RU2252307C1 - Core extracting body - Google Patents
Core extracting body Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252307C1 RU2252307C1 RU2003129426/03A RU2003129426A RU2252307C1 RU 2252307 C1 RU2252307 C1 RU 2252307C1 RU 2003129426/03 A RU2003129426/03 A RU 2003129426/03A RU 2003129426 A RU2003129426 A RU 2003129426A RU 2252307 C1 RU2252307 C1 RU 2252307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- sleeve
- pipe
- groove
- receiver
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для бурения с отбором керна и с сохранением пластовой среды.The invention relates to mining, and in particular to devices for drilling with coring and preserving the reservoir environment.
Известен колонковый бур (а.с. СССР №30230, Е 21 В 25/00, 25/08, 9/16; G 01 N 1/08, 1930), содержащий:Known core drill (AS USSR No. 30230, E 21 B 25/00, 25/08, 9/16; G 01 N 1/08, 1930), containing:
- корпус, соединенный через головку с верхним переводником для соединения с трубами,- a housing connected through a head to an upper sub for connecting to pipes,
- коронку с башмаком,- a crown with a shoe,
- узел отделения керна от забоя, выполненный в виде кернорвателя, установленного в башмаке коронки,- node separation of the core from the bottom, made in the form of a core explorer installed in the shoe of the crown,
- кожух в виде трубы, размещенный в корпусе и герметично соединенный в верхней части посредством резьбового соединения с головкой, а в нижней части с башмаком,- a casing in the form of a pipe placed in the housing and hermetically connected in the upper part by means of a threaded connection with the head, and in the lower part with the shoe,
- нижний узел герметизации полости кожуха, перекрывающий центральное отверстие башмака и выполненный в виде разрушаемой фибровой диафрагмы,- the lower node of the sealing cavity of the casing, overlapping the Central hole of the shoe and made in the form of destructible fiber diaphragm,
- керноприемник, выполненный в виде трубы, разъемной вдоль по диаметральной плоскости и размещенной в кожухе на вращающихся опорах,- core receiver, made in the form of a pipe, detachable along the diametrical plane and placed in a casing on rotating supports,
- причем полость кожуха и керноприемника заполнены водой.- moreover, the cavity of the casing and the core receiver is filled with water.
Недостатком известного снаряда являются ненадежность работы и связанное с этим снижение выноса керна, отсутствие информации о работе снаряда на забое и ограниченные эксплуатационные возможности.A disadvantage of the known projectile is the unreliability of work and the associated decrease in core removal, lack of information about the operation of the projectile at the bottom and limited operational capabilities.
Ненадежность работы и уменьшение выноса керна обусловлены тем, что в известном снаряде кернорватель установлен в башмаке коронки и, следовательно, вращается вместе с ней вокруг неподвижного выбуриваемого керна. Тем самым рабочие элементы кернорвателя (подпружиненные рычажки - у рычажкового или цанга - у цангового кернорвателя), постоянно контактирующие при вращении с наружной цилиндрической поверхностью формируемой колонки горной породы, будут подвергаться интенсивному абразивному износу ввиду высоких абразивных свойств горных пород и длительности процесса бурения.Unreliability of work and a decrease in core removal are due to the fact that in a known projectile the core explorer is installed in the shoe of the crown and, therefore, rotates with it around a stationary drill core. Thus, the core drill working elements (spring-loaded levers - at the lever or collet - at the collet core extractor), which constantly contact during rotation with the outer cylindrical surface of the formed rock column, will undergo intensive abrasive wear due to the high abrasive properties of the rocks and the duration of the drilling process.
Истирание и последующая поломка рабочих элементов кернорвателя может привести к тому, что при отрыве керна от забоя после окончания рейса проходки кернорватель не выполнит своего функционального назначения, и керн не будет отделен от забоя, в результате чего будет снижен его вынос. Кроме того, вынос кондиционного, хорошо сформированного и пригодного для лабораторных исследований керна, особенно из слабосцементированных и рыхлых пород, может быть снижен из-за разрушения колонки керна вращающимися рабочими элементами кернорвателя.Abrasion and subsequent breakdown of the working elements of the core explorer can lead to the fact that if the core detaches from the bottom after the end of the sinking trip, the core breaker will not fulfill its functional purpose and the core will not be separated from the bottom, as a result of which its removal will be reduced. In addition, the removal of a core that is well formed and suitable for laboratory research, especially from weakly cemented and loose rocks, can be reduced due to the destruction of the core column by the rotary core explorer working elements.
