ДВОЙНОЙ КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД
Патент Российской Федерации
Известен двойной колонковый снаряд, содержащий наружную трубу с буровой коронкой, внутреннюю разрезную керноприемную трубу из двух равных полутруб, подшипниковый узел керноприемной трубы, соединительный переходник к наружной и керноприемной трубам, расширитель, кернорватель [1].
Керноприемная труба в снаряде облегчает по окончании бурения извлечение керна, который при этом сохраняет свою структуру и положение. Однако в процессе бурения таким снарядом не обеспечивается постоянное получение кондиционного керна из-за его подклинок в керноприемной трубе. В процессе бурения заклиненный керн передает усилия на керноприемную трубу, резьбовые соединения и подшипниковый узел, что вызывает ускоренный их износ. Кроме того, на поверхности не фиксируется момент заклинивания керна.
Другой известный двойной колонковый снаряд содержит наружную колонковую трубу с буровой коронкой, внутреннюю разрезную керноприемную трубу из двух равных полутруб с зубчатым башмаком, подшипниковый узел керноприемной трубы, устройство предотвращения заклинивания керна в виде возбудителя колебаний керноприемной трубы в поперечном направлении [2].
Недостатками данной конструкции является отсутствие воздействия усилий на керноприемную трубу в продольном направлении, незначительные величины ударных нагрузок на керноприемную трубу от возбудителя колебаний в виде пружины, конец которой, перемещаясь по поверхности зубчатого башмака, в нижней части керноприемной трубы создает колебания на внутреннюю керноприемную трубу в поперечном направлении, невозможность фиксирования на поверхности (у устья скважины) момента заклинивания керна при его возникновении.
Наиболее близок к предлагаемому снаряду двойной колонковый снаряд по авт. св. N 1490250. Этот снаряд включает наружную трубу с буровой коронкой в нижней части и полым переходником в верхней, внутреннюю расширяющуюся керноприемную трубу из двух равных полутруб с кольцевыми проточками на наружной поверхности, в которых установлены стягивающие упругие полукольца. Керноприемная труба снабжена кернорвателем и соединена с переходником узлом ее аксиального (осевого) перемещения, содержащим вал, подшипниковый узел и упругий элемент. Оба конца керноприемной трубы составлены из двух полутруб с ограниченной возможностью из расширения, так как соединены на резьбе с корпусом кернорвателя и подшипниковым узлом.
При заклинивании керна упругие полукольца позволяют полутрубам керноприемной трубы отходить от оси снаряда с нарастающим расширением к середине трубы по ее длине. Сжатый упругий элемент (пружина) аксиального узла при этом перемещает с усилием заклинивающую частицу породы и расширенный керноприемник в исходное положение, ликвидируя заклинку.
Недостаток этого снаряда состоит в том, что еще остается опасность заклинивания керна на участке сужения - в верхней части керноприемной трубы - достаточно крупными и прочными кусками керна, которые не вывести из контакта их перемещением.
Это сужение керноприемной трубы уменьшает длину зоны наименьших возможностей заклинок керна в ней.
Цель изобретения - повышение выхода керна за счет снижения влияния заклиниваний керна путем создания поверхности в форме обратного конуса внутри керноприемной трубы.
Поставленная цель достигается тем, что в двойном колонковом снаряде, включающем наружную трубу с буровой коронкой в нижней части и полым переходником в ее верхней части, внутреннюю расширяющуюся керноприемную трубу из двух равных полутруб с кернорвателем, соединенную с переходником узлом ее аксиального перемещения, содержащим пружину в кожухе и подшипниковый узел, вал узла аксиального (осевого) перемещения жестко присоединен к керноприемной трубе и разделен на две половины по плоскости контакта полутруб, составляющих керноприемную трубу, а стягивающие элементы надеты на этот вал, при этом вал подпружинен с упором пружины в торец вала.
Такое выполнение снаряда обеспечивает при заклинивании раздвижение верхней части керноприемной трубы, в том числе с возможностью образования внутренней керноприемной полости в форме обратного конуса.
По сравнению с известным снарядом в керноприемной трубе предлагаемого снаряда зона наименьших возможностей заклинивания, то есть зона раздвинутых при заклинке полутруб имеет большую, чем у известным труб, длину.
Предлагаемый двойной колонковый снаряд показан на прилагаемой иллюстрации, в продольном разрезе.
Снаряд включает наружную трубу 1 с верхним центрирующим переходником 2, с коронкой 3, внутреннюю расширяющуюся керноприемную трубу 4 из двух равных полутруб 5 с кернорвателем 6. Керноприемная труба 4 соединена с переходником 2 узлов 7 ее аксиального (осевого) перемещения, содержащим вал 8 и пружину 9 в корпусе 10, а также подшипниковый узел 11 с патрубком 12 для присоединения с переходником 2. Узел 11 содержит крышку 13, втулку 14 и ниппельный наконечник 15. На патрубок 12 на резьбовую его часть надеты гайки 16. Вал 8 жестко соединен с керноприемной трубой 4 и содержит также две половины 17 с плоскостью 18 разреза в виде продолжения плоскости 19 контакта полутруб 5. Два упругих стягивающих полукольца 20 надеты на вал 8, который вставлен в кожух 10 с зазором 21 с образованием в кожухе 10 полости 22, в которую введена пружина 9 с упором в торец вала 8.
Снаряд работает следующим образом.
Собранный, как показано на фигуре, снаряд на бурильных трубах опускают в скважину (не показано) и обычным путем продолжают бурение с отбором керна (не показано). В процессе наполнения керноприемной трубы 4 керном, в случае его подклинки особенно крепкими кусками породы упругие полукольца 20 разжимаются от возникших поперечных сил, давая возможность полутрубам 5 упруго расходиться по продольным разрезам 18 и 19. Одновременно под воздействием осевого усилия сжимается пружина 9 в кожухе 10, обеспечивая осевое перемещение керноприемной трубы 4 относительно керна, облегчая тем самым снятие подклина. Далее бурение продолжается до полного наполнения керноприемной трубы керном.
Таким образом, выполнение рассмотренного выше снаряда с расширяющейся керноприемной трубой с образованием керноприемной полости в виде конуса основанием вверх обеспечивает увеличение выхода керна за счет снижения количества самоподклинок.
