Расширитель для отбора проб в скважинах

(21) (22) (46) исследо( ) вател раль мине ый и Ю. (53) (56) Р 31 ых закреплень СССР1966.ССР1967.2 Б Р 23 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИ ВТОРСНОМУ СВИ 4158380/22-0308.12.8607.11.88. Бюл Р 41Среднеазиатский научноьский институт геологииого сырьяД,А.Учаров, 10.В.Бескро(57) Изобретениему делу. Цель -путем обеспеченицесса отбора прокорпусу (К) .1 налена втулка 2 с Относится к Горно повышение произ-ти я непрерывности про б, Для этого соосноего гранях установ прорезями 3, в кото клинья-штифты 4, вза дним концом с муфто18, а другим кон" нными шарнирно закшарошками 5 в виимодеиствующие о 20 винтовой пар цом с подпругирепленными на К1435745 де клиновндных крыльев. С К 1 соединен шламоприемник 1 ЦП) 8 с окнами10, пакером и пилотным направлением15, Последнее выполнено из двух частей в виде зубчатых полумуфт 13, ус"тановленных с возможностью перемещения относительно друг друга, Одна изполумуфт 13 жестко связана с основным пакером, а другая - со ШП 8.Винтовая пара 18 имеет внутреннююполость, установлена между двойнойбурильной колонной (БК) и К 1 и жестко связана муфтой 20 с БК и посредством ниппеля 19 с К 1. При этом БКчерез отверстия во внешней трубе гидравлически связана с дополнительнымпакером 21 и последовательно со П 1 П 8,1Изобретение относится к горному делу, а именно к инструменту для бурения скважин на твердые полезные ископаемые с транспортировкой шлама выбуренных пород по трубам бурильной колонны.Целью изобретения является повышение производительности путем обес" печения непрерывности процесса отбора проб. 10На Фиг.1 представлен расширитель для отбора проб в скважинах в исходном положении, общий вид; на фиг.2- сечение А-А на фиг.1; на Фиг.3 - сече" ние Б-Б на Фиг,1; на Фиг,4 - сечение В-В на фиг.1; на Фиг,5сечение Г-Г на Фиг.1; на фиг.б - сечение Д-Д на фиг.1; на Фиг.7 - сечение Е-Е на Фиг.1; на фиг.8 - расширитель, общий вид, рабочее положение; на фиг.9 " 20 сечение Ж-Ж на Фиг, 8; на Фиг,10 . ;сечение И-И на фиг.8; на Фиг.11 вид К на Фиг.8; на фиг,12 - вид на зубчатые полумуфты в положении сто" ,порения расширителя.Расширитель состоит из корпуса на гранях которого установлена втулка 2 со шпоночными прорезями 3 для размещения части клиньев-штифтов 4, шарошек 5 в виде клииовидных крыльев 30 с осями 6 вращения на концевых частях соосно оси инструмента, втулки К 1, винтовой парой 18 и внутреннейтрубой БК. По междутрубному пространству БК, опущенной в скважину,подают промывочную жидкость, котораяомывает шарошки 5 и через окна 10,поступает в ШП 8. Пакерирующие элементы 12 основного пакера, взаимо".действия со стенками скважины, перекрывают уход жидкости к забою скважины, Пакерирующие элементы 22 допол"нительного пакера 21 перекрывают уходжидкости к устью скважины, При включении БК муфта 20, вращаясь, подвигается по винтовой поверхности ниппеля19 к забою и подвигает клинья"штифты4 под шарошки 5, сообщая усилие наих раскрытие. 3 з,п. Ф-лы, 12 ил. 27, шлампоприемника 8 с зубьями 9 шламодробителя на наружной поверхности, направленными по винтовой линии против хода вращения инструмента, окнами 10 для прохода шлама во внутреннюю полость, направленными тангенциально к оси вращения инструмента, пакера с шламоприемным воротником 11 и пакерующнми элементами 12, полумуфты 13 зубчатой, укрепленных на опорной втулке 14 вращения, пилотного нап-. равления 15 со встроенной полумуфтой 16 зубчатой на штоковой части 17, подсоединяемого к шламоприемнику, винтовой пары 18 с ниппелем 19, подсоединенным к корпусу 1, и муфты 20, пакера 21, с элементами 22 пакерования на переходнике 23, патрубка 24 шламопровода, переходника 25. В исходном положении винтовая пара 18 зафиксирована шпилькой 26, шарошки 5 убраны в транспортное положение пружинами 27 кручения, клинья-штифты 4, жестко зафиксированные между собой обоймой 28 с винтами 29, выведены буртом 30 муфты 20 за поперечные прорези 31 в шпоночных прорезях втулки 2 до упора с проточками 32 о штифты 33, встроенные в отверстиях втулки 2. На переходнике 23 выполнены отверстия 34 и 35.