Снаряд для отбора керна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспУБлик 07 б А н 9) 21 В 25/О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И К АВТОР СВИДЕТЕЛ ЬСТ ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт геологических,геофизических и геохимических информационных систем(54) СНАРЯД ДЛЯ ОТБОРА КЕРНА(57) Использование: бурение с отбором герметМзированного и обычного керна в одном рейсе. (".ущность изобретения. устройство содержиткорпус с приемной полостью, сообщающейся через отверстие с затрубным Изобретение относится к инструменту; используемому для бурения скважин, а именно к устройствам для бурения с отбором керна,Известен снаряд для отбора керна, состоящий иэ наружного корпуса, внутреннего извлекаемого керноприемника с защелками, механизма втягивания керноприеиной трубы, колонковой трубы с шаровым клапаном и бурильной головки. Неростатком укаэанного снаряда для отбора ерна являются большие затраты времени на герметизацию керна после окончания процесса бурения,При бурении глубоких и сверхглубоких скважин использование уэко специализированных снарядов для отбора только гермепространством, В корпусе размещены циркуляционные и керноводная трубы, Над приемной полостью размещен контейнер, связанный с керноводной трубой, В контейнере устано лена камера с механизмом ее герметизации и зафиксирована замковым механизмом в исходном положении. В нижней части керноводной трубы зафиксирована капсула с возможностью ее расфиксации при взаимодействии с керном, дальнейшего осевого перемещения и вхождения в камеру, Керноводная труба выполнена с окном для входа керна, перекрытым втулкой с узлом ее фиксации. На циркуляционной трубе напротив окна размещен подпружиненный отсекатель, В исходном положении он под- Я жат к втулке. Камера установлена в контейнере с возможностью ее расфиксации при взаимодействии с капсулой, герметизации и освобождения узла фиксации втулки, 8 ил. тиэированного керна связано с увел и. ем.срока строительства скважины.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является снаряд для отбора керна, содержащий корпус с приемной полостью, сообщающейся с затрубным пространством, размещенные в корпусе циркуляционные и керноводную трубы и бурильную головку. Недостатком указанного снаряда для отбора керна является низкая эффективность работы, обусловленная применением снаряда только для отбора обычного керна в одном рейсе.Целью изобретения является повышение эффективности работы эа счет совмещения отбора герметизированного и обычного керна в одном рейсе, 1795076Достигается поставленная цель тем, чтоснаряд для отбора керна, содержащий"корпус с приемной полостью, сообщающейся через отверстия с эатрубным пространством, размещенные в корпусе циркуляционные 5и керноводную трубы и бурильную головку,снабжен контейнером, размещенным в корпусе над приемной полостью и связанным скерноводной трубой, камерой с механизмом ее герметизации, установленной в контейнере и зафиксированной замковыммеханизмом в исходном положении, капсулой, зафиксированной в нижней части керноводной трубы с возможностью еерасфиксации при взаимодействии с керном, 15дальнейшего ее осевого перемещения ивхождения в камеру, подпружиненным отсекателем, размещенным на циркуляционной трубе, керноводная труба выполнена сокном для входа керна, перекрытым втулкой 20с узлом ее фиксации, при этом отсекательразмещен напротив окна и поджат к втулкев исходном положении, а камера установлена в контейнере с воэможностью ее расфиксации при взаимодействии с капсулой, 25герметизации и освобождения узла фиксации втулки.Сущность изобретения заключается вследующем,Наличие контейнера, размещенного в 30корпусе над приемной полостью и связанного с керноводной трубой, камеры с механизмом ее герметизации, установленной вконтейнере и зафиксированной замковыммеханизмом в исходном положении, капсулы, зафиксированной в нижней части керноводной трубы с возможностью ее расфиксациипри взаимодействии с керном, дальнейшегоее осевого перемещения и вхождения в ка-меру, позволяют капсуле принять керн в 40процессе бурения, отделиться от забоя итранспортироваться потоком жидкости в камеру, в которой, благодаря ее установке вконтейнере с возможностью ее расфиксации при взаимодействии с капсулой, герметизации и освобождения узла фиксациивтулки, керн герметизируется,Наличие подпружиненного отсекателя,размещенного на циркуляционной трубе и50выполнение керноводной трубы с окном длявхода керна, перекрытым втулкой с узлом ее фиксации, а также размещение отсекателя напротив окна и поджатие к втулке в исходном положении, позволяют после освобождения узла фиксации втулки обеспечитьоткрытие окна и поступление керна в приемную полость после йахождения капсулы в камеру, предотвращая поступление керна в бункер до того момента, пока капсула не окажется в камере и не загерметизируется Уи лишь после этого происходит складирование обычного керна в бункер,При этом фиксация капсулы в нижней части керноводной трубы с возможностью ее расфиксации при взаимодействии с керном обеспечивает спуск снаряда беэ заполнения его шламом, что влияет на качество отбираемого в процессе бурения керна.