Конструкция керноприемника известного устройства не обеспечивает регистрации захода керна в керноприемник. Следовательно, на поверхности невозможно определить причины, по которым произошло снижение выноса керна: разрушался ли керн на забое до входа в керноприемник или, будучи уже оторванным от забоя, керн был потерян при подъеме на поверхность из-за высокой динамики процесса спускоподъемных операций.The design of the core receiver of the known device does not provide registration of the entry of the core into the core receiver. Therefore, it is impossible to determine on the surface the reasons for which the core removal decreased: did the core collapse at the bottom before entering the core receiver or, being already torn from the bottom, the core was lost when climbing to the surface due to the high dynamics of the tripping process.
И, наконец, известный колонковый бур обладает ограниченными эксплуатационными возможностями ввиду того, что использование в качестве изолирующего агента воды не может обеспечить сохранение естественной водонасыщенности в поровом пространстве керна. Вода, заполняющая полости кожуха и керноприемника, вследствие превышения гидростатического давления в стволе скважины над пластовым в интервале отбора будет неминуемо фильтроваться внутрь керна и тем самым искажать его водонасыщенность - один из главных параметров, необходимых для подсчета запасов нефти и газа.And, finally, the known core drill has limited operational capabilities due to the fact that the use of water as an insulating agent cannot ensure the preservation of natural water saturation in the pore space of the core. Water filling the cavity of the casing and the core receiver, due to the excess of hydrostatic pressure in the wellbore over the reservoir in the sampling interval, will inevitably be filtered into the core and thereby distort its water saturation - one of the main parameters necessary for calculating oil and gas reserves.
Известен керноотборный снаряд “Недра” КД 11-190/80 (Князев И.К. Бурильщику об отборе керна. М.: Недра, 1981, 102 с.), содержащий:Known coring shell "Nedra" KD 11-190 / 80 (Knyazev IK Drillers on core sampling. M .: Nedra, 1981, 102 S.), containing:
- корпус с верхним переводником для соединения с колонной труб,- a housing with an upper sub for connecting to a pipe string,
- коронку с расточкой,- a crown with a bore,
- керноприемник, выполненный в виде трубы и снабженный в верхней части опорой вращения, соединенной с регулируемой подвеской;- core receiver, made in the form of a pipe and equipped in the upper part with a rotation support connected to an adjustable suspension;
- узел отделения керна от забоя, содержащий цанговый кернорватель, установленный в переводнике, соединенном с керноприемником, и рычажковый кернорватель, установленный в башмаке, соединенном с переводником и взаимодействующим с расточкой коронки.- a node for separating the core from the bottom, containing a collet core explorer installed in the sub connected to the core receiver, and a lever core explorer installed in the shoe connected to the sub and interacting with the crown bore.
Недостатком известного снаряда является ненадежность работы узла отделения керна в процессе отрыва керна от забоя и последующего удержания его в керноприемнике при подъеме на поверхность, обусловленная отсутствием взаимодействия между кернорвателями ввиду их размещения в отдельных деталях - переводнике и башмаке.A disadvantage of the known projectile is the unreliability of the core separation unit during the separation of the core from the bottom and its subsequent retention in the core receiver when lifting to the surface, due to the lack of interaction between core drills due to their placement in separate parts - the sub and the shoe.
