Устройство для закладки в буровую скважину пружинных кольцевых реперов

союз совятснихсоциАлистичеснихщсгвьлин А С 39/00 Й кОмитет ссс РКТКНИЙ И Отю ЫтИПИСАНИ ст ал ого перем ограни которо телем после ательно со стороны ужинен- упорная ны ереходника закреп й дополнительный поршень,вставки и огранитреугольные о т л и что, с целью шаиба щее ел овышения произ ем,ител видетельство ССС 39/00, 1980.идетельство СССРС 39/00, 1981 ктиверов, о закладке ре ипиндром с жестко с ности работ по снабжено полым ц ными отверстиями, ным с переходнико коаксиально с кор иал нен становлен переходне вырасполо ДЛЯ ЗАКЛАДКИ ВИННЫХ КОЛЬЦЕВЫХолый ципиндриодником,ное осевоевнутри которогоьцо и коаксисновно ьце и арные нике, кполненыженные диаметральн отверстия,при этом ельный поршраллельдпружиоосные ые оси корпу нь размеополн ри по о цилиндра коаксиьно с последним ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) ВсесоюзнКрасного Знамтельский инстмаркшейдерского дела(прототип). Бюл. У 40рцман и В.Н. Гусев ый ордена Трудового ени научно-исследоваитут горной механики(54)(57) УСТРОИСТВОБУРОВУЮ СКВАЖИНУ ПРУЖРЕПЕРОВ, содержащееческий корпус с перетором выполнено сквоотверстие с резьбой,жестко закреплено ко ены с возможностью осеия основной поршень си створками, шток, на ности и экономическои1121Изобретение относится к горнойпромышпенности, предназначено дпяисследований сдвижения горных породпри подземной разработке месторождений полезныхископаемых, и можетбыть использовано для закладки в буровые скважины пружинных кольцевыхреперов.Известно устройство для закладкив буровую скважину пружинных кольце"вых реперов, содержащее кольцо, пружину, поршень со штоком и установленным на нем дополнительным поршнем,размещенные в корпусе, и колоннубуровых штанг 1 .Недостатками этого устройства являются низкая производительностьработ по закладке реперов и большиезатраты труда на спуско-подъемныеоперации,Наиболее близким техническим решением к данному является устройстводля закладки в буровую скважину пружинных кольцевых реперов, включающееполый цилиндрический корпус с пеРеходником, в котором выполнено сквозноеосевое отверстие с резьбой, внутри которого жестко закреплено кольцо и коаксиально установлены, с возможностьюосевого перемещения, основной пор 30шень с ограничителем и створками, шток,на котором последовательно со стороныпереходника закреплены подпружиненныйдополнительный поршень, упорная шайба, треугольные вставки и ограничитель 2 1. 35Недостаток данного устройствасостоит в том, что оно позволяетиспользовать только такие реперы,местоположение которых в скважинеможет быть зафиксировано с помощью 40магнито-герконовых или других аналогичных датчиков, периодически спускаемых в скважину, Для сохранениянеизменного положения датчиков впоперечном сечении скважины эти45датчики обычно снабжаются центрирующим устройством, для беспрепятственного перемещения которого по скважине последняя должна быть, как правило, обсажена трубами из полимерного материала. Обсадка скважиныполимерными трубами представляетсобой весьма трудоемкий процесс, таккак эти трубы выпускаются промышленностью в виде коротких отрезков, для 55соединения которых при спуске в скважину необходимо либо на каждом изних предварительно нарезать резьбу,433 алибо создавать над устьем скважины специальное устройство для сварки труб, что в большинстве случаев не представляется возможным. Кроме того, для предотвращения повреждения реперов при спуске обсадных труб скважину в местах установки реперов предварительно разбуривают, что также является сложным и трудоемким процессом.Цель изобретения - повышение производительности и зкономической эффективности работ по закладке реперов.