Керноотборный снаряд

/О 51)5 Е ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт геологических, геоФизических и геохимицеских информационных систем(56) Авторское свидетельство СССР Р 454334, кл. Е 21 В 25/00, 1974,Бергштейн О,П. и др. Совершенствование методов и средств отбора керна в глубоком бурении. М,: Недра, 1977, с, 203.(57) Использование: бурение с отбоИзобрет нефтегазо частности мым для бу ение относится к горнои и добывающей промышленности,в к устройствам, используерения скважин с отборомн наиболее близкий по техущности и достигаемому ре. изобретению керноотборныйлюцаюций бурильную головку,рноприемную трубу, распо-.оаксиально относительно.снащенную упругими элемены которых направлены нарх по ходу керна.тКом керноотборного снаряда ероятность самозаклиниваниядствие его накопления изкерна.Известеницеской сзультатуснаряд, вкорпус, келожеинуюкорпуса, отами, конклонно ввеНедостаявляетсякерна всле СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ром керна. Сущность изобретения: керноотборный снаряд содержит бурильнуюголовку 1, корпус 2, в котором размецена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами 4, концы которых направлены .наискосок вверх походу керна. Еерноприемная труба 3размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом между осями корпуса и керноприемной трубы, Причем упругие элементыразмещены только со стороны эксцентриситета. При бурении вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1и керноприемная труба 3. Выбуриваемый столбик керна 5 поступает в керноприемную .трубу в эксцентрично расположенный участок и прижимается купругим элементам, постепенно заполняя керноприемную трубу. 2 ил,за невозможности продвижения вверх и возможности смецения дробленого керна.Целью изобретения является предотвращение самозаклинивания керна пу" тем исключения накопления его в керноприемную трубе снизу вверх и сме.щения вниз по керноприемной трубе.Достигается цель тем, что в керноотборном снаряде, содержащем бурильную головку, корпус, размещенную в нем керноприемную трубу, оснащенную упругими элементами, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна, керноприемная труба размещена эксцентрично, а упругие элементы расположены со стороны эксцентриситета.Сущность изобретения заключаетсяв следующем.Наличие эксцентриситета создаетцентробежные силы, которые при вращении керноотборного снаряда воздействуют на каждый отдельный столбиккерна, при этом в зоне контакта столбика или части столбика керна с поверхностью упругих элементов, расположенных со стороны эксцентриситета,возникает сила трения, равная илипревышающая вес столбика керна в рабочем Флюиде,В керноотборном снаряде обеспечивается уравновешивание силы тяжестистолбика керна о стенку керноприемной трубы. Одновременно при наличииобычно возникающих при бурении особенно твердых пород продольных колебаний керноотборного снаряда, частота которых обеспечивает величину ускорения движения снаряда и керна,большую величины ускорения силы тяжести, в Фазе движения от забоя вверх 25керн подхватывается отогнутыми концами проволок или пластин - упругих элементов, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна, и перемещается вместе с трубой вверх "по ходу" направления свободных концов про"волочных или пластинчатых элементовкерноприемной трубы.В фазе колебания снаряда и кернапо направлению к забою снаряд с керноприемной трубой движется со скоростью большей, чем скорость свободного падения керна в жидкости, В связи с малым коэффициентом и усилиемтрения между керном и упругими элементами керноприемной трубы при движении вниз происходит смещение керноприемной трубы вниз относительнокерна,или, другими словами, перемещение керна вверх относительно керноприемной трубы. В последующем прикаждом колебании процесс повторяетсяи каждый отдельный столбик или обломок керна перемещается по керноприемной (керноводной) трубе снизувверх, не мешая заходу в керноприемную трубу очередному столбику керна.Таким образом, происходит последова"тельное заполнение керноприемной трубы сверху вниз.55На фиг.1 представлен керноотборный снаряд, в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Керноотборный снаряд содержит бурильную головку 1, корпус 2, в котором размещена керноприемная труба 3, оснащенная упругими элементами 4, концы которых направлены наклонно вверх по ходу керна. Упругие элементы могут быть представлены "ворсом" из отогнутых по ходу керна (выше горизонтальной плоскости) снизу вверх проволочных и пластинчатых упругих элементов. Керноприемная труба 3 размещена в корпусе 2 с эксцентриситетом С, между осями корпуса и керноприемной трубы. Величина эксцентриситета практически равна радиусу вращения К центра массы столбика керна 5, так как упругие элементы размещены только со стороны эксцентриситета, т.е, со стороны, в которую смещена ось керноприемной трубы, радиального смещения столбика керна в сторону стенки керноприемной трубы с упругими элементами нет (подразумевается, что толщина "ворса" из упругих элементов ориентировочно равна радиальному зазору "на сторону" между внутренней стенкой керноприемной трубы и боковой поверхностью столбика керна и керн расположен концентрично с керноприемной трубой). Расчет эксцентриситета осуществляют по определенной методике. Керноотборный снаряд работает следующим образом.При бурении с отбором керна вращается корпус 2 и закрепленные в нем головка 1 и керноприемная труба 3, Выбуриваемый столбик керна 5 поступает в керноприемную трубу, а именно в ее часть, коаксиально расположенную в корпусе. Столбик может обломиться сам (при бурении в трещиноватых породах) или может быть обломлен на отдельные столбики заранее выбранной длины специальным керноломом известной специалистам конструкции (на Фи" гурах не показан), При попадании в эксцентрично расположенный участок керноприемной трубы и вращении вместе с ней столбик кернапод действием центробежной силы прижимается к "ворсу" - упругим элементам 4 и зависает в связи с тем, что сила трения столбика керна о поверхность, образованную концами отогнутых вверх упругих элементов 4, равна или превышает вес столбика керна в буровом флюиде.И.Ворожбитовгентал Корректор А.Козориз Соста вител Техред И,М Редак Юрчик Тираж Подписное ственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,е в ве в в ееЗаказ ВНИИПИ Госу м при ГКНТ СС еееее вввственновиздательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Произв 5 1819980 6Зтот процесс протекает в условиях, участок керноприемной трубы отделя"когда.керноотборный снаряд при буре- ется, перемещается вверх, не мешаянии колеблется в вертикальном направ- поступлению в трубу очередных выбулении. В фазе колебания снаряда по риваемых столбиков керна,направлению к забою происходит проскальзывание поверхности, образован- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яной концами отогнутых упругих элементов, вниз по отношению к керну в свя- Керноотборный снаряд, содержащийзи с малым коэффициентом трения меж О бурильную головку, корпус, размещенду ними. В фазе колебания снаряда по ную в нем керноприемную трубу, оснанаправлению от забоя происходит под- щенную упругими элементами, концы кохватывание керна концами упругих эле- торых направлены наклонно вверх поментов, направленных вверх, и переме- ходу керна, о т л и ч а ю щ и й с ящение его в пространстве вверх, В 15 тем, что, с целью предотвращения саитоге при постоянных колебаниях сна- мозаклинивания керна путем исключеряда происходит перемещение каждого ния накопления его. в керноприемнойотдельного столбика керна вверх по . трубе, снизу вверх .и смещения внизкерноприемной трубе и заполнение ее по керноприемной трубе, керноприемстолбиками керна сверху вниз, причем 20 ная труба размещена эксцентрично, акаждый столбик керна после вхожденияупругие элементы расположены со стокерна в эксцентрично расположенный роны эксцентриситета,