Двойной колонковый снаряд

Двойной колонковый снаряд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить выход керна и обеспечить сигнализацию о заклинивании керна. Снаряд содержит наружную трубу /НТ/ 1 с буровой коронкой 29 в нижней части и полым переходником 2 и внутреннюю расширяющуюся керно-приемную трубу /ВРКТ/ 18, выполненную в виде двух равных полутруб 23 с кольцевыми проточками /КП/ 26 на наружной поверхности. В КП 26 размещены стягивающие элементы в виде по крайней мере двух упругих полуколец 27, взаимодействующих с внутренней поверхностью НТ 1 и передающих вращение от нее на ВРКТ 18 при максимальном ее расширении. При этом ВРКТ 18 соединена с переходником 2 узлом ее аксиального перемещения, содержащим вал 3, подшипниковый узел 17 и упругий элемент 9. При возникновении заклинивания керна во внутренней полости ВРКТ 18 усилия от него передаются на стенки полутруб 23. В результате ВРКТ перемещается вдоль оси в сторону переходника 2. Вместе с ней перемещается подшипниковый узел 17. Витки пружины 9 сжимаются, перекрывая проходящий между ними поток промывочной жидкости. Давление повышается, что свидетельствует о заклинивании керна. Полутрубы 23 разжимаются, полукольца 27 разжимаются и входят в соприкосновение с внутренней поверхностью вращающейся НТ 1. Вращение от НТ 1 передается ВРКТ 18 через полукольца 27. При движении ВРКТ 18 вдоль оси и в процессе ее разжатия происходит разрыв связей между поверхностью керна и внутренней поверхностью ВРКТ 18. Происходит подработка заклиненного керна. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

„„SU„„149025

А1 (51) 4 Е 21 В 25/00 .Е ИГ."НИ

L.ÄÏ:Ä "!4Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4277044/23-03 (22) 31.07.87 (46) 30,06,89, Бюл. 11! 24 (71) Всесоюзный научно-исследователь ский институт методики и техники разведки (72) Б.И.Варжель, В.Н.Фадеев и Н.Н.Бухарев (53) 622,243.064 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1121385, кл. Е 21 В 25/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 829863, кл. E 21 В 25/00, 1979. за

22

19

2а

27

28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ACHT СССР

1Ô !

12

13

16

17 !

26

26

23

2Ф (54) ДВОЙНОЙ КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к буровой технике и позволяет повысить выход керна и обеспечить сигнализацию о заклинивании керна. Снаряд содержит наружную трубу (НТ) 1 с буровой коронкой 29 в нижней части и полым переходником 2 и внутреннюю расширяющуюся керно-приемную трубу (BPKT).

18, выполненную в виде двух равных полутруб 23 с кольцевыми проточками (КП) 26 на наоужной поверхности. В

1490250

55 пов 28.

КП 26 размещены стягивакщие элементы в виде по крайней мере двух упругих полуколец 27, взаимодействующих с внутренней поверхностью HT 1 и пере5 дающих вращение от нее на BPKT 18 при максимальном ее расширении. При этом BPKT 18 соединена с переходником 2 узлом ее аксиального перемещения, содержащим вал 3, подшипнико- 1ð вый узел 17 и упругий элемент 9. При возникновении заклинивания керна во внутренней полости BPKT 18 усилия от него передаются на стенки полутруб 23. В результате BPKT переме- 15 щается вдоль оси в сторону переходника 2. Вместе с ней перемещается

Изобретение относится к буровой технике, в частности к двойным колонковым снарядам с разрезной керноприемной трубой.

Цель изобретения — повышение выхода керна и обеспечение сигнализации о заклинивании керна.

На фиг. 1 показан снаряд в исходном положении, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, с обеспечением сигнализации при заклиненном керне в керноприемной трубе.

Двойной колонковый снаряд {фиг. 1) содержит, наружную трубу 1, навинченную верхней частью на соединительный переходник 2, с которым жестко сочленяется полый вал 3 узла аксиального перемещения о промывочным каналом 4 подвода потока промывочной жидкости, поступающей через колонну бурильных труб (не показаны) и переходник 2.