Поставленная цель достигается тем, что устройство для закладки в буро вую скважину пружинных кольцевых реперов, включающее полый цилиндрический корпус с переходником, в котором выполнено сквозное осевое отверстие с резьбой, внутри которого жестко закреплено кольцо и коаксиально установлены с возможностью осевого перемещения основной поршень с ограничи- телем и створками, шток, на котором последовательно со стороны переходника закреплены подпружиненный дополнительный поршень, упорная шайба, треугольные вставки и ограничитель, снабжено полым цилиндром с радиальными отверстиями, жестко соединенным с переходником и установленным коаксиально с корпусом, а в пере- . ходнике, кольце и основном поршне выполнены парные диаметрально расположенные соосные отверстия, параллельные оси корпуса, при этом подпружиненный дополнительный поршень размещен внутри полого цилиндра коаксиально с послецним.На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - схема расположения реперов и подвижного троса в скважине.Устройство содержит основной поршень 1 с открывающимися вверх до ограничителя 2 створками 3, которые насажены на шарнирах 4, шток 5 с треугольными вставками 6 и упорной шайбой 7, соединенный с дополнительным поршнем 8, пружину 9, кольцо 10, жестко закрепленное внутри корпуса 11, соединенного с колонной буровых штанг 12 переходником 13 со сквозным отверстием с резьбой 14 для нагнетания буровой жидкости в пространство между переходником 13 и дополнительным поршнем 8, Дополнительный поршень 8 и пружина 9 помещены внутри полого цилиндра 15, закрепленного3 1121 с нижней стороны переходника 13 коаксиально корпусу. В ципиндре 15 выполнены отверстия 16 для выхода буровой жидкости в момент, когда дополнительный поршень 8 оказывается ниже этих отверстий. Шток 5 в нижней час-5 ти снабжен стопором 17, представляющим соббй штырь, вставленный в просверленное отверстие. Для уплотнения дополнительный поршень 8 может быть снабжен сальником 18. В верхней части основного поршня 1, в стенке кольца 10 и в переходнике 13 выполнены парные диаметрально расположенные соосные отверстия 19, 20 и 21.15 На внутренней стороне каждого пружинного кольцевого репера 22, представляющего собой разрезное пружинное кольцо, выполнена скоба 23. Реперы 22 в сжатом виде вставляются в кор 20 пус 11 таким образом, чтобы скоба 23 каждого репера располагалась под одним и тем же отверстием 19 в верхней части основного поршня 1. Подвижный трос 24, переброшенный через блок 25, закрепленный в забое 26 скважины 27 с помощью "ерша" 28 соскобой 29, пропущен через скобы 23 реперов 22, парные отверстия 19 и 20 в верхней части основного поршня 1 и стенке кольца 1 О, простран -30 ство между стенками цилиндра 15 и корпуса 11 и парные отверстия 21 в переходнике 13. Концы троса 24 в натянутом состоянии выведены на земную поверхность. 35Устройство работает следующим образом.Сначала на забой 26 скважины 27 с помощью колонны буровых штанг без вращения последних доставляется и 40 заклинивается "ерш" 28 с закрепленным на нем с помощью скобы 29 блоком 25, через который переброшен трос 24, поддерживаемый при спуске и после его окончания в натянутом состоянии, 45 После извлечения штанг их нижний конец 12 соединяется с переходником 13. Концы троса 24 пропускаются снизу через скобы 23 вставленных в сжатом состоянии в корпус 11 реперов 22, че рез парные отверстия 19 и 20 в верхней части основного поршня 1 и стенке кольца 1 О, через пространство между стенками ципиндра 15 и порпуса 11 и через парные отверстия 21 в переход нике 13, затем концы троса 2 Ф натягиваются и фиксируются в направлении, соответствующем расположению плос 433 4кости блока 25 в забое скважин. На колонне буровых штанг 12 устройство, скользя по тросу 24, спускается к месту установки нижнего репера, после . чего в пространство цилиндра 15 между переходником 13 и дополнительным поршнем 8 через колонну буровых штанг 12 и отверстие 14 в переходни - ке 13 с помощью бурового насоса нагнетается буровая жидкость, например вода. При этом дополнительный поршень 8 начинает двигаться вниз и самая верхняя из треугольных вста - вок 6 штока 5 начинает оказывать давление на створки 3, которые передают