На фиг, 1 изображен общий вид снаряда для отбора керна; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг.1, на фиг. 3 - узел на фиг, 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг, 3. на фиг, 5 - разрез В-В на фиг. 3, на фиг. 6 - вид Г на фиг. 3; на фиг, 7 - узелна фиг. 1; на фиг, 8 - общий вид снаряда для отбора керна в работе.Снаряд для отбора керна содержит систему наружных деталей, состоящую иэ верхнего переводника 1, корпуса 2 с приемной полостью 3 для складирования керна, сообщающейся через отверстия 4 с затрубным пространством, обечайки 5 бункера, наддолотного переводника 6 с циркуляционными отверстиями, калибратора 7 спирального с левым направлением лопастей. Внутренняя извлекаемая система состоит из головки 8, циркуляционных труб 9 и керноводной трубы 10, связанных с ними верхнего поршня 11 и нижнего поршня 12, образующих своими торцами и внутренней поверхностью корпуса 2 приемную полость 3. С керноводной трубой 10 жеетко связан упорный фланец 13 с отверстиями и втулка 14. В нижней части снаряд содержит бурильную головку 15, В верхнем поршне 11 имеются циркуляционные каналы 16 и полость 17, в которой над приемной полостью корпуса размещен контейнер 18, связанный с керноводной трубой 10 с помощью накидной гайки 19, а с поршнем 11 с помощью поворотной скобы 20, входящей в паз 21 контейнера 18 запираемой винтом 22, Внутри контейнера 18 установлена камера 23 с механизмом ее герметизации, Внутри корпуса 24 камеры 23 размещены втулка 25, поворотный шаровой затвор 26, перепускной предохранительный клапан 27, Затвор 26 расположен между втулкой 28 с уплотнителем 29 и втулкой 30 с регулировочной прокладкой 31, Фиксация затвора 26 в камере 23 осуществляется крышкой 32, Для выбирания зазоров между сопряженными поверхностями затвора 26 и втулок 28, 30 имеется пружина 33. Шаровой затвор 26 смонтирован в корпусе 24 на оси 34. Ось жестко связана сГ"-образным вкладышем 35, На боковой поверхности контейнера 18 имеются две фигурные прорези 36, расположенные друг против друга, причем гбловка вкладыша 35 расположена в нижней фигурнойчасти прорези 36, Камера 23 оперта на пружину 37 и зафиксирована зам15 20 25 Зо 35 40 50 ковым механизмом, состоящим из обоймы 38, шарика 39 и втулки 40 в исходном положении с воэможностью ее расфиксации прИ взаимодействии с капсулой 41. Капсула 41, имеющая внутреннюю полость 42 для приема керна, канал 43 с расположенным в нем редукционным клапаном 44 давления, зафиксирована с помощью винта 45 в нижней части керноводной трубы с воэможностью ее расфиксации при взаимодействии с керном, дальнейшего ее осевого перемещения и вхождения в камеру 23. На наружной поверхности капсулы 41 имеются уплотнителЬные кольца 46. В нижней части керноводной трубы 10 размещены на осях собачки 47. На циркуляционной трубе размещен подпружиненнцй отсекатель 48. Керноводная труба 10 выполнена с окном 49 для входа керна в бункер, перекрытым имеющей в верхней части кольцевую проточку 50 втулкой 51 с узлом ее фиксации, включающрм расположенный в нижней части контейнера 18 подпружиненный двуплечий рычаг 52, нижний конец 53 которого входит в кольцевую проточку 50 втулки 51, а верхний конец 54 входит в отверстие 55 контейнера 18, При этом отсекатель 48 размещен напротив окна 49 и поджат к втулке 51 в исходном положении,Работает снаряд для отбора керна следующим образом.Снаряд для отбора керна присоединяется к бурильной колонне или к валу забойного двигателя и опускается в скважину.В процессе бурения потокпромывочной жидкости движется по внутреннему каналу бурильных труб, циркуляционным каналам 16, циркуляционным трубам 9 и выходит ниже калибратора 7 через отверстия наддолотного переводника 6 в затрубное пространство. В затрубном пространстве часть потока направляется вверх, а другая часть вниз в керноводную трубу 10. Чтобы увеличить часть жидкости, идущую вниз, спиральный калибратор 7 выполнен с лопастями левого направления.