Устройство для захвата керна

) ОПИСАН ЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ СКОМУ СВ идетельство С В 25/00, 198 2. Авторское В 883320, кл. Е (прототип),о-фрикционньи. ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ(56) 1. Авторское свидетельство ССВ 757684, кл. Е 21 В 25/00, 1975.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА КЕРНА, содержащее наружную трубу, внутренний керноприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, цанговый кернорватель, соединение кернорвателя с керноприемником и конусный упор кернорвателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьппения надежности отбора кернапосредством получения сигнала о положении кернорвателя и его взаимо- "действия с керном, конусный упоркернорвателя выполнен в виде размещенной в кольцевой полости подпружиненной и подвижной относительнонаружной трубы дроссельной втулки,при этом соединение цангового кернорвателя с керноприемником выполненоИзобретение относится к горному делу, к средствам для бурения скважин с отбором керна.Известны устройства для захвата керна, содержащие наружную трубу 5 цанковый кернорватель и конусный упор 1 .Недостатком этих устройств является низкая надежность из-за неопределенности положения кернорвателя при перемещении устройства относительно керна.Более совершенны устройства, где перемещение кернорвателя производится принудительно. 15Известное устройство для захвата керна, содержащее наружную трубу, внутренний керноприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, 2 О цанговый кернорватель, соединение кернорвателя с керноприемником и конусный упор кернорвателя 12 .Однако принудительное перемещение кернорвателя также не обеспечивает надежного захвата. керна из-за отсутствия контроля за положениемкернорвателя и керна.Цель изобретения - повышение надежности отбора керна посредством ЗО 1полученин сигнала о положении кернорвателя и его взаимодействии скерном,Поставленная цель достигается тем; что в устройстве длн захвата керна, содержащем наружну 1 о трубу, внутренний керноприемник, нагнетательную кольцевую полость между наружной трубой и керноприемником, цанковый кернорватель, соединение кернорва О теля о керноприемник и конусныйупор кернорвателя, последний выполнен в виде размещенной в кольцевой полости подпружиненной и подвижной относительно наружной трубы дроссельной втрулки, при этом соединение цангового кернорвателя с керноприемником выпонено подвижно-фрикционньм,На фиг. 1 показано устройство для захвата керна общий вид, про- О дальный разрез при спуске на забой, на фиг. 2 - .о же, при бурении; на фиг. 3 - то же, при отрыве керна.Устройство для захвата керна включает наружную трубу 1, внутренний невращающийся керноприемник 2, коронку. 3, переходник ч с подвесным устройством керноприемиика 5,цанговый кернорватель 6, и его конусный упор в виде дроссельнойвтулки 7 с пружиной 8Наружнаяноверхность кернорвателя 6 в верхней части выполнена цилиндрической,а в нижней - конической. Он имеетнесколько параллельных продольнойоси вырезов 9. Вырезы в нижней части имеют открьпый конец к нижнемуторцу, а в верхней - к верхнему.За счет такого расположения вырезовобеспечивается увеличенная пружинящая способность цилиндрической части кернорвателя, образующей с сопряженными поверхностями керноприемника подвижно-фрикционное соединение,в котором кернорватель удерживается благодаря упругости разрезнойстенки цилиндрической части, Втулка 7 имеет внутри коническую поверхность, соответствующую конической поверхности кернорвателя, Онаустановлена подвижно в проточкенижней части кольцевой нагнетательной полости 10. Осевое перемещениевтулки в кольцевой полости ограничено кольцевым уступом 11 проточкии коронкой 3. В верхней части наружная труба 1 перекрыта переходником 4с подвесным устройством 5, обеспе"чивающим соединение керноприемникас переходником и его вращение, а также гидравлическую связь межтрубнойкольцевой полости устройства с нагнетательным каналом бурильных трубне показаны),Устройство работает следующимобразом. При спуске бурового снаряда назабой втулиа 7 усилием пружины 8удерживается в верхнем положении и сопрнгаетсн своей конической поверхностью с кернорвателем 6 (фиг.1), В конце спуска включают подачу промывочной жидкости в бурильные трубы. Давлением жидкости конусная втулка 7 перемещается вниз, сжимая пружину 8, а лепестки кернорвателн стремятсн переместиться ь сторону продольной оси снаряда, обжимая нижний конец керноприемника фиг,2). Между коническими поверхностями втулки 7 и кернорвателя 6 образуется кольцевая щель 12, площадь поперечного сечения которой меньше площади поперечного сечения полости 10. Эта щель создает гидравлическое сопротивление, пропорционально1089237 10 этого давления определяется на поверхности бурильщиком по манометру. Зто "рабочее давление" при поступлении керна в керноприемник.