Керноотборный снаряд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 5 Е 21 В 25/00 ОПИСА К АВТОРСКО ОБРЕТЕН ВИДЕТ В(54) КЕРНО (57) Изобре и предназ носа керна нии затрат имеет упр ную диффе переводни Верхняя с меньше ди нал поршн ника,сквоз на фиг. 3 - снаряд поводного механизмавид; на фиг. 4 - то же,от забоя,Керноотборныйпус 1 с переводникобурильными трубамикой 3. В полости 4 ко Изобретение а именно к устро жин с отбором кеЦелью изобр ние выноса керн кращении затра 1На фиг. 1 изо в разрезе; на фи д содержит кордля соединения сказаны) и корон 1 размещен керм пус ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения(56) Сулакшин С. С, и др, Двойной колонковый снаряд ДСК-ПК - ТПИ для отбора керна в сложных геологических условиях при бурении скважин на нефть и газ. Информационный листок М 63 - 84, Томск, 1984.Авторское свидетельство СССР М 44523, кл, Е 21 В 25/00, 1934. ОТБОРНЫИ СНАРЯДтение относится к горному делу начено для бурения с отбором ь изобретения - повышение выпри одновременном сокращевремени на его отбор. Снаряд авляющие шары, подпружиненренциальную втулку и расточку ка, выполненную ступенчатой. тупень расточки имеет диаметр аметра поршня. Центральный кая связан с полостью керноприемные каналы выполнены с седлом относится к горному делу,йствам для бурения скварна.етения является повышеа при одновременном современи на его отбор.ражен снаряд, общий вид,2 - разрез А-А на фиг, 1; под управляющие шары. Поршень имеет канавку на верхнем торце с наклоном к центру и кольцевую проточку по периферии верхнего торца, Кольцевая проточка выполнена с шириной не менее диаметра и высотой не менее радиуса управляющих шаров. Последние размещены стационарно на седлах сквозных каналов в верхней ступени расточки пере- водника с возможностью перемещения в радиальном направлении по канавке. Подпружиненная дифференциальная втулка установлена в переводнике над управляющими шарами с возможностью продольного перемещения и езамодействия с последним торцом в крайнем нижнем положении и прижатия его к боковой поверхности верхней ступени расточки переводчика. Хвостовик снаряда выполнен с конической расточкой и установлен с возможностью продольного перемещения, Элементы отделения керна от забоя выполнены в виде клиньев. Последние установлены с возможностью взаимодействия с конической расточкой при перемещении керноприемника относительно хвостовика. На поверхности от корпуса отвинчивают переводник, после чего за поршень вытаскивают керноприемник, керн из полости которого извлекают после отсоединения хвостовика. 4 ил. сле срабатывания приотбор керна, общий после отделения кернаноприемник 5 с узлом 6 вращения и хвосто-. виком 7, установленном в нижней части 8 керноприемника 5 с возможностью продольного перемещения и зафиксированном в исходном положении срезным штифтом 9. Внутри хвостовика 7 выполнена коническая расточка 10, над которой размещены элементы отделения керна от забоя, выполненные в виде клиньев 11, зафиксированных в исходном положении разрезным упругодеформируемым кольцом 12, Базирование керноприемника 5 внизу осуществляется торцом 13 хвостовика 7, размещенным в расточке 14 коронки 3, для прохода раствора в которой выполнены отверстия 15. Выбуриваемый керн 16 размещается в полости 17 керноприемника 5 который, через узел 6 вращения соединен с поршнем 18, размещенным в расточке 19 переводника 2 и фиксируемым в исходном положении срезным штифтом 20. При этом поршень 18 перекрывает отверстие 21, выполненное в стенке переводника 2. В поршне 18 выполнены центральный канал 22, перекрываемый сбрасываемым с поверхности запорным клапаном 23 керноприемника 5, и сквозные каналы 24, размещенные равномерно на торце эксцентрично центральному каналу 22 и