Поэтому при отборе керна из достаточно твердых и плотных пород, когда из-за низкой механической скорости бурения и, следовательно, значительного количества оборотов бурголовки вокруг выбуриваемой колонки керна, в результате чего поверхность последнего будет гладкой, возможна ситуация, когда при отделении керна путем отрыва снаряда от забоя рычажки рычажкового кернорвателя будут проскальзывать по поверхности керна, не зацепляясь за нее. Вместе с тем возможно несрабатывание и цангового кернорвателя, поскольку при его заклинке в переводнике шламом или твердой фазой бурового раствора с одновременной заклинкой подвески керноприемника, последний вместе с цанговым кернорвателем будет вращаться вокруг выбуриваемой колонки керна. А это приведет из-за абразивного износа о горную породу как к интенсивному износу кернозахватных наплавок цангового кернорвателя и увеличению внутреннего диаметра цанги, так и к выглаживанию и снятию неровностей на поверхности керна, в результате чего не будет обеспечен захват керна. Таким образом, отсутствие взаимодействия между кернорвателями приведет к тому, что оба кернорвателя при отрыве снаряда от забоя с целью отделения керна будут проскальзывать по колонке керна, не захватывая ее, что приведет к потере керна и к снижению его выноса.Therefore, when core sampling from sufficiently hard and dense rocks, when due to the low mechanical drilling speed and, therefore, a significant number of revolutions of the burgole head around the core column being drilled, as a result of which the surface of the latter will be smooth, it is possible that when core is separated by a shell detachment from the bottom, the levers of the lever core explorer will slip over the surface of the core without clinging to it. At the same time, the collet core explorer may also fail, since when it is stuck in the sub with slurry or a solid phase of the drilling fluid while the core receiver suspension is stuck, the latter together with the collet core explorer will rotate around the core column being drilled. And this will result, due to abrasive wear on the rock, both to intensive wear of core gripping cladding of the collet core explorer and to an increase in the inner diameter of the collet, as well as to smoothing and removing irregularities on the core surface, as a result of which core capture will not be ensured. Thus, the lack of interaction between core drills will lead to the fact that both core drifts, when the shell is detached from the bottom in order to separate the core, will slip along the core column without capturing it, which will lead to core loss and to a decrease in its removal.
Известен керноотборный снаряд (патент РФ №2049220 C1, E 21 B 25/08), содержащий:Known coring shell (RF patent No. 2049220 C1, E 21 B 25/08), containing:
- корпус с верхним переводником для соединения с колонной труб,- a housing with an upper sub for connecting to a pipe string,
- коронку с расточкой,- a crown with a bore,
- кожух в виде трубы, размещенный в корпусе и снабженный узлом поджатия, выполненным в виде резьбовой пары подвижный винт - неподвижная гайка;- a casing in the form of a pipe placed in the housing and equipped with a preload unit made in the form of a threaded pair of a movable screw - a fixed nut;
- стакан на нижнем торце трубы кожуха, установленный разъемно в расточке коронки, причем разъемное соединение выполнено с зазором в виде гладкой цилиндрической поверхности контакта;- a glass on the lower end of the casing pipe, which is detachably mounted in the crown bore, and the detachable connection is made with a gap in the form of a smooth cylindrical contact surface;
- верхний узел герметизации кожуха, выполненный в виде крышки, разъемно установленной в верхнем торце кожуха,- the upper casing sealing unit, made in the form of a cover detachably mounted in the upper end of the casing,
- нижний узел герметизации кожуха, выполненный в виде разрушаемой диафрагмы, перекрывающей центральное отверстие стакана,- the lower node of the sealing casing, made in the form of destructible diaphragm overlapping the Central hole of the glass,
- керноприемник, выполненный в виде трубы и снабженный в верхней части опорой вращения, размещенной в кожухе,- core receiver, made in the form of a pipe and equipped in the upper part with a rotation support located in the casing,
- узел отделения керна от забоя, выполненный в виде кернорвателя, установленного в гильзе, соединенной с нижней частью керноприемника,- node separation of the core from the bottom, made in the form of a core explorer installed in a sleeve connected to the bottom of the core receiver,
- регистраторы захода керна, выполненные в виде резьбовых пробок с жестко присоединенными лепестками, равномерно установленные в стенке трубы керноприемника вдоль его образующей, причем лепестки выполнены из проволоки из пластичного металла, расположены в диаметральной плоскости и направлены по радиусу к продольной оси трубы керноприемника,- core entry recorders made in the form of threaded plugs with rigidly attached petals, evenly installed in the wall of the core receiver pipe along its generatrix, the petals made of plastic metal wire, located in the diametrical plane and directed along the radius to the longitudinal axis of the core receiver pipe,
- изолирующую жидкость в полостях кожуха и керноприемника на неводной основе с антифрикционными свойствами и плотностью, меньшей плотности бурового раствора.- an insulating fluid in the cavities of the casing and core receiver on a non-aqueous basis with antifriction properties and a density lower than the density of the drilling fluid.
