Устройство для отбора керна

(72) И,В,Рав А,А,Гузев и (53) 622.243 (56) Авторск У 500757, кНеудачин нические сре нерио-геолог Рига: ВНИИмо О. Бюл, В й политех ческии инст илов, А,А А,А,Турян ,64(088,8 ое свидет л, Е 21 В Г,И, и др Чаленккий льство СССР25/00, 1987 еМетоды и техморских инжеследований,с, 1 О. дстваически и 8 ге ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА КЕРН(57) Изобретение относится к горномуделу и предназначено для созданияобратной призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин, Цель - повышение эффективностиработы, Устр-во содержит наружнуютрубу 1 с переходником 2 в верхнейчасти и выхлопными отверстиями 3, 4в нижней части, Концентрично трубе1 установлена внутренняя керноприемная труба 5, Устр-во также имеет породоразрушающий наконечник 6, гидроударный механизм в виде верхней 7 инижней 8 наковален, дифференциального поршня 9 с бойком 1 О в среднейего части. Поршень 9 размещен большей ступенью 11 в цилиндре 12, закрепленном на переходнике 2, а меньшей ступенью 13 - в рабочей камере14, выполненной в нижней наковальне 8 и соединенной каналом 15 с полостьютрубы 5 посредством всасывающего клапана 16. В цилиндре 12 установленаклапанная коробка 7, Клапан 16 имеет сервопривод, выполненный в видедополнительной камеры 22. Внутри последней размещена жестко связаннаяс клапаном 6 поршневая втулка 21 схвостовиком 26, Концентрично хвостовику 26 установлен нагнетательныйклапан 25, Камера 22 выполнена в нижней наковальне 8 и сообщена с рабочей камерой 14, а ее полость подпоршневой втулкой 21 - с полостью цилиндра 29 над большей ступенью 11дифференциального поршня 9 и внешнимпространством, Полости камеры 22 нади под поршневой втулкой 21 прн открытии клапана 16 сообщаются, Из-заперемещения меньшей ступени 13 поршня 9 вниз повышается давление жидкости в камере 14 и в камере.22 в полости над поршневой втулкой 21, В результате возникшей разности давлений, воздействующей на втулку 21, клапан 16в начале фазы нагнетания быстро перемещается вниз. Жидкость из камеры14 через камеру 22 из полости надвтулкой 21 и канал выдавливается в.межтрубное пространство, Снарядвнедряется в грунт за счет ударовбойка 10 по наковальням 7 и 8, Приэтом осуществляется комбинированнаяпромывка скважины - обратная в полости трубыи прямая в затрубномпространстве. 1 ил, 15712 О5 О Изобретение относится к горкомуделу, к средствам для создания обратной призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении сква 5жин с отбором керна,Цель изобретения - повышение эф"фективности работы устройства дляотбора керна,На чертеже показан общий вид уст- ОройстваУстройство для отбора керна содержит наружную трубу 1 с переходником 2 в верхней части и выхлопными отверстиями 3 и 4 в нижней. Внутренняя керкоприемная труба 5 установлена концентрично наружной трубы1, Породоразрушающий наконечник бсвязывает нижние концы внутреннейкерноприемной 5 и наружной труб 1 в 20жесткую конструкцию, В устройствовстроен гидроударный механизм в видеверхней и нижней наковален 7 и 8 дифференциального поршня 9 с бойком 10в средней его части, размещенного 25большей ступенью 11 в цилиндре 12,закрепленном на переходнике 2, аменьшей ступенью 13 в рабочей камере 14, выполненной в нижней наковальне 8 и соединенной каналом 15 с полостью внутренней керноприемной трубы посредством всасывающего клапана16. В цилиндре 12 установлена клапанная коробка 17, содержащая нагнетательный и выхлопной каналы 18 и 19и впускной клапан 20, размещенныйв.нагнетательном канале 18Устройство скабжейо сервоприводомвсасывающего клапана 16, выполненным в виде поршневой втулки 21, ус- .