это давление основному поршню 1, упирающемуся в верхний репер 22, выталкивая реперы из корпуса 11. Нижний репер 22 освобождается из корпуса 11 и устанавливается в заданном месте скважины, при этом дополнительный поршень 8, оказавшись ниже отверстий 16, прекращает движение вниз из-за падения буровой жидкости за счет утечки ее через эти отверстия 16. Момент выталкивания фиксируется по падению давления буровой жидкостина манометре бурового насоса, после чего насос выключают. Основной поршень 1 при этом занимает положение, отличающееся от первоначального на величину, равную высоте вытолкнутого иэ корпуса 11 нижнего репера 22. С помощью пружины 9 дополнительный поршень 8 со штоком 5 возвращается в исходное положение. При этом створки 3 основного поршня 1, поворачи- ваясь на шарнирах 4, открываются второй сверху треугольной вставкой 6 штока 5 и после прохождения штока 5вверх до упора шайбы 7 в кольцо 10 возвращаются в исходное положениепод действием собственного веса,что обеспечивается наличием ограничителя 2. При очередной подаче буро-вой жидкости на створки 3 оказывает давление вторая треугольная вставка 6 штока 5, и процесс выталкивания очередного репера 22 нз корпуса 11 повторяется, Аналогичным образом из корпуса 11 в требуемых местах скважины выталкиваются остальныереперы 22. Выпадению основного поршня 1 из корпуса 11 после выталкивания из него последнего репера 22 препятствует стопор 17.По окончании установки реперов 22 в заданных местах осуществляютмонтаж устройства для определения5 1 их смещений. С указанной целью концы подвижного троса 24 скрепляют друг с другом и образовавшийся бесконечный трос надевают на расположенный над устьем скважины 27 блок 30. При этом трос 24 удерживается под постоянным натяжением с помощью соединенного с осью блока 30 натяжного троса 31 с грузом 32, переброшенного через дополнительный блок 33, установленный на жестком основании 34. На жестком основании 34 закреп ляют отсчетную планку 35. На ветви я роса 24, проходящей через скобы 23 реперов 22, закрепляют защелку 36, выполненную с возможностью свободного пропуска ее сквозь отверстия 21, 20 и 19 и сквозь скобу каждого репера 22 при движении защелки 36 вниз и взаимодействия ее со скобой ближайшего репера 22 при движении защелки 36 вверх. Путем вытягивания из скважины противоположной ветви троса 24 защелку 36 пропускают через скобу 23 верхнего репера 22. Затем защелку 36 подтягивают вверх до упора в упомянутую скобу 23, на ветви троса 24на которой расположена защелка 36, в месте схода троса 24 с блока 30 делают метку 37, соответствующую данному реперу, и определяют ее высотное местоположе Ьнне путем из мере ния рас стояния от, нее до отсчетной планки 35 и нивелирования последней. Аналогичным образом делаются метки 37 и определяется их высотное местоположение и для нижерасположенных реперов 22, после чего защелку 36 путем вытягивания иэ скважины противоположной ветви троса 24 извлекают на земную поверх- О ность,121433 При проведении дальнейших серийнаблюдений защелку 36 поочередно пропускают через скобы 23 всех реперов 15 22 и, подтягивая ее каждый раз вверхдо упора в скобу 23 каждого репера22, определяют высотное местоположение соответствующей метки 37 на тросе 24. Смещения реперов за период 20 между двумя сериями наблюденийопределяются как разности между соответствующими высотными местоположениями меток 37.В данном устройстве отпадает 25 необходимость предварительного разбуривания скважины в местах установки реперов и обсадки скважины трубами из полимерных материалов, крометого, упрощаются наблюдения за смещ щением реперов, сокращается времяна их выполнение и обработку результатов,1121433 г,2 Составитель Г. Алексееваедактор А. Долинич Техред О.Веце Корре Пилипенк За иал ППП "Патент"г. Ужгород, ул . Проектная 26 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 13035, Москва,Ж64 Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб ., д. 4/5