К недостаткам известного керноотборного снаряда следует отнести несовершенство и сложность конструкции, обусловленные наличием кожуха - дополнительной третьей трубы, размещенной в зазоре между корпусом и керноприемником. Тем самым в корпусе, размеры полости которого ограничены диаметральным размером скважины, уменьшается полезный объем для размещения керноприемника, уменьшается его внутренний диаметр для размещения керна и, следовательно, уменьшается диаметр выбуриваемого керна, что отрицательно сказывается на выносе последнего. Это объясняется тем, что прочность колонки керна на изгиб и скручивание как цилиндрического тела пропорциональна кубу диаметра, поэтому уменьшение диаметра керна в известном снаряде за счет кожуха приводит к снижению прочностных характеристик выбуриваемой колонки керна, что способствует его возможному разрушению уже на забое и, следовательно, к снижению выноса. Одновременно кожух снижает эксплуатационные возможности снаряда ввиду ограничения диаметра отбираемого керна.The disadvantages of the known coring shell include the imperfection and complexity of the design, due to the presence of the casing - an additional third pipe located in the gap between the body and the core receiver. Thus, in the casing, the cavity dimensions of which are limited by the diametric size of the well, the useful volume for placing the core receiver decreases, its inner diameter for core placement decreases, and therefore, the diameter of the core drilled decreases, which negatively affects the removal of the latter. This is explained by the fact that the core bending and twisting strength of the core column as a cylindrical body is proportional to the cube diameter, therefore, reducing the core diameter in a known projectile due to the casing reduces the strength characteristics of the core core being drilled, which contributes to its possible destruction already at the bottom and, therefore, to reduce the removal. At the same time, the casing reduces the operational capabilities of the projectile due to the limited diameter of the selected core.
Кроме того, наличие кожуха приводит к повышенным эксплуатационным затратам при сборке-разборке известного снаряда, поскольку требует дополнительных трудозатрат и времени на установку кожуха в корпус при подготовке снаряда к работе и извлечение кожуха из корпуса после подъема снаряда на поверхность.In addition, the presence of a casing leads to increased operating costs when assembling and disassembling a known projectile, since it requires additional labor and time to install the casing in the casing when preparing the projectile for operation and removing the casing from the casing after lifting the projectile to the surface.
Наконец, наличие дополнительной третьей трубы - кожуха увеличивает затраты на изготовление и повышает стоимость известного снаряда, что в условиях рыночной экономики снижает его конкурентоспособность.Finally, the presence of an additional third pipe - the casing increases the cost of manufacture and increases the cost of a known projectile, which in a market economy reduces its competitiveness.
В известном снаряде кернорватель через гильзу узла отделения керна от забоя жестко соединен с керноприемником, поэтому при отделении керна от горного массива путем отрыва снаряда от забоя вся нагрузка от разрыва цилиндрической колонки горной породы в месте ее захвата кернорвателем (ями) будет через керноприемник передаваться на опору вращения, на которой подвешен кернприемник в кожухе. Учитывая, что крепкие и плотные горные породы обладают значительной прочностью на разрыв и нагрузка при отделении керна от забоя может достигать нескольких тонн, шарикоподшипники опоры вращения будут испытывать значительные динамические нагрузки, что может привести к их поломке и, следовательно, к снижению надежности работы известного керноотборного снаряда.In the well-known projectile, the core explorer is rigidly connected to the core receiver through the core separation unit core; therefore, when the core is separated from the rock mass by detaching the shell from the bottom, the entire load from the rupture of the cylindrical rock column at the point of its capture by the core drill (s) will be transmitted to the support through the core receiver rotation on which the core receiver is suspended in the casing. Given that strong and dense rocks have significant tensile strength and the load when separating the core from the bottom can reach several tons, the ball bearings of the rotation support will experience significant dynamic loads, which can lead to their breakdown and, therefore, to a decrease in the reliability of the known core shell.