фтановленной в дополнительной камере22 и связанной посредством тяги 23с всасывающим клапаном 16, При этомдополнительная камера 22 выполненав нижней наковальне 8, полость надпоршневой втулкой 21 сообщена с рабочей камерой 14 и через канал 24 снагнетательным клапаном 25, установленным концентрично относительно.хвостовика 26 поршневой втулки 21 иснабженным пружиной 27 - с межтрубным пространством 28, а полость поддоршневой втулкой 21 сообщена каналом 15 с межтрубным; пространством28 и с полостью цилиндра 29 над55большей ступенью 11 дифференциального поршня,9, Полости дополнительнойкамеры 22 над и под поршневой втулКой 21 при открытии всасывающего клапана 1 б сообщены между собой,В переходнике 2 выполненынагкетательный и выхлопной каналы 30 и31, На большей ступени 11 дифференциального поршня 9 установлен с тол"кателем 32 выпускной клапан 33,хвостовик 34 которого размещен внут"ри поршня 11 и снабжен клапанной пружиной 35.Полость цилиндра 29 кад верхнейступенью 11 дифференциального поршня9 соединена выхлопными каналами 19 и31 соответственно клапанной коробки17 и переходника 2 с межтрубным пространством 28, а подпоршневая полость36 - с нагнетателькым каналом 30 переходника 2,Рабочая камера 14 сообщена каналом 37 с всасывающим клапаном 1 б,имеющим пружину 38, с полостью 39керноприемкой трубы 5,Устройство для, отбора керна рабо"тает следующим образом,В исходном положении боек 10, поддействием собственного веса находится н крайнем нижнем положении, впуск"ной клапан 20 закрыт, а выпускнойклапан 32 открыт. Жидкость. подаваемая буровым насосом (ке показан) вгидроударный механизм, попадает через нагнетателькый какал 30 переходника 2 и зазор между корпусом б ицилиндром 12 в подпоршкевую полость35 цилиндра 12, Под действием давления жидкости дифференциальный поршень 9 вместе с бойком 1 О перемещается вверх, выдавливая жидкость иэ полости 29 над большей ступенью 11дифференциального поршня 9 через выхлопные какалы 19 и 31 соответственно клапанной коробки 17 и переходника 2 в межтрубкое пространство 28,Иэ межтрубного пространства 27 жидкость выдавливается далее через выхлопные отверстия 3 и 4 наружнойтрубы 1 в затрубное пространство,осуществляя гидроразмыв грунта вскважине и уменьшая этим сопротивление породы внедрению колонкового снаряда по поверхности наружной трубы1, Поскольку на гидрораэмыв грунтав скважине затрачивается некотораяработа, то давление жидкости в межтрубном пространстве 28 в этот момент повышается и, следовательно,повьппается давление в дополнительнойкамере .22 в полости под поршневой5Гвтулкой 30, гидравлически связаннойс межтрубным пространством 28 крналом 15 хвостовика 26 поршневой втулки 21,Одновременно, при подъеме меньшейступени 13 дифференциального поршня9 в рабочей камере 14 и в гидравли"чески связанной с нею дополнительнойкамере 28 в полости над поршневойвтулкой 21 образуется разрежение.Под действием обррэоврвшейся разности давлений нагнетательный клапан 25перекрывает канал 24, а поршневаявтулка 21 вместе с тягой 22 и всасывающим клапаном 16 перемещается вверхпреодолевая усилие пружины,38 всасывающего клапана 16 и соединяя каналом 37 рабочую камеру 14 с полостью39 керноприемной трубы 5. В результате в полости 39 кернолриемной трубы5 возникает восходящий поток жидкости, При этом подъем всасывающегоклапана 16 и преодоление усилия пружины 38 производится не давлениемжидкости в полости 39 кернолриемнойтрубы 5, а сервоприводом всасывающего клапана 16,По мере подъема дифференциальногопоршня 9 толкатель 32 выпускного клапана 33 начинает контактировать свпускным клапаном 20, С этого момента эа счет давления жидкости в нагнетательном канале 18 на впускной клапан 20, выпускной клапан 33 с толкателем 32 прекращают перемещение относительно клапанной коробки 17, а клапанная пружина 35 начинает сжиматься,В верхнем положении поршень 11 контактирует с выпускным клапаном 33,Совместное действие толчка и силысжатой пружины 35 обеспечивает переключение клапанной группы впускнойклапан 20 открывается, а выпускной33 закрывается, перекрывая выхлопнойканал 19 клапанной коробки 17.