Рис. 8. Кернорватели открытые свободного действия
а, б — I подгруппа; в, г — II подгруппа; д, е — III подгруппа
| Главная страница ДонНТУ | Страница магистров | Поисковая система ДонНТУ |
| Автобиография | Автореферат | Ссылки | Результаты поиска в Интернет | Индивидуальное задание |
УДЕРЖАНИЕ КЕРНА ПРИ ПОДЪЕМЕ
Удержание керна при подъеме может быть осуществлено затиркой всухую, заклинкой твердыми инородными частицами и механическими кернорвателями.
Способ затирки всухую в основном применяется в осадочных породах. Этот способ имеет ряд существенных недостатков, к основным из них следует отнести опасность прихвата колонкового снаряда на забое, отсутствие контроля надежности затирки керна в коронке, порча части керна вследствие его перегрева и смятия.
Способ заклинки керна инородными твердыми частицами широко применяется в практике геологоразведочного бурения. Однако он также имеет существенные недостатки, главными из которых являются ненадежное удержание керна при подъеме разрушенных горных пород и сравнительно большие затраты времени при заклинке керна в глубоких скважинах.
Способ заклинки керна при помощи механических к.ернорва-гелей наиболее надежен. Механические кернорватели по конст-руктивным признакам и принципу действия разделяются на четыре группы.
Первая группа — кернорватели открытые свободного действия.
Вторая группа — кернорватели открытые принудительного действия.
Третья группа — кернорватели закрытые свободного действия.
Четвертая группа — кернорватели закрытые принудительного действия.
Кернорватели открытого типа в процессе бурения находятся в контакте с керном, а закрытого типа - изолированы от керна. Кернорватели принудительного действия заклинивают керн под воздействием внешних механических усилий, а кернорватели свободного действия — без воздействия внешних усилий.
Основные требования, предъявляемые к механическим кер-норвателям двойных колонковых снарядов, следующие: керно-рватель должен быть прост по устройству и удобен в эксплуатации, не должен припятствовать вхождению керна в керноприемную трубу, обеспечивать срыв монолитного керна с забоя и надежное удержание при подъеме монолитного и разрушенного керна.
Кернорватели первой группы (рис. 8 а, б, в, г, д, е) разделяются на три подгруппы и применяются в зависимости от характера пород (монолитные, разрушенные или чередующиеся).
Кернорватели первой подгруппы (рис. 8 а, б) предназначены для монолитных пород, требующих срыва керна с забоя. Применение их в разрушенных и трещиноватых породах не дает положительных результатов, так как при подъеме они не удерживают керн, а при бурении способствуют его разрушению.
При чередовании разрушенных и монолитных пород применяются кернорватели второй подгруппы (рис. 8 в), которые срывают монолитный керн с забоя и удерживают разрушенный керн при подъеме. Однако они так же, как и кернорватели первой подгруппы, способствуют разрушению керна.
Улучшенная модификация кернорвателя, относящегося к этой же подгруппе, изображена на рис. 8 г. Основной его недостаток — возможность попадания в начале бурения кусочков керна между корпусом и рвательными секторами, в результате чего создается препятствие продвижению керна в керноприемную трубу.
Кернорватели третьей подгруппы (рис. 8 д, е) предназначены только для разрушенных пород. Попадание частиц керна за пружины у кернорвателя этого типа происходит значительно реже вследствие применения круглых керноудерживающих пружин, имеющих меньшую площадь соприкосновения с керном, чем плоские пружины. Кернорватель надежен в работе и прост по конструкции. Его керноудерживающие пружины изготовлены из стальной проволоки парными секциями, которые свободно вставляются в отверстие корпуса кернорвателя. Такая конструкция позволяет непосредственно на буровой заменять негодные секции пружин.