перекрываемые управляющими шарами 25. В открытом положении сквозной канал 24 гидравлически сообщается. с надпоршневой полостью расточки 26, диаметр которой меньше диаметра расточки 19. На верхнем торце поршня 18 выполнена радиальная канавка 27, имеющая скос 28 с наклоном к центру поршня 18, а по периферии выполнена кольцевая проточка 29, ширина которой больше диаметра, а глубина - больше радиуса управляющего шара 25. Над поршнем 18 в переводнике 2 установлена дифференциальная втулка 30, взаимодействующая с пружиной 31, установленной в полости 32, сообщающейся со скважиной отверстием 33. В крайней нижнем положении втулка 30 нижним торцом 34 взаимодействует с шаром 25.Керноотборный снаряд работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1) беэ запорного клапана 23 снаряд на колонне бурильных труб (не показан) спускают на забой. При этом заполнение колонны труб раствором производится через полость 17 керноприемника, центральный канал 22 и канал дифференциальной втулки 30, а также через отверстия 15 коронки 3, полость 4 корпуса 1, рвсточку 19, сквозной канал 24, а с подьемом управляющего шара 25 раствор через полость расточки 26 и канал дифференциальной втулки 30 поступает в колоннубурильных труб.При необходимости промежуточныхпромывок при спуске нагнетаемый раствор5 будет поступать в скважину только черезполость 17 керноприемника, чем предотвращается образование в нем плотных глинистых пробок и накопление шлама,которыми в процессе бурения может закли 10 ниваться и разрушаться выбуриваемыйкерн 16, Промежуточные промывки возможны одновременно и через полость 4, длячего при выключенных насосах включаетсявращение колонны труб со снарядом. При15 этом действием центробежных сил управляющие шары 25 будут смещены с седелсквозных каналов и по канавке 27 будутперемещаться в радиальном направлениипо скосу 28 к периферии торца поршня 1820 до упора в поверхность расточки 26. Благодаря тому, что диаметр расточки 26 меньшедиаметра расточки 19, т. е. меньше диаметра поршня 18, западания шаров 25 в проточку 29 не произойдет. Последующим25 включением промывки (не останавливаявращения) втулка 30 смещается вниз, удерживая шары 25 в этом положении (фиг, 3).после чего вращение выключают и производят промывку в течение необходимого вре 30 мени через открытые сквозные каналы 24 икерноприемник 5. Перед началом бурения вколонну труб сбрасывается запорный клапан 23. который, перекрывая центральныйканал 22, направляет поток раствора через35 скважинные каналы 24, чем предотвращается размыв керна 16, находящегося в полости 17 керноприемника 5,Бурение с отбором керна производят спервоначальным включением вращения40 снаряда и последующйм включением промывки, благодаря чему управляющие шары25, переместившись по канавке 27, откроютсквозные каналы 24, а после включения промывки будут удерживаться в этом положе 45 нии торцом втулки 30,Выбуриваемый керн 6 не взаимодействует с клиньями 11 благодаря их фиксированию кольцом 12 в исходном положении.предотвращающим контакт с керном, что50 обеспечивает сохранность керна и повышает долговечность клиньев 11.По окончании рейса проходки с отборомкерна выключают промывку и вращение. После возвращения шаров 25 по скосам 28 на55 седло сквозных каналов 24 вновь включаетнасосы. усилием от возрастающего давления раствора в замкнутой полости колонныбурильных труб поршень 18 будет смещаться по расточке 19 вниз. При этом будет срезан штифт 20, а при дальнейшемперемещении поршня 18 и связанного с ним керноприемника 5 вниз, после упора хвостовика 7 в расточку 14 коронки 3 произойдет срез штифта 9. По мере перемещения керноприемника 5 клинья 11, шарнирно 5 закрепленные на нижнем торце 8, будут взаимодействовать с конической расточкой 10 