Во время бурения керн начинает поступать в керноприемную трубу 10 и заполнять внутреннюю полость 42 капсулы 41. При упоре керна во внутреннюю поверхность капсулы 41 происходит срез винта 45 крепящего капсулу к керноводной трубе 10, Потоком промывочной жидкости, поступающим снизу в керноводную трубу, капсула 41 с керном будет транспор;ирсваться вверх по керноводной трубе 10. Промывочная жидкость через отверстия 4 корпуса 2 выходит в затрубнсе пространство, При захождении капсулы 41 в приемную камеру 23, зафиксированную в контейнере 18 замковым устройством, капсула 41 верхним торцем взаимодействует со втулкой 40, перемещая ее вверх, В конце ходз втулки 40 шарик 39 получает возможность радиального перемещения в отверстии обоймы 38, то есть выхода иэ канавки корпуса 24 камеры 23, Благодаря наличию пружины 37 освобожденная от фиксации камера 23 с находящейся в ней капсулой 41 с керном начнет перемещаться вверх. Во время передвижения камеры 23 вверх произойдет поворот головки "Г"-образного вкладыша 35 в нижней части фигурной прорези 36 на 90 О, Так как вкладыш жестко связан посредством оси 34 с шаровым затвором 26, то последний также повернется на 90, что соответствует закрытию внутренней полости корпуса 24 камеры 23 с находящейся в ней капсулой с керном,Таким образом, освобождение камеры 23 от фиксации произойдет за счет гидравлики, а поворот затвора осуществляется за счет гидравлического усилия и усилия от действия пружины.После поворота вкладыша 35 камера 23 продолжит движение, скользя повернутым вкладышем в прорези контейнера 18. В конце хода камеры 23 верхний конец 54 подпружиненного двуплечего рычага 52 опустится во внутреннюю полость контейнера 18, так как ранее это перемещение конца рычага ограничивал корпус камеры 23. В то же время нижний конец 53 этого рычага 52 поднимется и выйдет из кольцевой проточки 50 втулки 51, закрывающей окно 49 керноводной трубы 10. Под действием силы тяжести втулка 51, скользя по наружной поверхности керноводной трубы 10, опустится вниз до соответствующего упора, открывая отверстие 49, Отсекатель 48 под действием пружины повернется до упора своей пластины во внутреннюю поверхность керноводной трубы 10, образуя перегородку в керноводном тракте, После этого последующие куски керна, транспортируемые потоком жидкости по керноводной трубе, будут направляться в приемную полость 3, где они будут складироваться, а промывочная жидкость через отверстия 4 выходит в затрубное пространство,По окончании бурения снаряд для отбора керна поднимается на поверхность, После отворота верхнего переводника 1 с помощью шлипса, присоединяемого к головке 8, внутренняя система извлекается до появления над верхним торцем корпуса 2 кернсводной трубы 10. После отвинчивания накидной гайки 19 и винта 22 с последующим отводом скобы 20 из паза 21 контейнер1795076 18 с находящейся внутри камерой 23 с керном извлекается из полости 17,Контейнер 18 складывается в специальную камеру с сухим льдом и транспортируется для дальнейших исследований,После этого окончательно извлекается вся внутренняя сборка с керновым материалом в полости 3, ограниченной обечайкой 5. Внутренняя сборка транспортируется на приемные мостки буровой установки, кладется в горизонтальное положение, обечайка 5 снимается и керновый материал разбирается и систематически укладывается в ящики. Формула изобретения Снаряд для отбора керна, содержащий корпус с приемной полостью, сообщающийся через отверстия с эатрубным пространством, размещенные в корпусе циркуляционные и керноводную трубы и бурильную головку, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе эа счет совмещения отбора герметизированного и обычного керна в одном рейсе, он снабжен контейнером, размещенным в корпусе над приемной полостью и связанным с керноводной трубой, камерой с механизмом ее герметизации, установленной в контейнере и зафиксированной замковым механизмом в Использование предложенного снаряда для отбора керна позволит повысить эффективность бурения, особенно в глубоких и сверхглубоких скважинах, за счет совме щения отбора керна герметизированного иобычного в одном рейсе, Даже, если по каким-либо причинам, не удается отобрать герметизированный керн, рейс не будет холостым.10 Отбор герметизированного керна позволит определить нефтегазонасыщенность пласта и точно определить запасы продукции и эффективность ее добычи.15 исходном положении, капсулой, зафиксированной в нижней части керноводной трубы 20 с возможностью ее расфиксации при взаимодействии с керном, дальнейшего осевого перемещения и вхождения в камеру, подйружиненным отсекателем, размещенным на циркуляционной трубе, керноводная тру ба выполнена с окном для входа керна, перекрытым втулкой с узлом ее фиксации, при этом отсекатель размещен напротив окна и поджат к втулке в исходном положении, а камера установлена в контейнере с воэмож ностью ее расфиксации при взаимодействии с капсулой, герметизации и освобождения узла фиксации втулки.1795076 т,Втавитель Д.Индрупскийред М.Моргентал ектор О.Густи Реда Заказ 412 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,.ул.Гагарина, 10