Задачей изобретения является создание керноотборного снаряда, лишенного перечисленных недостатков.The objective of the invention is the creation of a coring shell devoid of the above disadvantages.
Техническими результатами решения этой задачи являются:The technical results of solving this problem are:
- повышение выноса керна;- increase core removal;
- повышение надежности работы;- improving the reliability of the work;
- уменьшение затрат при его эксплуатации;- cost reduction during its operation;
- расширение эксплуатационных возможностей;- expansion of operational capabilities;
- уменьшение его стоимости.- reduction of its value.
Для получения этих результатов в известном керноотборном снаряде, содержащем:To obtain these results in a well-known coring shell containing:
- корпус с верхним переводником для соединения с колонной труб,- a housing with an upper sub for connecting to a pipe string,
- коронку с расточкой,- a crown with a bore,
- керноприемник, выполненный в виде трубы, заполненной изолирующей жидкостью на неводной основе с антифрикционными свойствами и плотностью, меньшей плотности бурового раствора, и снабженный в верхней части опорой вращения и регулируемой подвеской;- core receiver, made in the form of a pipe filled with an insulating fluid on a non-aqueous basis with antifriction properties and a density lower than the density of the drilling fluid, and equipped in the upper part with a rotation support and adjustable suspension;
- узел отделения керна от забоя, включающий цанговый и рычажковый кернорватели, подвижно размещенные в гильзе, соединенной с нижней частью трубы керноприемника,- node separation of core from the bottom, including collet and lever core detectors, movably placed in a sleeve connected to the bottom of the core receiver pipe,
- стакан, разъемно установленный в расточке коронки;- a glass detachably installed in the crown boring;
- нижний узел герметизации, выполненный в виде разрушаемой диафрагмы, перекрывающей центральное отверстие стакана,- the lower sealing unit, made in the form of a destructible diaphragm overlapping the Central hole of the glass,
согласно изобретениюaccording to the invention
- узел отделения керна дополнительно снабжен втулкой, установленной в гильзе между кернорвателями с возможностью перемещения, при этом верхний торец втулки взаимодействует с нижним кольцевым торцом корпуса рычажкового кернорвателя, а нижний торец втулки взаимодействует с верхним кольцевым торцом цангового кернорвателя;- the core separation unit is additionally equipped with a sleeve installed in the sleeve between the core corers with the possibility of movement, while the upper end face of the sleeve interacts with the lower ring end face of the lever core core body, and the lower end face of the sleeve interacts with the upper ring end face of the collet core ring;
- стакан соединен с нижней частью гильзы и дополнительно снабжен разрезными пружинными кольцами, установленными в кольцевых канавках, выполненных на наружной поверхности стакана, и взаимодействующими с расточкой коронки;- the glass is connected to the lower part of the sleeve and is additionally equipped with split spring rings installed in annular grooves made on the outer surface of the glass and interacting with the crown boring;
- соединение гильзы с трубой выполнено байонетным в виде пальца, неподвижно установленного на трубе, и взаимодействующего с ним сквозного фигурного паза, выполненного от торца гильзы в ее стенке и состоящего из вертикальной и горизонтальной частей, пересекающихся под прямым углом, при этом к горизонтальной части паза в виде дуги, расположенной в диаметральной плоскости, примыкает дополнительный вертикальный паз, равновеликий по ширине сквозному фигурному пазу и выполненный по образующей гильзы вверх и вниз от горизонтальной части паза, причем в исходном положении гильза имеет возможность продольного перемещения вдоль трубы, палец взаимодействует с верхней частью дополнительного вертикального паза, а с нижней частью дополнительного вертикального паза в исходном положении взаимодействует съемный стопор, установленный в стенке трубы.- the connection of the sleeve with the pipe is made bayonet in the form of a finger, fixedly mounted on the pipe, and interacting with it through a curly groove made from the end of the sleeve in its wall and consisting of vertical and horizontal parts intersecting at right angles, while to the horizontal part of the groove in the form of an arc located in the diametrical plane, an additional vertical groove adjoins, equal in width to the through curly groove and is made along the generatrix of the sleeve up and down from the horizontal part of the groove, moreover, in the initial position, the sleeve has the possibility of longitudinal movement along the pipe, the finger interacts with the upper part of the additional vertical groove, and a removable stopper mounted in the pipe wall interacts with the lower part of the additional vertical groove in the initial position.