В этоМ случае напорная жидкостьпоступает и в полость 29 цилиндра 12над верхней ступенью 11 дифференциального поршня 9 через нагнетательный канал 18 клапанной коробки 17.Поскольку площрдь большей ступени 11дифференциального поршня 9 большеплощади меньшей ступени 13, то онвместе с бойком 10 начнет опускатьсявнизПри этом У межтрубном простррнстве 28 и в гидррвлически связанномс ним каналом 15 дополнительной камере 22 в полости под поршневой втул/1210 25 ЗО 35 40 45 Устройство для отбора керна, сот50 держащее наружную трубу с переходникком в верхней части.и выхлопными отверстиями - в нижней части, установленную концентрично наружной внутрен- .нюю керноприемную трубу, породораз рушрющий наконечник, гидроударныймеханизм в виде верхней и нижней наковален, дифференциального поршня сбойком в средней его части, размещенного большей ступенью в цилиндре,10 15 20 кой 21 понижрется дрвление, так какпрекращается выдавливание жидкости вмежтрубное пространство 28 иэ полости 29 над большей ступенью 1 дифференциального поршня 9, Одновременноиэ-за перемещения меньшей ступени 13дифференциального поршня 9 вниз повышается давление жидкости в рабочейкамере 14 и в дополнительной камере22 в полости над поршневой втулкой21, В результате возникшей разностидавлений, воздействующей на поршневую втулку 21, и усилия сжатой пружины 38 всасывающий клапан 16 в начале фазы нагнетания быстро переме-щрется вниз, перекрывая канал 37.иизолируя рабочую камеру 14 от полос.ти 39 кернолриемной трубы 5, Затемнагнетртельный клапан 25, перекрываюший до этого канал 24 лод действием усилия пружины 27, перемещается под действием давления жидкости вверх ло хвостовику 26 поршневой втулки 21 и жидкость иэ рабочей камеры 14 через дополнительную камеру 22 из полости над поршневой втулкой 21 и канал 24 выдавливается в межтрубное пространство 28,В нижнем положении дифференциального поршня 9 его верхняя ступень 11своим внутренним торцом ударяет похвостовику 34 выпускного клапана 33,В результате удара клрпанная группа .перемещается вниз, впускной 20 и вы.пускной 33 клапаны занимают исходноеположение,Внедрение колонкового снаряда вгрунт производится эа счет ударовбойка 10 по верхней 7 и нижней 8 наковальням, При этом осуществляетсякомбинированная промывка скважиныобратная в полости керноприемной трубы 1 и прямая в затрубном пространстве,Формула изобретения1571210 15 Л 1 17 20 Т 8 32 г, Л Составитель Е,Ягодинаегляник Техред М,Ходацич Корректор Ве Гирня акт Заказ 1494НИИПИ Государс Тираж 472 Подписноенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 3035, Москва, 3 К, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1 закрепленном на переходнике, а меньшей в рабочей камере, выполненнойв нижней наковальне и соединеннойканалом с полостью внутренней керцоприемной трубы посредством всасываю"щего клапана, и клапанную коробку,установленную в цилиндре, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюпозышения эффективности работы, оноснабжено сервопрнводом всасывающегоклапана, выполненным в виде дополнительной камеры, внутри которой размещена жестко связанная с всасывающим клапаном поршневая втулка с хвостовиком, и установленного концентрично хвостовику поршневой втулки нагнетательного клапана, причемдополнительная камера выполнена внижней наковальне и сообщена с рабочей камерой, а ее полость под поршневой втулкой - с полостью цилиндрацад большей ступенью дифференциаль 1 О ного поршня и внешним пространством,при этом полости дополнительной камеры над и под поршневой втулкой приоткрытии всасывающего клапана сообщены между собой,