Устройство для ориентации керна

(51)4 Е 21 В 25/16 47/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институтугольных месторождений, (56) Авторское свидетельство СССРР 791928, кл. Е 21 В 25/16, 1978.Патент США В 3291226, кл. 175-44,опублик. 1966,8015 О 9509 А 1 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ КЕРНА(57) Изобретение относится к горномуделу и предназнячено для бурения сотбором керна. Цель - повьппение на-,дежности ориентирования. Для этогоустройство имеет уплотнительный эле"мент 10 на нижнем торце трубчатого,корпуса 2, на днище 4 которого закреплен полый стержень 6 с пробкой7 на нижнем конце. Устройство также содержит капсулу с магнитной3 1509509 стрелкой, размещенную в полосит 3 контейнера. Корпус 11 капсулы выполнен в виде поршня. Элемент 10 и днище 4 соединены с корпусом 2 срез- ными элементами 5,9. Днище 4 выполнено с отверстием 8, сообщающим полость контейнера с полостью стержня 6, и размещено с возможностью перемещения внутри корпуса 2. Капсула име ет фиксирующую жидкость и Фиксирующий стержень 18, установленный на нижнем торце поршня с возможностью сопряжения с отверстием 8. Стрелка 14 в капсуле ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля Земли.Свободная поверхность фиксирующейжидкости устанавливается в горизонтальном положении, а затем загустевает, После чего в трещинах массивабурят скважину, а образующийся приэтом образец отрывают и поднимаютна поверхность. После вскрытия капсулы путем построения стереографических проекций определяют ориентацию трещин в исследуемом массиве.2 ил.Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурений с от бором керна и индикацией его положения в пространстве.Цель изобретения - повышение надежности ориентирования.На Фиг, 1 показано устройство в момент постановки на забой, разрез, на,фиг. 2 - ориентирующая капсула, закрепленная на керне. Устройство для ориентации керна30 содержит контейнер 1, имеющий трубчатый корпус 2 с полостью 3, заполненной твердеющим после истечения составом, например тампонажным раствором. В средней части корпуса 2 . с возможностью перемещения внутри него размещено днище 4, соединенное с ним срезными элементами 5. На днище 4 закреплен предназначенный для введения в опережающую скважину по- лый стержень 6 с пробкой 7 на нижнем конце. Полость стержня 6 через отверстие 8 сообщается с полостью 3 контейнера. К нижнему торцу корпуса 2 срезными элементами 9 присоединен уплотнительный элемент 10, В верхней части корпуса 2 расположена связанная с контейнером ориентирующая капсула, образованная корпусом 11 с,внутренней оболочкой 12 прозрачного материала. В полости 13 корпуса 11 находится фиксирующая жидкость, на поверхности которой имеется магнитная стрелка 14 на поплавке 15, Для удержания стрелки в центре полости она закреплена осью в виде натянутой нити 16, корпус 11 выполнен в виде поршня, на уплотнительной части 17 которого установлен Фиксирующий кансулу стержень 18 с воэможностью со+ пряжения с отверстием 8 днища 4.Устройство работает следующим образом.На поверхности полость заправляется тампонажным раствором, а в полость 13 заливается фиксирующая жид" .кость, после чего устройство крепится к колонне бурильных труб и опускается вместе с ней на забой скважины. При этом уплотнительный элемент 10 под действием осевого усилия со стороны корпуса 2 герметизирует забой скважины, исключая возможность утечки тампонажного раствора в эатрубное пространство скважины. Затем включается буровой нясос, подключенный к колонне бурильных труб. Под действием давления корпус 11 с уплотнительной частью 17 перемещается вниз, выдавливая раствор из полости 3, в результате чего пробка 7 выталкивается из стержня 6, обеспечивая .возможность выхода раствора в опережающую скважину, При дальнейшем движении капсулы вниз раствор вытесняется из полости 3 в скважину и сообщающиеся с ее стенками трещины массива. В процессе вытеснения тампонажного раствора из полости 3 давление нагнетания поддерживают на уровне несколько меньшем по величине давления, необходимого для элементов 5, удерживающих днище 4 в корпусе 2, В конце рабочего хода капсулы Фиксирующий стержень входит в отверстие 8 днища 4, фиксируя ориентирующую капсулу относительно днища 4 и стержня 6. Затем увеличивают давление на выходе бурового насоса. Под действием возрастающего давления среза40 5 15095 ются элементы 5 и днище 4 со стержнем 6 опускается вниз до упора в уплотнительный элемент 10. При этом стержень 6 запрессовывается в опережающую скважину, обеспечивая фикса 5 цию ориентирующей капсулы относительно скважины и отбираемого в дальнейшем образца. Помимо стержня 6 роль фиксатора выполняет также тампонажный раствор, попадающий в зазоры межщ ду уплотнительной частью 17 и днищем 6, между стержнем 18 и отверстием 8 днища 4, между днищем 4 и забоем скважины, а также между стержнем 6 и скважиной. Стержень 6 помимо фиксации капсулы относительно образца служит также для дополнительной фиксации образца при его выбуривании из массива. 20После запрессовки стержня в скважину корпус 2 вместе с колонной приподнимают, сохраняя давление нагнетания. При этом под действием давления нагнетания срезаются элементы , 9 и корпус 2, поднимаясь, отделяется от уплотнительного элемента и ориентирующей капсулы, которые остаются на забое. После отделения корпуса 2 давление на выходе насоса резко падает, что служит информационным сигналом о фиксации ориентирующей капсулы относительно скважины. При ,получении указанного сигнала выключают буровой насос и поднимают корпус 2 с колонной на поверхность.35В ориентирующей капсуле магнитная стрелка 14 ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля земли, а свободная поверхность фиксирующей ,жидкости устанавливается в горизонтальном положении, после чего через определенный интервал времени загустевает (или отверждается), превращаясь в студнеобразное или твердое тело, фиксирующее поплавок 15 и за крепленную на нем магнитную стрелку 14, а также плоскость уровня относи 096тельно стенок капсулы и, соответственно, относительно отбираемого в дальнейшем образца.После фиксации магнитной стрелки 14 и уровня в капсуле и отверждения тампонажного раствора в трещинах массива бурят скважину, а образующийся при бурении образец отрывают от забоя и поднимают вместе с ориентирующей капсулой на поверхность. После подъема образца на поверхность вскрывают капсулу и с помощью кернометра или путем построения стереографических проекций, определяют ориентацию трещин в исследуемом массиве. Формула изобретения,Устройство для ориентации керна, содержащее контейнер, имеющий трубчатый корпус с полостью, заполненной твердеющим после истечения составом, и днище, связанную с контейнеров ориентирующую капсулу с магнитной стрелкой на поплавке, размещенном . на поверхности фиксирующей жидкости в полости корпуса капсулы, и фиксирующий капсулу стержень, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности ориентирования, оно снабжено уплотнительным элементом на нижнем торце корпуса и закрепленным на днище полым стержнем с пробкой на нижнем конце, капсула, размещена в полости контейнера, а ее корпус выполнен в виде поршня, при этом уплотнительный элемент и днище соединены с трубчатым корпусом срез- ными элементами, днище выполнено с отверстием, сообщающим полость контейнера с полостью стержня, и размещено с возможностью перемещения внутри корттуса, а фиксирующий капсулу стержень установлен на нижнем торце поршня с воэможностью сопряжения с отверстием в днище.1509509 М, Максимишинец Кор ор 5776/27 Тираж 514 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 За и ГКНТ С роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Составитель В. АкслерЗайцева Техред А,Кравчук И 2