Для выхода потока промывочной жидкости на валу 3 выполнены вспомогательный выход 5 и основной выход 6 в стороны, противоположные от оси вала

3. В зоне основного выхода 6 на валу 3 между поджимными шайбами верхней 7 и нижней 8 установлен упругий элемент — пружина 9 двухстороннего действия, предварительно сжатая с сохранением упругости и межвиткового зазора. Верхняя шайба 7 упирается в верхний упор 10 вала 3. Нижняя шайба 8 упирается в нижний упор 11, поджатый гайкой 12 с контргайкой 13.

Пружина 9 помещена в цилиндрический перфорированный кожух 14, который нижним концом жестко сочленяется

50 подшипниковый узел !7. Витки пружины

9 сжимаются, перекрывая проходящий между ними поток промывочной жидкости. Давление повышается, что сви.детельствует о заклинивании керна.

Полутрубы 23 разжимаются, полукольца 27 разжимаются и входят в соприкосновение с внутренней поверхностью вращающейся НТ 1. Вращение от НТ 1 передается BPKT 18 через полукольца

27. При двк хении BPKT 18 вдоль оси и в процессе ее раэжатия происходит разрыв связей между поверхностью керна и внутренней поверхностью BPKT

18, Происходит подработка заклиненного керна. 1 з.п.ф-лы, 2 ил, резьбой 15 с промежуточной камерой

16 подшипникового узла 17 расширяющейся керноприемной трубы 18. В боковой поверхности кожуха 14 выполнены окна 19 для прохода потока промывочной жидкости в межтрубное пространство 20. Верхняя часть кожуха

14 размещена своей поверхностью 21 на наружной поверхности 22 уступа

10 с возможностью свободного переме-. щения и расположена на подвижной шайбе 7, упирающейся в верхний упор 10 вала 3 °

Керноприемная труба 18 с объемом цилиндра состоит из двух равных между собой полутруб 23 (каждая полутруба половина трубы, разрезанная вдоль оси) . В нижней части труба 18 соединена резьбой 24 с кернорвателем 25, а верхней частью подсоединена к подшипниковому узлу 17. На наружной поверхности керноприемной трубы 18 вдоль оси выполнены кольцевые проточки 26, в которые установлены стягивающие ее элементы — упругие соединительные полукольца 27, Внутренний диаметр полуколец 27 меньше диаметра проточки 26, а длина дуги каждого полукольца 27 превышает дугу полутрубы 23, 3а счет упругих свойств все полукольца 27 обжимают керноприемную трубу 18, при этом полукольца

27 выступают над поверхностью керноприемной трубы 18 в виде выстуК нижней части наружной трубы 1 присоединена буровая коронка 29.

Один из выходов — основной выход 6

1490250 промывочного канала 4 выполнен через зону упругого элемента — пружины 9, а другой — вспомогательный выход 5 расположен вне этой эоны. Шайба 8 упирается в нижний упор 11 вала 3 и в торец промежуточной камеры 16 подшипникового узла 17. Промывочный канал 4 вала 3 сообщен с полостью 30 переходником 2, Двойной колонковый снаряд работает следующим образом.

Полутрубы 23 соединяют полукольцами 27, которые устанавливают в про— точки 26. Затем керноприемную трубу

18 подсоединяют к подшипниковому узлу 17 и соединяют с кернорвателем

25. Вал 3 подсоединяют к соединитель"ному переходнику 2, да валу 3 размещают цилиндрический кожух 14 с совмещением поверхности 2 1 с поверхностью 22 уступа 10, Далее устанавливают шайбу 7, пружину 9, поджимают ее шайбой 8, устаналивают нижний упор 11 и навинчивают гайку 12 с контргайкой 13. Затем подсоединяют кожух 14 с помощью резьбы 15 с промежуточной камерой 16, которую жестко соединяют с подшипниковым узлом 17.