На фиг.1 изображен общий вид заявляемого керноотборного снаряда в исходном положении перед спуском в скважину; на фиг.2 изображен общий вид байонетного соединения керноприемника с гильзой в положении сборки и разборки снаряда, на фиг.3. - разрез А-А на фиг.2.Figure 1 shows a General view of the inventive coring shell in its original position before lowering into the well; figure 2 shows a General view of the bayonet connection of the core receiver with the sleeve in the position of Assembly and disassembly of the projectile, figure 3. - section aa in figure 2.
Керноотборный снаряд (фиг.1) содержит корпус 1 в виде трубы, оснащенной в верхней части переводником 2, а снизу - коронкой 3, в которой выполнена расточка 4 и промывочные отверстия 5. В полости 6 корпуса 1 размещен керноприемник 7 в виде трубы, верхний конец которого оснащен опорой вращения 8, включающей корпус 9, неподвижно соединенный с керноприемником 7, и ось 10, установленную с возможностью вращения в корпусе 9 на подшипниках 11. Герметизация опоры вращения 8 от поступления бурового раствора в зазор на контакте оси 10 и корпуса 9 осуществляется уплотнением 12.The core sampling shell (Fig. 1) contains a body 1 in the form of a pipe equipped with a sub 2 in the upper part and a crown 3 in the bottom, in which a bore 4 and flushing holes 5 are made. A
Над опорой вращения 8 в полости корпуса 1 размещена регулируемая подвеска 13 керноприемника 7, включающая верхнюю часть оси 10 с резьбой, соединенной с гайкой 14, неподвижно установленной в переводнике 2, и зафиксированной в исходном положении кольцевым стопором 15. В гайке 14 выполнены циркуляционные отверстия 16, а канал 17 оси 10, сообщающийся с полостью керноприемника 7, герметично закрыт пробкой 18. Монтажное кольцо 19 на пробке 18 предназначено для строповки керноприемника 7 крюком подъемной лебедки (не показан) при его установке и извлечении из корпуса 1.Above the rotation support 8 in the cavity of the housing 1, an adjustable suspension 13 of the
К нижнему концу керноприемника 7 посредством байонетного соединения 20 герметично присоединен узел 21 отделения керна от забоя, включающий гильзу 22 и установленные в ней с возможностью перемещения рычажковый кернорватель 23 и цанговый кернорватель 24. Между кернорвателями в гильзе 22 установлена с возможностью перемещения втулка 25, при этом ее верхний торец взаимодействует с нижним кольцевым торцом корпуса рычажкового кернорвателя 23, а нижний торец втулки 25 взаимодействует с верхним кольцевым торцом цангового кернорвателя 24.To the lower end of the
Байонетное соединение 20 керноприемника 7 с гильзой 22 выполнено в виде пальца 26, жестко установленного на наружной поверхности трубы керноприемника 7, и взаимодействующего с пальцем 26 сквозного фигурного паза 27, выполненного от верхнего торца гильзы 22 в ее стенке и состоящего из вертикальной части 28 и горизонтальной части 29, пересекающихся под прямым углом. К горизонтальной части 29 паза 27, выполненной в виде дуги, расположенной в диаметральной плоскости гильзы 22, примыкает дополнительный вертикальный паз 30, выполненный по образующей гильзы 22 вверх и вниз от горизонтальной части 29 и равный по ширине сквозному фигурному пазу 27. Фиксация байонетного соединения 20 в исходном положении осуществляется съемным стопором в виде винта 31, а герметичность зазора в зазоре между трубой керноприемника 7 и гильзой 22 обеспечивается эластичным кольцевым уплотнением 32.The
К нижнему концу гильзы 22 присоединен стакан 33, разъемно установленный в расточке 4 коронки 3, на наружной поверхности которого в кольцевых канавках установлены разрезные пружинные кольца 34, обеспечивающие герметичность зазора, образуемого по гладкой цилиндрической поверхности контакта стакана 25 с расточкой 4.A
Внутри стакана 33 нижним торцом гильзы 22 зажата пленочная диафрагма 35, герметично перекрывающая полость керноприемника 7 снизу, полость которого заполнена изолирующей жидкостью 36 на неводной основе с антифрикционными свойствами и плотностью, меньшей плотности бурового раствора.Inside the
Заявляемый керноотборный снаряд работает следующим образом.The inventive coring shell works as follows.
