Колонковый снаряд

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХзсюЕ 21 В 2500 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ гъ ТОРСК СВИДЕТЕЙЬСТ(71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова(56) 1. Гребенюк А.А. Техника и технология получения керна. М "Нед" ра", 1973, с.77,рис.36.2. Авторское свидетельство СССР В 739213 кл. Е 21 В 25/00, 1978 (прототип).(54)(57) КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД, содержащий наружную трубу с породоразрушающим инструментом, извлекаемуюкерноприемную трубу, расположеннуювнутри наружной, керноэахватныеэлементы, связанные с керноприемнойтрубой, и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющий подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемной трубы - подвижным соединениемс ограниченным продольным ходом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью облегчения извлечения кернаиз снаряда, кернозахватные элементы закреплены на подвижной втулкепод фиксаторами, причем втулка размещена с внешней стороны керноприемной трубы.Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам бурения с отбором керна.Известны колонковые снаряды, содержащие наружную трубу с породоразру шающим инструментом, расположенную внутри наружной керноприемную трубу и кернозахватные элементы 11 .Однако при бурении трещиноватых и раздробленных пород в результате 1 О того, что открытые для постоянного контакта с керном кернозахватные элементы подвергаются износу и заклиниваются частицами, имеет место потеря керна. 15Известны также колонковые снаряды с закрытым при бурении кернорвателем,. содержащие наружную трубу с породоразрушающим инструментом, извлекаемую керноприемную трубу, распо ложенцую внутри наружной, кернозахватные элементы, связанные с керноприемной трубой, и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющий подвижную втулку, связанную с породо разрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемной трубы - подвижным соединением с ограниченным продольным ходом 23,30 Однако применение известного снаряда .также не обеспечивает требуемой надежности, так как разъемные фиксаторы, расположенные в открытой для доступа керна и шлама части, подверже- З 5 цы заклиниванию в процессе бурения, что в конечном итоге усложняет и увеличивает трудоемкость извлечения керна.40Целью изобретения является облегчение извлечения керна из снаряда,Указанная цель достигается тем, что в колонковом снаряде, содержащем наружную трубу с породоразрушаю 45 щим инструментом, извлекаемую керноприемную трубу, расположенную внутри наружной, кернозахватцые элементы, связанные с керноприемной трубой и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющих подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемйой трубы - подвижным соединением с ограниченным продольным ходом, кернозахватцые элементы закреплены на подвижной втулке под фиксаторами, причем втулка размещена свнешней стороны керноприемной трубы.Указанное расположение керназахватных элементов и втулки исклю-чает попадание частиц породы в подвижные части фиксаторов и втулки при бурении, но не препятствует свободному перемещению керцоприемной трубы для извлечения керна.На фиг,1.приведен колонковый снаряд в сборе в положении для ведения,процесса бурения с отбором керна, продольный разрез, ца фиг,2 - то же, нри извелечении из его корпуса керцоприемной трубы с керном.Колонковый снаряд состоит из породоразрушающего инструмента в виде коронки 1,соединенной с наружной трубой 2, внутри которой установлена с помощью узла 3 регулирования и закреплена переводциком 4 извлекаемая часть снаряда, включающая подвижную втулку 5, извлекаемую керноприемную трубу 6, соединенную с подшипциковым узлом 7 и узлом 8 открытия втулки 5. В отверстия 9 и 10 втулки 5 установлены рычажковые подпружиненные кернозахнатцые ленты 11 и стопорцые элементы 12 выполняющие функцию разъемных фиксаторов, на осях 13, В верхней части втулки 5 выполнен внутренний кольцевой буртик 14. Керцоприемная труба