Далее на переходник 2 нанинчивается труба 1 с буровой коронкой 29. Подготовленный двойной Ko»IQHKQBbl»» снаряд через переходник 2 подсоединяют к колонне бурильных труб (не показаны) и спускают в скважину. Включают буровой насос (не показан), промывочная жидкость через бурильные трубы (не показаны) и полость 30 переходника 2 поступает в канал 4 полого вала

3 и через выходы 5 и 6, межвитковый зазор пружинь» 9, окно 19 кожуха 14 попадает в межтрубное пространство

20 и далее к буровой коронке 29.

Включают шпиндель бурового станка (не показаны), вращение которого передается на колонну труб и двойной колонковый снаряд. В процессе бурения керн поступает в керноприемную трубу 18. При возникновении заклинивания керна во внутренней полости керноприемной трубы 18 усилия заклиненного керна передаются на стенки полутруб 23, образующих керноприемную трубу 18, в результате она перемещается вдоль оси в сторону переходника 2, при этом перемещаются жестко подсоединенные подшипниковьп» узел

17, промежуточная камера 16 и кожух

14, которьп» своей поверхностью 21 перемещается по поверхности 22 уступа 10 вала 3. При перемещении промежуточной камеры 16 усилия ее торца

5 передаются на поджимную шайбу 8 коt торая, перемещаясь по поверхности вала 3, сжимает витки пружины 9 на величину межвиткового зазора. Ход пружины (и перемещение керноприемной трубы 18) ограничен шайбой 7, упирающейся в торец уступа 10 вала 3. Сжатые витки 32 пружины 9 перекрывают основной выход 6 потока проь|ывочной жидкости, в результате поток в межтрубное пространство 20 поступает через вспомогательный выход 5 вала 3.

Отверстие выхода 5 выполнено диамет.— ром с условием прохождеш»я определенного объема промывочной жидкости при ,. определенном давлении, значительно большего, чем при выходе потока через окно 6. Давление в нагнетательной линии от бурового насоса регистрируется, например манометром, и таким об25 разом, мастер устанавливает момент заклинивания керна в керноприемной трубе 18.

С окончанием движения керноприемной трубы 18 вдоль оси 30, эа счет

30 усилия заклиненного керна полутрубы

23 разжимаются, упругие соединительные полукольца 27, обхватывающие полутрубы 23 по кольцевым проточкам 26, также разжимаются и выступы 28 входят в соприкосновение с внутренней поверхностью вращающейся наружной трубы 1. За счет сил трения вращение от наружной трубы 1 передается через выступы 28 полуколец 27 керноприемной

40 трубе 18. При движении керноприемной трубы 18 вдоль оси и в процессе разжатия полутруб 23 происходит разрыв связей между поверхностью керна и внутренней поверхностью керноприемной

45 трубы 18, при этом происходит подработка заклиненного керна внутренней поверхностью керноприемной трубы, начавшей вращаться совместно с наружной трубой. Все это в целом устраняет заклинивание керна. По окончании заклинивания за счет упругих свойств соединительных полуколец 27 объем керноприемной трубы 18 восстанавливается, ее вращение прекращается, одновременно происходит разжатие витков пружины 9 и воэвращение по оси н исходное положение шайбы 8, кожуха 14, промежуточной камеры 16, подшипникового узла 17 и керноприемной трубы

1490250

18. При этом витки пружины 9 освобождают основной выход 6 потока промывочной жидкости, давление в нагнетательной линии снижается и процесс

5 бурения продолжается.

Частота циклов — движение керноприемной трубы в осевом направлении с увеличением объема внутренней полости с возможностью вращения и воз1 вращение в исходное положение керноприемной трубы 18 — зависит от количества заклиниваний керна в керноприемной трубе, и каждый цикл происходит от момента заклинивания керна

15 до ликвидации заклинивания в процессе бурения до окончания рейса. По окончании рейса бурения выполняется срыв керна с помощью кернорвателя 25 по известному принципу действия, В случае высокой крепости горной породы для снижения нагрузки на резьбовые соединения часть усилия при срыве керна передается через кернорватель 25 на керноприемную трубу 18 и она совместно с подшипниковым узлом 17, промежуточной камерой 16 и кожухом 14 перемещается вдоль оси в направлении буровой коронки 29. Движение осуществляется с перемещением

30 поверхности 21 кожуха 14 по поверхности 22 уступа 10 вала 3, при этом усилие торца кожуха 14 передается на шайбу 7, которая, перемещась по поверхности вала 3, сжимает витки пружины 9 на величину межвиткового 35 зазора, Ход пружины (и перемещение керноприемной трубы 18) ограничен шайбой 8, упирающейся в нижний упор 11.