Расширитрль для отбора проб в скважинах работает следующим образом.Собранный в исходном положении расширитель подсоединяют к двойной колонне труб (не показана 1 пепеходником 25, состыковывая патрубок 24 с внутренней трубой бурильной колонны. Затем на колонне труб расширитель опускают в скважину до интервала, предназначенного для опробования, и направляют промывочную жидкость 10 по межтрубному пространству двойной бурильной колонны к расширителю, Поток промывочной жидкости поступает по пространству между переходниками 23 и 25 и патрубком 24, создавая под 15 пор через отверстия 34 под элементами 22 пакерования. Через отверстие 35 промывочная жидкость подается в затрубное пространство, омываег шарошки 5 между втулками 2 и 7, 20 через окна 10 поступает в шламолриемник 8, далее в шламопровод 36 и затем через полость внутренней трубы бурильной колонны отправляется на устье скважины. При этом шламоприемный воротник 11 и пакерующие элементы 12, взаимодействуя со стенками скважины, перекрывают уход потоку промывочной жидкости к забою скважины, а элементы 22 пакерования с под пором жидкости через отверстия 34 перекрывают уход жидкости к устью скважины. После подачи промывочной жидкости резко включают вращение бурильной колонны. Благодаря массе 35 инерции забойной части расширителя, препятствующей резкой передаче вращения этой части тела расширителя на винтовой паре 18, срезается шпилька 26, муфта 20, вращаясь, подвига ется по винтовой поверхности ниппеля 19 к забою и своим буртом 30 за прорези 31 подвигает клинья-штифты 4 под шарошки 5, сообщая усилие на их раскрывание. Шарошки 5, постепенно 45 раскрываясь под усилием продвижения клиньев-штифтов 4, разрушают стенки скважины своими рабочими элементами, До полного раскрывания широшек 5 муфта 20 поступает по свободной винтовой поверхности ниппеля 19 и упирается буртом 30 о борт ниппеля 19,прекращая подачу клиньев-штифтов 4 за прорези 31 и приводя шарошку 5 расширителя в конечное положение. Затем на вращаемый инструмент подают осевую нагрузку и по мере разрабатывания скважины шарощками 5 подвигают двойную бурильную колонну труб с расширителем по интервалу глубины, заданному для опробования. После прохождения интервала глубины, равной расстоянию от шарощек 5 до элементов 22 пакерования, с расширением скважины от диаметра П до П , со входом в участок расширения элементов 22 пакерования, последние эластично разгибаются до диаметра Л до 02, продолжая перекрывать каналы ухода промывочной жидкости в сторону устья скважины.При работе расширителя сколотые и истертые в шлам куски породы, транспортируемые потоком промывочной жид-, кости, поступают в полость между зубьями 9 шламодробителя и стенками скважины, где более крупные куски подвергаются дроблению н по иере измельчения вместе с остальным щламом подаются к щламоприемному воротнику 11, а затем через окна 10 - в шламопровод 36.В процессе бурения расширителем стенки скважины разрабатывают забойным уступом конической формы с косыми углами наклона к оси скважины. Этим обеспечивается исключениесколов со стенок скважины крупных кусков породы, которые могут привести к заклиниванию вращения породоразру" шающего инструмента. При расширении стенки скважины для подготовки к работе по ним элементов 22 пакера 21 обрабатываются породоразрушающими элементами шарошек 5, В случае необходимости, например в аварийных ситуациях, для, промывания затрубного пространства от расширителя к устью скважины снижают давление подаваемой промывочной жидкости до усадки элементов 22 пакерования в диаметре менее, чем В, открывая выход жидкости,По окончании расширения запакерованную полость и бурильную колонну промывают для полного выноса выбуренных частиц на устье. Затем, сбрасывая давление подаваемой жидкости, дают усадку элементам 22 пакерования в диаметре менее, чем 0, .