в нижней части снабжена упорным кольцом 15. Сопряжение втулки трубы и буртиков образует подвижное соединение с ограниченным продольным ходом. Подшипниковый узел 7 выполнен в верхней части с гнездом 16 под шаровой клапан 17. Корпус 18 узла 8 открытия втулки 5, соединенный с верхней частью подшипцикового узла 7, выполнен с отверстием 19, а внутри корпуса 18 установлен трубчатый поршень 20 с отверстиями 21 и 22 и нижним упором 23. Внутри трубчатого поршня 20 закреплен винтами 24 золотник 25 с гнездом дод второй шаровой клапан 26. Трубчатый поршень 20 и корпус.18 соединены запорными шарами 27, а пространство между поршнем 20 и корпусом 18 представляет камеру 28 давления, которая соединена отверстием 21 с внутренней полостью бурильных труб. Узел 8 открытия со всеми деталями и в совокупности с втулкой 5 и трубой 6 образует механизм перекрытия керцозахватных элементов. Для подъема извлекаемой части снаряда из корпуса 2 служат отверстия 29 узла 3 регулирования. Внутри керноприемной трубы 6 помещается керн. 5Колонковый снаряд работает следую. щим образом.После спуска снаряда на забой. скважины без шаровых клапанов 17 и 26 и подачи промывочной жидкости на забой через центральное отверстие подшипникового узла 7 и керноприемную трубу 6 бросают шаровой клапан 17 и направляют поток промывочной жидкости через отверстие 19, междутрубное пространство и отверстие в коронке на забой скважины. Затем включают вращение снаряда, создают осевую нагрузку на забой и производят бурение с отбором керна. Керн поступает внутрь керноприемной трубы 6, причем в процессе бурения с отбором керна (фиг. 1) рычажковые элементы 11 изолированы от керна керноприемной трубой 6,25После проходки интервала необходимой длины процесс бурения останавли" вают и приступают к операции отрыва керна. Для этого без отрыва снаряда от забоя скважины бросают в полость бурильных труб второй шаровой клапан 26, который силой тяжести или потоком жидкости устанавливается вгнездо золотника 25, Затем включают насос, создают давление внутри 35колонны бурильных труб, которое через шаровой клапан 26 и золотник 25воздействует на винты 24При достижении усилия, превышающего прочностьматериала винтов 24, происходит их 4 Осрезание. После этого золотник 25 с шаровым клапаном 26 перемещаетсяв нижнюю часть трубчатого поршня 20на нижний упор 23, При этом черезотверстие 21 повышается давление в 45камере 28, запорные шары 27 выпадаютиз своих гнезд, что приводит к рассоединению трубчатого поршня 20 и корпуса 18.За счет давления жидкости в камере 28 давления корпус 18 узла 8 открытия втулки 5 с подшипниковым узлом 7 и керноприемной трубой 6 поднимаются на величину, необходимую для открытия рычажковых элементов 11, которые под действием пружин упираются в керн. При этом втулка 5/не может переместиться вверх одновременно с керноприемной трубой 6 (например, за счет трений), так как ее стопорные элементы 12 упираются вторец нижней части трубы 2.Затем подача промывочной жидкости прекращается и керноприемная труба с подшипниковым узлом 7 и корпусом 18 опускается вниз под собственным весом, устанавливаясь на элементы 11 и способствуя их вдавливани 1 о в керн. Весь снаряд приподнимается над забоем скважины, элементы 11 внедряются в керн и, оторвав его от забоя, удерживаяют внутри керноприемной трубы 6,После этого буровой снаряд поднимают из скважины и, закрепив на устье, отвинчивают переводник 4, затем поднимают на дневную поверхность захватив за отверстия 29 извлекаемую часть снаряда. При этом керноприемная труба 6, поднимаясь вверх (фиг.2), освобождает стопорные элементы 12, которые смещаются к оси снаряда, не препятствуя более подъему (перемещению) втулки 5 внутри корпуса 2, При дальнейшем движении вверх керноприемная труба 6 своим упорным кольцом 15 подхватывает втулку 5 за кольцевой буртик 14 и вся внутренняя извлекаемая часть колонкового снаряда вместе с керном поднимается без корпуса 2 на дневную поверхность, после чего из керноприемной трубы извлекается керн.