Ло окончании срыва керна керноприемная труба 18 возвращается в ис40 ходное положение. После подъема на поверхность колонкового снаряда его разбирают, освобождая керноприемную трубу 18 с керном, Разъемная внутренняя керноприемная труба обес45 печивает сохранность структуры и положение керна, позволяет с удобством осуществлять визуальный осмотр и описание керна в трубе с последующей упаковкой проб. 50

Таким образом в двойном колонковом снаряде, содержащем наружную трубу с буровой коронкой, внутреннюю

РазРезнУю керноприемную трубу, состоящую из двух равных полутруб и узла соединения их, подшипниковый узел керноприемной трубы, соединительный переходник к наружной и керноприемной трубам, кернорватель, повышение выхода керна и срока службы снаряда достигается введением в конструкцию снаряда устройства предотвращения заклинивания керна в новом выполнении и обеспечивающего возможность осевого перемещения внутренней керноприемной трубы, последующего радиального расширения внутренней полости керноприемной трубы и ее одновременного вращения совместно с наружной трубой, при этом происходит регистрация этого действия повышением давления на манометре бурового насоса с созранением поступления на забой скважины промывочной жидкости в необходимом количестве, При этом применение устройства предотвращения заклинивания керна в новом исполнении в двойном колонковом снаряде обеспечивает ликвидацию заклинивания керна в керноприемной тру-. бе при бурении; предотвращение ударных разрушающих нагрузок на подшипниковый узел и реэьбовые соединения керноприемной трубы в результате амортизационного эффекта в осевом направлении (осевое перемещение керноприемной трубы как при заклинивании керна так и при срыве керна по окончании рейса бурения); сигнализацию о заклинивании керна и ее ликвидацию с обеспечением постоянной подачи промывочной жидкости в процессе бурения на забой скважины. !

Указанные преимущества нового двойного колонкового снаряда обеспечивают получение кондиционного выхода керна, повьппение надежности и срока службы конструкции.

Формул а изобретения

1 . Двойной колонковый с наряд, включающий наружную трубу с буровой коронкой в нижней части и полым переходником в верхней, внутреннюю расширяющую керноприемную трубу со стягивающими ее элементами и кернорвателем, соединенную с переходником узлом ее аксиального перемещения, содержащим вал, подшипниковый узел н упругий элемент, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппе-. ния выхода керна, расширяющаяся керноприемная труба . выполнена в виде двух равных полутруб с кольцевыми проточками на наружной поверхности, 3

s

21

1

27

2В гю Очаг.2

Составитель П.Фролов

Техред М.Ходанич Корректор B,Гирняк

Редактор М.Товтин

Тираж 514

Заказ 3677/34

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

14 а стягивающие ее элементы — в виде по крайней мере двух упругих полуколец, установленных в кольцевых проточках керноприемной трубы с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью наружной трубы и передачи вращения от нее на внутреннюю керноприемную трубу при максимальном ее расширении.

2. Колонковый снаряд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения сигнализации о заклинивании керна, вал узла аксиального перемещения жестко соединен с переходником и выполнен с верхним и нижним упорами, подвижными шайбами

90250 10 и промывочным каналом, сообщенным с полостью переходника и имеющим два выхода, упругий элемент располо5 жен на валу между подвижными шайбами, одна из которых упирается в верхний упор, а другая — в нижний упор и в подшипниковый узел, соединенный с кернаприемной трубой и выполненной с перфорированным кожухом, располо1женным вокруг упругого элемента на подвижной шайбе, упирающейся в верхний упор вала, причем один из выходов промывочного канала выполнен через зону размещения упругого элемента узла аксиального перемещения, а другой вне этой зоны.