Способ бурения с отбором керна

,Дгф л.К дноьскогоституочного ССР8.Р 98 Колй 2 тся к горномуствам бурения- повьппениени яна схема устро тбором керна д отбором керна горной породы пососевой нагрузкой связанного с являющимичи нагрузки я о привода,очной жидк таки ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(71) Сургутское отделение ВапСибирского научно-исследователи проектно-конструкторского ита технологии глубокого развебурения(56) Авторское свидетельствоВ 76782, кл, Е 21 В 25/00, 19Авторское свидетельство ССУ 1293316, кл. Е 21 В 25/00,54) СПОСОБ БУРЕНИЯ С ОТБОРОМ КЕРНА 57) Изобретение относится к горн у делу, к средствам для бурения с тбором керна. Цель изобретения овьпнение производительности бурени Изобретение отно делу, а именно к ср с отбором керна. Цель изобретения изводительности бур На чертеже показ ства для бурения с ным способом,Способ бурения с включает разрушение редством вращения с колонкового снаряда бурильными трубами средством для перед вращения от наземно же нагнетания промы для удаления шлама. МЯО 1609 М 9 А Для осуществления способа применяют колонковый снаряд с керноприемной трубой и забойным гидравлическимвибратором (ЗГВ). Осевая нагрузкаи вращение на колонковый снаряд передаются бурильными трубами. Удалениешлама осуществляется жидкостью, нагнетаемой по бурильным трубам, ЗГВ поддействием потока промывочной жидкости возбуждает в бурильных трубах поперечные колебания, частота и амплитуда которых зависят от наполнениякерноприемной трубы, В процессе бурения колонковый снаряд периодическиразгружают с одновременным измерением амплитуды и частоты поперечныхколебаний бурильных труб, Измерениеуказанных параметров колебаний позволяет контролировать процесс кернообразования, 1 ил.нковый снаряд .остоит из наруж кер нопри емной 3 труб с клапасоединенных подшипниковым зном 4,улом 5.В колонковом снаряде имеется забойный гидравлический вибратор 6,совершающий колебания с ударами обурильные трубы под действием потокапромывочной жидкости, соедствием чего имеет место возбуждение поперечных колебаний в бурильных трубах.В бурильных трубах 1 размещенконтейнер 7 с датчиками упругих колебаний, опущенный до колонкового сна"ряда на кабеле 8, присоединенном копорной втулке 9 и к регистратору10 колебаний и далее через фильтр11, усилитель 12, преобразователь 13 - к измерительному прибору 14, дающему информацию о частоте и амплитуде колебанйй.5Втулка 9 снабжена подшипниковым узлом 15 для предотвращения скручивания кабеля.В процессе бурения выбуриваемый столбик керна поступает в кернопри емную трубу 3 и посредством частиц шлама на его поверхности контактирует со стенками. При прокачивании промывочной жидкости через каналы вибратор 6 совершает колебания, нанося удары по наружной трубе 2 колонкового снаряда, Упругие колебания бурильных труб 1 воспринимаются датчиками на контейнере 7. Электрические сигналы с этих датчиков по кабелю 8 20 поступают через втулку 9 .в регистратор 10 упругих колебаний, а затем через Фильтр 11, усилитель 12 и преобразователь 13 - в измерительный прибор 14. 25Сигнал в свободной керноприемной трубе испытывает незначительные и плавкие изменения своих характеристик, В частности амплитуда и энергия сигнала изменяются по экспоненциальному закону, без всплесков и срывов. Основная частота спектра - также плавно, Это объясняется тем, что сигнал распространяется в однородном материале. Для уменьшения или предотвращения контакта колонкового35 снаря.;а со стенками скважины бурильные трубы 1 периодически разгружают, натягивая, например, при помощи лебедки 16, не отрывая от забоя, и в момент разгрузки измеряют амплитуду и частоту поперечных колебаний на приборе 14. При постепенном заполнении керноприемной трубы керном на границе контакта верхнего торца керна струбой резко изменяются условия прохождения сигнала, так как изменяется коэффициент его отражения и возрастает боковая отдача энергии, вследствие чего возрастает коэффициент поглощения упругих волн. Это приводит к изменению амплитудно-частотных характеристик сигнала в месте55 контакта. Вследствие этого отраженные гколебания меняют характеристики колебаний вибратора и колебания бурильных труб, При увеличении заполнения трубы 3 керном амплитуда колебаний и частота уменьшаются.Теоретические расчеты и практические опыты показывают, что условия прохождения сигнала в свободной и заполненной керноприемных трубах разЛичны и резко изменяются в зависимости от величины заполнения трубы керном за счет существенных отличий коэффициентов отражения сигналов.Так, например, в свободной части бурильных труб коэффициент отражения вибраций 11 составляет 0,92:О 17 - Р 1 Чг1) 1 (72 2при плотности материала стальной бурильной трубы )1= 7,8 г/см, плотности бурового раствора 2 = 1,2 1,3 г/см, при скорости упругих волн в трубе Ч 1 = 5,2 км/с и скорости упругих волн в растворе 1,4 км/с (Ч ),Коэффициент отражения в колонковом снаряде, керноприемная труба которогозаполняется керном, снижается от 0,92 до 0,64 при 7, = 7,8 г/см, Ч - 5,2 км/с и при плотности горной породы 2,5 г/см и скорости упругих волн в ней 3,5 км/с.Таким образом, коэффициент отражения вибраций снижается почти в 2 раза.Снижение частотных характеристик колебаний вибратора происходит также вследствие изменения амплитудных колебаний керноприемной трубы, являю щейся опорой вибратора.Измерения колебаний в производственных условиях показали, что при длине керноприемной трубы 15 м и 100%-ном заполнении ее керном амплиту- - да колебаний бурильной колонны снижается более чем в 5 раз, а частота снижается более, чем на 10 Гц, Особенно ярко это проявляется при использовании долот истирающе-режущего типа,собственные колебания которых незначительны и легко Фильтруются. Устранение помех при бурении шарошечными долотами более трудоемко, но также осуществимо и позволяет повысить чувст-", вительность приемной аппаратуры. формула изобретенияСпособ бурения с отбором керна, включающий разрушение горной породы посредством вращения с осевой нагрузкой колонкового снаряда с керноприЗаказ 3713 ВНИИПИ Госуд Тираж чбб Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 1609949 6 емной трубой, связанной с бурильны- о т л и ч а ю 5 и й с я тем что, с ми трубами, удаление шлама нагнетае- целью повышения производительности мой по бурильным трубам промывоч- бурения, колонковый снаряд периодиной жидкостью и возбуждение попереч- чески разгружают с одновременным изных колебаний в бурильных трубах за мерением амплитуды и частоты поперечбойным гидравлическим вибратором, ных колебаний бурильных труб.