Перед спуском в скважину производится сборка и подготовка снаряда, для чего корпус 1, собранный с коронкой 3 (фиг.1), устанавливается на устье скважины на элеваторе или в клиньях ротора (не показаны). Производится сборка гильзы 22 со стаканом 33, на который устанавливают разрезные пружинные кольца 34, и пленочную диафрагму 35, после чего собирается узел отделения керна 21, для чего в гильзу 22 последовательно устанавливают цанговый кернорватель 24, затем втулку 25 и рычажковый кернорватель 23.Before the descent into the well, the projectile is assembled and prepared, for which the housing 1, assembled with a crown 3 (Fig. 1), is installed at the wellhead at the elevator or in the wedges of the rotor (not shown). The
К собранному с опорой вращения 8 и регулируемой подвеской 13 керноприемнику 7 присоединяют посредством байонетного соединения 20 подсобранный узел отделения керна 21, для чего гильзу 22 путем осевого перемещения надевают на нижний конец керноприемника 7, вначале вводя палец 26 в вертикальный паз 28, а затем путем поворота гильзы 22 вводят палец 26 в горизонтальный паз 29. Дальнейшим поворотом гильзы 22 палец 26 будет выведен из сквозного фигурного паза 27 и переместится в дополнительный вертикальный паз 30, после чего гильзу 22 оттягивают вниз, переводя палец 26 в верхнюю часть дополнительного вертикального паза 30 (фиг.2). С нижней частью дополнительного вертикального паза 30 в этом положении совместится резьбовое отверстие, выполненное в нижней части керноприемника 7 для установки съемного стопора, выполненного в виде винта 31, посредством которого производится фиксация в исходном положении узла отделения керна 21 с керноприемником 7 (фиг.2 и 3).To the
Собранный с опорой вращения 8 и регулируемой подвеской 13 (без кольцевого стопора 15) керноприемник 7 за монтажное кольцо 18 поднимают вспомогательной лебедкой (не показана) и устанавливают в полость 6 корпуса 1. В конце спуска керноприемника 7 в корпус 1 гайка 14 установится на торец корпуса 1, а стакан 33 благодаря гладким цилиндрическим поверхностям контакта с расточкой 4 и зазору в этом контакте беспрепятственно войдет в расточку 4 коронки 3. Одновременно с этим кольца 34, установленные в кольцевых канавках, выполненных на наружной поверхности стакана 33, благодаря разрезной форме выполнения и пружинным свойствам материала упруго сомкнутся и за счет уменьшения зазора в разрезе и соответственно своего наружного диаметра беспрепятственно войдут в расточку 4.The
Далее путем вращения оси 10 относительно гайки 14 регулируют высоту установки керноприемника 7, обеспечивая гарантированный зазор между торцом стакана 33 и расточки 4, после чего неподвижно фиксируют ось 10 относительно гайки 14 кольцевым стопором 15.Then, by rotating the axis 10 relative to the nut 14, the installation height of the
Вывинтив пробку 18, через канал 17 полость керноприемника 7 заполняют изолирующей жидкостью 36 на неводной основе с антифрикционными свойствами и плотностью, меньшей плотности бурового раствора, например углеводородным или таловым маслом. Излив жидкости 36 в полость 6 корпуса 1 через кольцевой зазор в байонетном соединении 20 керноприемника 7 и гильзы 22 предотвращается благодаря эластичному кольцевому уплотнению 32, а в скважину через нижний торец стакана 33 предотвращается герметичным перекрытием последнего пленочной диафрагмой 35. После заполнения канал 17 герметично закрывают пробкой 18 и переводник 2 соединяют путем свинчивания с корпусом 1, одновременно обеспечивая зажим гайки 14 и ее неподвижность относительно корпуса 1.Unscrewing the plug 18, through the channel 17, the