и, отклоняясь, будет внедряться в керн 16, производя отделение его от забоя. Благодаря тому, что при отделении керна пере мещения снаряда с бурильной колонной не производится, весь выбуренный столбик керна остается в керноприемнике 5, что повышает вынос керна. В конце хода поршня 18 вниз (фиг, 4) будет открыто отверстие 21, 15 давление в колонне труб снизится, На поверхности момент начала движения поршня 18 с керноприемником 5 отмечается на манометре скачком давления раствора в нагнетательной магистрали, а сигналом о 20 полном срабатывании механизмов снаряда является снижение давления и восстановление циркуляции бурового растоора. После отрыва снаряда от забоя включается вращение, шары 25 под действием центробежных 25 сил, перемещаясь по канавке 21 в радиальном направлении от центра, падут в кольцевую проточку 29 (фиг, 2), откуда самопроизвольный возврат их невозможеч блэ одаря соотношению размс роо;.О 1 Оч ки 29 и шаров 25, Тем самьмл, в процссге ПОДЬЕМа СНаРЯДа На ПОВЕРХНОСг: СК ОЗН.каналы 24 будут постоянно о 1 ц. тьобеспечивает свободный излиг рос гс ср, " з колонны бурильных труб при подьег. иможность циркуляции раствора примывке через полость 4 корпусаОтверстия 15 к,ронки чем предо-вра ает СЯ ВОЗНИКНОВЕНИЕ ОСЛОж С Н,1 й О ОИ,-,. а; г - жек. прихватов и пр. 40На поверхности от кор ус, отои ют переводник 2, после чего за поршен ;вытаскивают керноприеь 1 ни; 5. керн 16 из полости 17 извлекают после отсоедине ия хоостооика 7. 5 формула изобре 1 ения Керноотбс 1 рньн 1 снаряд. Содержащийкорпус с коронкой и переоодником Гя сое. динения с колонной бурильных труб, установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения керноприемник с узлом вращения, хвостовик, установленный в нижней части керноприемника и взаимодействия с коронкой, элементы отделения керна от забоя, размещенные на хвостовике и приводном механизме в виде подвижного поршня, установленного в расточке пере- водника и соединенного с узлом вращения и имеющего центральный канал с седлом под запорный клапан и сквозные каналы, размещенные эксцентрично центральному каналу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью, повышения выноса керна при одновременном сокращении затрат времени на его отбор, он снабжен управляющими шарами и подпружиненной дифференциальной втулкой, расточка переводника выполнена ступенчатой, верхняя, ступень которой имеет диаметр меньше диаметра поршня, центоальный канал которого связан с полостью керноприемника, сквозные каналы выполнены с седлом под управляющие шары, а поршень с канавкой на верхнем торце с наклоном к центру и кольцевой проточкой по периферии верхнего торца, последняя выполнена с шириной не менее диаметра и высотой не менее радиуса управляющих шарг при эом последние размещень, стационарно на седлах сквозных каналон о верх ей ступени расточки перевод ика с оо,м .1 ностью пере ео,ения о радиальном налаолс.нии по канавке а подпружиненная дФ 1 гренциальнат втулка установлена в е; "а,;,нике над упраолд софи; варам г,ЗМОжНОСтЬЮ ПРОДОЛЬНОСО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И о"аимодейг тоия с1 оследн им тор цог 1 а краи н " нижнем положении и прижатия его к 0 О Ои ПООЕрХНОСтИ ВЕрХНЕй:туПЕНИ рап гоцк пс:реоодника, причем хоос.сои, оыполне: с конической расточкой и установлен с возможностью продольного ПЕРС:МЕЩг:НИЯ, а ЭЛЕМЕНТЫ ОТДЕЛЕНИЯ КЕРНа О "айоя выполнены о виде клиньев, усгаНОРлонньХ С ООЗМОЖНОС ЫО Оэаи 1 ЛОДЕЙСТВИЧ Г, КОНИЧЕСКОЙ Рас; чКОй ПРИ иерем:щении керноприс,мника ОносительНО ХГГСГОВИКд.1654527 22 9 д Составитель Е.МолчановаТехред М.Моргентал Корректор М,Пожо дактор А.Моты каз 1938 ВНИИПИ Гос при ГКНТ СССР тент ород, ул.Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбин Тираж твенного ко 113035, Мо