем. Колонковый снаряд опускается на забой без съемного керноприемника 19. После постановки снаряда на забой в его полость закачивают буровой раствор, очищая ее от шлама, Затем на забой опускают съемный керноприемник 19, опорная головка 18 которого при посадке в седло 17 перекрывает центральный канал внутренней трубы 2, Буровой раствор, закачиваемый на забой после установки съемного керноприемника 19 через отверстия 16, поступает в верхнюю полость межтрубного пространства между лопастями 11 и 12, При этом лопасти 11, соединенные с внутренней трубой 2, воспринимают давление бурового раствора, оставаясь на месте, удерживаемые невращающейся внутренней трубой 2, с которой они соединены шарниром 10, и повернувшись до упора в выступ 15, Внут1765356

50

55 ренняя труба 2, соединенная с колонной бурильных труб, не вращается и служит каналом для подачи бурового раствора и полостью для размещения керноприемника

19. 5

Лопасти 12 на наружной трубе 4, подвижно соединенной с внутренней трубой

2, под действием давления бурового раствора создают на трубе 4 крутящий момент, который передается колонковому долоту 5. 10

Жидкость с низким давлением, находящаяся по другую сторону лопасти 12 в рабочей камере, через отверстия 8 и каналы 6 в колонковом долоте поступает к забою. При встрече лопастей 11 и 12 они отклоняются, 15 поворачиваясь вокруг шарниров 10, а остальные лопасти обеспечивают вращение трубы 4. Под действием упругости покрытия

13 и под напором раствора, поступающего из отверстий 16, лопасти 11 и 12 занимают 20 рабочее положение, Вращением долота 5 обеспечивается углубка скважины и выбуривание керна, который поступает в керноприемник 19. После заполнения последнего керном он извлекается на поверхность с по- 25 мощью овершота. При этом керн удерживается в керноприемнике 19 с помощью кернорвателя 22, а снаряд во избежание прихвата приподнимают над забоем.

Далее цикл бурения с отбором керна 30 повторяют, опуская после извлечения керна съемный керноприемник на забой скважины.

Формула изобретения

Колонковый снаряд, содержащий ко- 35 лонну бурильных труб, наружную трубу сколонковым долотом в нижней части, размещенную в ней с образованием межтрубного пространства внутреннюю трубу, лопасти, размещенные в межтрубном пространстве, съемный керноприемник и седло под опорную головку съемного керноприемника, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения с отбором керна, он снабжен пружинным центратором, установленным в верхней части съемного керноприемника, перемычкой, выполненной со сквозными продольными каналами, размещенной в межтрубном пространстве и жестко связанной с внутренней трубой, лопасти выполнены с упругоэластичным покрытием с площадью, превышающей площадь лопасти, размещены в верхней части межтрубного пространства над перемычкой и попеременно связаны шарнирами с наружной и внутренней трубами, шарниры — выполнены с ограничителями поворота в виде выступов, внутренняя труба имеет отверстия, выполненные в направлении вращения перед шарнирами, размещенными на внутренней трубе и сообщающими ее внутреннюю полость с верхней частью межтрубного пространства, при этом внутренняя труба жестко связана с колонной бурильных труб, наружная труба соединена с колонной бурильных труб подшипниковым узлом, каналы в перемычке выполнены в направлении вращения за выступами шарниров, размещенных на наружной трубе, а количество лопастей на внутренней трубе на одну меньше, чем на наружной, 1765356

1765356

А-A

45

Составитель В.Ешимова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Пекарь

Редактор З.Ходакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3362 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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