Устройство для бурения скважин и отбора образцов породы

и 1945404 ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистичесиихреспублик(23)Приоритет лв делан иаобретеннй и открытий(72) Авторы изобретения Н.Г. Павлов и Я,А. Эдельман Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательский институт буровойтехники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН И ОТБОРА ОБРАЗЦОВ ПОРОДЫго 1Изобретение относится к горномуделу и, в частности к устройствамдля отбора образцов породы из стенокскважин.Известны устройства для буренияскважин и отбора образцов, содержащие забойный двигатель с керноприемником и породоразрушающим инструментом для вырезания образца( 1 1.Однако бурение с отбором образцовэтими устройствами является малоэффективным, так как оно значительноснижает скорость проводки скважин посравнению с бурением сплошным, забоем,а вынос кернового материала недоста 15точен и составляет, как правило, только часть пройденного интервала. Приэтом повторить отбор образцов в пройденном интервале невозможно.Более эффективны устройства, гдевместо керна отбираются пробы породыиз стенки скважины,Известно устройство для буренияскважин и отбора образцов, содержа. 2щее забойный гидравлический двигательс закрепленным на его валу породоразрушающим инструментом, корпус сгидравличЕским каналом, по которомунагнетается рабоцая жидкость, а такжепробоотборник с трансмиссией и механизмом для вырезания образца породыиз стенки скважины 2 1,Недостатком известного устройстваявляется то, что в нем имеются индивидуальные двигатели как для породоразрушающего наконечника, так и дляпробоотборника. Причем для отбораобразца двигатель вместе с пробоотборником сбрасывается в бурильныетрубы и извлекается на поверхностькаждый раз после выбуривания изстенки скважины единичного образца,Вследствие ограниченных размероввнутреннего проходного сечения бурильных труб мощность двигателя пробоотборника незначительна, в связис чем снижается скорость отбора образца и отобранный в виде цилиндри3 9 ч 5 йческого столбика образец породы недостаточно представителен.Цель изобретения - повышение скорости резания и увеличение размераобразца за счет использования мощ.ности забойного двигателя породоразрушающего наконечника,Указанная цель достигается тем,что известное устройство снабженоуправляемой по гидравлическому каналу муфтой сцепления, которая соединяет трансмиссию прсбоотборника с валом забойного двигателя,Кроме того, муфта сцепления расположена на противоположном от породоразрушающего инструмента конце валазабойного двигателя,На фиг, 1 а и б показан общийугол устройства в статическом состоянии, продольный разрез; на фиг. 2а и б - устройство в состоянии бурения скважины; на фиг, 3 а и б - устройство в состоянии отбора образцов,Устройство для бурения скважиныи отбора образцов породы содержитзабойный гидравлический двигатель 1с валом 2 и закрепленным на валу породоразрушающим инструментом 3 дляуглубления скважин сплошным забоем ипробоотборник ч для отбора образцовиз стенок скважин,Пробоотборник расположен над за-бойным двигателем и связан корпусом5 с бурильными трубами (не показаны )и с корпусом забойного двигателя.35В корпусе 5 пробоотборника размещенытрансмиссия для передачи вращениярежущему механизму головки б и механизм для выдвижения из корпуса головки 6 пробоприемника 7 и переме 4 вщения заслонки 8, перекрывающей отверстие в корпусе от попадания кусков разбуриваемой породы.Трансмиссия включает муфту сцеплениясостоящую иэ полумуфты 9, закреплен 4ной на противоположном от породоразрушающего инструмента 3 конце вала 2 забойного двигателя, и полумуфты 10 с пружиной 11, расположенныхв полости 12.Механизм выдвижения содержит пор 50шень 13 с каналами 11 и 15 для протока промывочной жидкости, пружину16, установленную на упорном фланце17, систему рычагов 18 - 21, связывающих поршень 13 с заслонкой 8 ис корпусом 22 головки б.Для подачи промывочной жидкости кзабойному двигателю служит отводящая,фтруба 23, а для складирования вырезанных образцов - пробоприемник 21,Устройство работает следующимобразом,После спуска его в скважину включают циркуляцию. Поток промывочнойжидкости проходит по каналам 11 и15 поршня 13 (фиг, 1 и 2 ), отводящей трубе 23 и поступает к забойномудвигателю 1, включая его в работу.При этом расположенная в полости 12полумуфта 1 О под давлением промывочной жидкости, действующим на нее какна плунжерпереместится вверх, сжимаяпружину 11 и разъединяясь с полумуфтой 9, закрепленной на конце вала2 забойного двигателя,В этом положении при разъединенноймуфте (фиг,2)производят обычным способом углубление скважины сплошнымзабоем с помощью породоразрушающегоинструмента 3, закрепленного на валузабойного двигателя.По окончании бурения скважины пос"ле полной или частичной отработки породораэрушающего инструмента устройство устанавливают под интервалом,намеченным для отбора образцов. Вбурильные трубы сбрасывают шар 25(фиг. 3), который перекрывает канал14 поршня 13. Под действием перепададавлений от включенной циркуляциипромывочной жидкости поршень 13опускается вниз до упорного фланца17 и через систему рычагов 18 - 21,соединяющих поршень с корпусом 22и с заслонкой 8, перемещает заслонку,открывая отверстие для выхода из корпуса 5 пробоотборника в направлениик стенке скважины головки б, Промывочная жидкость, проходя по каналу15 и отводящей трубе 23, приводитв действие забойный двигатель, а полумуфты 9 и 10 находятся в сцеплении,так как при отборе образцов промывочная жидкость подается в уменьшенном, по сравнению с бурением скважины,количестве и, следовательно, давлениежидкости в полости 12 недостаточнодля сжатия пружины 11 полумуфты 10.Таким образом вращение от вала забойного двигателя через трансмиссию передается пробоотборнику, которыйврезается в породу стенки скважиныпри выдвижении его из корпуса породоотборника,Вырезание образца производят перемещением устройства вдоль оси скважины с малыми скоростями . Вырезан5 9454 ный образец захватывается пробоприемником 7 и складируется в пробоприемнике 24.По окончании отбора образцов в намеченном интервале отключают буровые насосы. Режущая головка 6 и пробоприемник 7 под действием пружины 16 и системы рычагов 18 - 2 1 займут положение внутри корпуса, после чего устройство может быть поднято на о поверхность или установлено для отбора образцов из следующего интервала, где цикл работы будет повторяться.Предложенное устройство обеспечит повышение эффективности, отбора об б разцов породы за счет упрощения его конструкции и обслуживания, увеличения скорости отбора образцов, их представительности и достоверности .Формула изобретения1. Устройство для бурения скважин и отбора образцов породы, содержащее р абойный гидравлический двигатель с закрепленным на его валу породоразрушающим инструментом, корпус с 04 6гидравлическим квналом, по которому нагнетается рабочая жидкость, а также пробоотборник с трансмиссией и механизмом для вырезания образца породы из стенки скважины, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения скорости резания и увеличения размера образца за счет использования мощнос" ти забойного двигателя породоразрушающего инструмента, оно снабжено управляемой по гидравлическому каналу муфтой сцепления, которая соединяет трансмиссию пробоотборника с валом забойного двигателя.2, Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что муфта сцепления расположена на противоположном от породоразрушающего инструмента конце вала забойного двигателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сулакшин С.С. Современныеспособы и средства отбора проб полезных ископаемых. И "Недра", 1970,с. 113.2. Патент США Мф 2852230, кл. 175-58,опули, 06.05 58.