промывают затрубное пространство до устья скважины, отключают правое вращение инструмента, дают натяжку бурильной колонне, включают левое вращение, отворачивают муфту 20 винтовой пары 18 ло резьбе ниппеля 19, согласно свободному ходу, убирая буртом 30 клинья"штифты 4 до упора их проточек 32 о штифты 33. При натяжке бурильной колонны за счет усилий пакерования элементами 11 и 12 зубчатая полумуфта 135 тормозится, шток 17 скользит в опорной втулке 14 и, подвигаясь вместе с зубчатой полумуфтой 16 пилотного направления 15, вводит в зацепление зубья полумуфт 13 и 16 (фиг.12), и с подачей левого вращения на инструмент производится притормаживание частей расширителя в забойной части, начиная от ниппеля 19, обеспечивая отворачивание муфты 20 с убиранием клиньев-штифтов 4 в исходное транс" портное положение из"под шарошек 5.С убиранием клиньев"штифтов 4 пружи" ны 27 складывают шарошки 5 в исходноетранспортное положение. Затем произ водят подъем инструмента, В случае заклинивания шарошек 5 породной мелочью и заклинивания устройства в зоне расширения применяют расхаживание инструмента, его проворачива ние или подачу ударных импульсов на инструмент. формула изобретенияЗО1. Расширитель для отбора проб в скважинах, включающий полый корпус, связанный с бурильной колонной, выдвижные шарошки, шарнирно закрепленные на корпусе с винтовой парой с муфтой для их поворота и соединенньш с кор" пусом шламоприемник с окнами, паке" ром и пилотным направлением, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности путем 4 О обеспечения непрерывности процесса отбора проб, бурильная колонна снаб" жена дополнительным пакером, выполнена двойной и имеет отверстия в наружной трубе, корпус снабжен втулкой с прорезями, установленной соосно с корпусом и клиньями-штиФтамизакрепленными в прорезях втулки свозможностью продольного перемещения и взаимодействия одним концом смуфтой винтовой пары, а другим концом - с шарошками, оси которых установлены параллельно продольной осирасширителя, шарошки выполнены подпружиненными, а пилотное направлениевыполнено из двух частей в виде зубчатых полумуфт и установленных свозможностью перемещения относительно одна другой, одна из которых жестко связана с основным пакером, адругая - со шламоприемником, приэтом винтовая пара имеет внутреннююполость и установлена между бурильной колонной и корпусом, жестко связанаа гуфтой с бурильной колоннойи посредством ниппеля - с корпусом,а бурильная колонна через отверстияво внешней трубе гидравлически свяэана с дополнителыым пакером и последовательно со шламоприемником, корпусом, винтовой парой и внутреннейтрубой бурильной колоньы.2, Распиритель ло п,1, о т л ич а,ю щ и й с я тем, что шарашки выполнены в виде клиновидных крыльев,3. Р асширитель по. и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что наружнаяповерхность шламоприемника выполненав виде шламодробителя с установлен"ными по винтовой линии зубьями, которые направлены против хода вращения расширителя,с 4. Расширитель по п.З, о т л и ч аю щ и й с я тем, что окна шламоприемника направлены тангенциально к внутренней полости, шламоприемника.1435745 И-И дада 1 б оставитель А.Черепенкинаехред М.Дндык 531 итета СС ВНИИПИ Государственного по делам изобретений113035, Мбсква, Ж, Рауш тная, 4 Ужгород, ул Производственно-полиграфическое предприяти едактор Г.Волковааказ 5622/30 открытии ая наб., д, Корректор О.КравцовПодписное