Наблюдая на поверхности за механической скоростью бурения и давлением промывочной жидкости в трубах бурильщик может контролировать процесс бурения. Так, например, если механическая скорость буренин оптимальна для данной породы, а давление жицкости имеет величину "рабочего давления", то бурение осуществляется успещно и керноприемник заполняется керном. Если механическая скорость бурения увеличилась, а дав ление жидкости снизилось до величины "давления промывки", то это говорит о том, что происходит размыв керна и он не поступает в керноприемник. Если ме;",-:ническая скорость бурения резко снизилась, а давление жидкости находятся на уровне "рабочего давления", то произошла самозаклинка керна в керноприемнике и керн не поступает в него, Получая такую опе ративную информацию в процессе бурения, бурильщик имеет воэможность следить эа наполнением керноприемника керном и, при необходимости, принимать меры, обеспечивающие поступле 45 ние керна в керноприемник путем измерения режима бурения.В конце проходки выключается подача промывочной жидкости в трубы и вращени , снаряду дается натяжка вверх, вновь включается подача жидкости в трубы и производится подъем :наряда, При снятии давления жидкости н трубах усилием пружины 8 втулка 7 перемещается вверх до сопряжекоторому изменяется давление промывочной жидкости в трубах. Величинадавления определяется на поверхности бурильщиком по манометру и является "давлением промывки". Снарядопускается на забой и включаетсявращение колонны, При бурении скважины, по мере углубки снаряда в породу, выбуренный керн заходит вкернорватель 6, разжимая его в сторону втулки 7. При этом уменьшаетсяплощадь поперечного сечения кольцевой щели 12 и давление жидкостив трубах увеличивается, Величина ния конических поверхностей втулкии кернорвателя 6, и обжимает снаружи кернорВатель, который вдавливается в керн, При натяжке снаряда 5 вверх наружная труба 1 с коронкой 3и керноприемник 2 приподнимаетсянад забоем. В начале перемещенияснаряда кернорватель 6 и втулк 7не перемещаются вверх, так как кер.норватель вдавлен в керн, а усилиясжатой пружины 8 недостаточно дляотрыва керна. Соединением кернорвателя с керноприемником, создаваемымсилой трения его пружинящей цилиндрической части, обеспечивается перемещение нижнего конца керноприемникаотносительно кернорвателя. При сопряжении верхнего торца коронки 3 снижним торцом втулки 7 усилием натяжки снаряда вверх керн отрываетсяат забоя (см, фиг. 3). Так как коническая поверхность кернорвателя 6и втулки 7 сопряжены (отсутствуеткольцевая щель 12), то при подачежидкости в трубы на поверхности поманометру наблюдается разное повышение давления, Оно будет выше, чем"рабочее давление". Зто говорит отом, что керн отобран.Если при натяжке кернорватель 6не захватит керн, то при перемещении снаряда вверх кернорватель непереместится вниз относительно керноприемника 2 и при подаче жидкостив трубы втулка 7 переместится внизотносительно кернорвателя, образуякольцевую щель 12 (фиг. 2). Приэтом на поверхности манометр будетпоказывать "рабочее давление", Еслиже в полости кернорвателя отсутствует керн, то манометр покажет "давление промывки". При неудачной попытке захвата керна продолжают бурениена 10-15 см, после чего срыв кернаповторяют.Предлагаемое устройство повышаает надежность отбора керна, обеспечивает повышение качества керна, исключает затраты времени на дополнительные спуско-подъемные операции,связанные с повторным спуском снаряда для извлечения оставленного назабое керна и, в конечном счете,повышает производительность трудапри бурении с целью отбора керна.1089237 10 8 Составитель В.АкслерТехред,Л.Иикееш Коррек И,Эрдейи едактор Е нико одписное Филиал ППП "Патент", г.ухгород, ул.Проектная аказ 2889/28 Т ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, раж 564 П о комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4