К основным недостаткам кернорвателей первой группы относятся: невозможность расхаживания бурового снаряда в процессе бурения; препятствие вхождению керна в кернопрйемную трубу, в результате чего керн подклинивается и истирается, и ненадежность работы кернорвателей (часто ломаются).
Рис. 8. Кернорватели открытые свободного действия
а, б — I подгруппа; в, г — II подгруппа; д, е — III подгруппа
Кернорватели второй группы (рис. 9 а и б) предназначены для монолитных и разрушенных пород. Они обеспечивают надежный срыв керна с забоя и удержание его при подъеме. Заклинка керна при помощи керпорвателей этого типа осуществляется гидравлическим или механическим нажимом, при котором зубья кернорвателя входят в конусную часть коронки, сжимаются и прочно обжимают керн.
Однако в случае применения кернорвателя, изображенного на рис 9 а, при бурении происходит подклинка и истирание керна вследствие неровной внутренней поверхности зубьев.
Этих недостатков лишен кернорватель (см. рис. 9, б), зубья которого имеют наклонные боковые поверхности, что дает им возможность при заклинке набегать друг на друга веером и обжима!ь керн. Кроме того, этот кернорватель при бурении обеспечивает свободный вход керна в керноприемную трубу.
Общим недостатком кернорвателей второй группы является ненадежная защита керна от воздействия потока промывочной жидкости.
Рис. 9. Кернорватели открытые
принудительного действия
Кернорватели третьей группы (рис. 10 а, б и в) изготавливаются пружинные и секторные. Пружинные кернорватели предназначены для разрушенных пород, а секторные — для разрушенных и монолитных. Эти кернорватели применяются только с телескопическими двойными колонковыми снарядами, у которых керноприемная труба может перемещаться в осевом направлении свободно или задерживаться специальным замыкателем.
У двойных колонковых снарядов со свободным перемещением керноириемной трубы (см. рис. 10 а) кернорвательные пружины при спуске снаряда в скважину и подъеме открыты и прижаты концами к оси снаряда, а при бурении находятся в зазоре между коронкой и керноприемной трубой и не мешают вхождению керна. Кернорватели ненадежны в работе, имеют место случаи срезания кернорвательных пружин и истирание керна при бурении. Срезание кернорвательных пружин происходит в основном при постановке снаряда на неочищенный от шлама забой скважины. При постановке колонкового снаряда на забой открытые рвательные пружины упираются в шлам, загибаются и срезаются продвигающейся к забою керноприемной трубой. Кроме того, шлам, попавший в кольцевой зазор (между коронкой и керноприемной трубой), заклинивает керноприемную трубу, что приводит к ее вращению и истиранию керна.
У двойных колонковых снарядов с фиксированной керноприемной трубой (см. рис. 10 б, в) кернорватель при спуске в скважину и бурении находится в зазоре между коронкой и керноприемной трубой, а при подъеме освобождается за счет срабатывания замыкателя и подъема керноприемной трубы. Таким образом, замыкатель защищает межтрубный зазор от зашламовывания и предохраняет кернорватель от поломок. Кроме того, замыкатель позволяет контролировать момент заклинки керна с поверхности скважины. Недостатком секторного кернорвателя (см. рис. 10 в) является ненадежность срыва монолитного керна с забоя вследствие проскальзывания по керну.
Рис. 10. Кернорватели закрытые свободного действия
а — со свободным перемещением кернопрнемной трубы;
б, в — с фиксированием керноприемной трубы
Кернорватели четвертой группы более надежны в работе и универсальны по назначению. Сюда относится кернорватель рожковый (рис. 11), разработанный Казахским научно-исследовательским институтом минерального сырья. Кернорватель обеспечивает надежный срыв монолитного керна с забоя и удержание разрушенного керна при подъеме, а при бурении не препятствует вхождению керна в керноприемную трубу.
Рис. 11. Кернорватель закрытый
принудительного действия
| Автобиография | Автореферат | Ссылки | Результаты поиска в Интернет | Индивидуальное задание |