В исходном положении, показанном на фиг.1, снаряд на колонне бурильных труб (не показана) спускают в скважину. При этом заполнение колонны труб буровым раствором из скважины осуществляется через отверстия 5 коронки 3, полость 6 корпуса 1 и отверстия 16 гайки 14. Поступление раствора из скважины в полость 6 через кольцевой зазор в контакте между стаканом 33 и расточкой 4 невозможно ввиду герметичного перекрытия этого зазора пружинными кольцами 34. Т.к. полость керноприемника 7 герметична и давление в ней при заполнении на поверхности жидкостью 36 было равно атмосферному, т.е. 0,1 МПа, то по мере спуска снаряда в скважину и возрастанию давления диафрагма 35 будет испытывать все большее усилие от перепада давления между полостью керноприемника 7 и скважиной. Вследствие этого при определенной величине перепада давления диафрагма 35 будет прорвана, полости керноприемника 7 и скважины будут сообщены и давления в них выровнены. При этом излива жидкости 36 в скважину происходить не будет благодаря ее меньшей по сравнению с буровым раствором плотности.In the initial position shown in figure 1, the shell on the drill pipe string (not shown) is lowered into the well. In this case, the pipe string is filled with drilling fluid from the well through the holes 5 of the crown 3, the cavity 6 of the housing 1 and the holes 16 of the nut 14. The flow of the solution from the well into the cavity 6 through the annular gap in contact between the
Бурение с отбором керна (не показан) производят, включив вращение снаряда, с промывкой скважины буровым раствором, нагнетаемым с поверхности на забой скважины по колонне бурильных труб через отверстия 16, полость 6 и отверстия 5. При этом благодаря разрезным пружинным кольцам 34, упруго взаимодействующим с расточкой 4, доступ раствора через кольцевой зазор в контакте стакана 33 с расточкой 4 навстречу выбуриваемому керну будет перекрыт, чем устраняется противоток и омывание циркулирующим раствором поступающего в керноприемник 7 керна. Тем самым предотвращаются как размыв керна, особенно из рыхлых слабосцементированных пород, так и проникновение в его поровое пространство фильтрата бурового раствора на водной основе, что обеспечивает как повышение выноса керна, так и его информативности ввиду сохранения естественной водонасыщенности.Drilling with coring (not shown) is performed by turning on the rotation of the drill, flushing the well with a drilling fluid pumped from the surface to the bottom of the well through the drill string through holes 16, cavity 6 and holes 5. Moreover, due to the split spring rings 34, which are elastically interacting with a bore 4, the access of the solution through the annular gap in the contact of the
По мере выбуривания керн через керноприемное отверстие коронки 3 поступает в отверстие стакана 33, разрывая диафрагму 35. Благодаря ее предварительному надрыву усилием от перепада давлений между полостью керноприемника 7 и скважиной, а также пленочному выполнению остатки диафрагмы 35 не будут оказывать сопротивления перемещению керна, чем предотвращается разрушение последнего, представленного в особенности рыхлыми, рассыпающимися и слабосцементированными породами.As the core is drilled, the core 3 enters the hole of the
Сохранность керна будет обеспечиваться также и гарантированной концентричностью и подвижностью керноприемника 7 относительно вращающегося корпуса 1 и, следовательно, неподвижностью относительно выбуриваемого керна, обеспечиваемой благодаря тому, что керноприемник 7 как в верхней, так и в нижней части снабжен опорами вращения. В верхней части керноприемник 7 оснащен подвесной опорой вращения 8 на подшипниках качения 11, а в нижней части - подшипником скольжения, образованным гладкой цилиндрической поверхностью контакта стакана 33 с расточкой 4 и зазором в этом контакте. Поскольку в опоре 8 установлено уплотнение 12, а на стакане 33 установлены разрезные пружинные кольца 34, упруго взаимодействующие с расточкой 4, исключается как проникновение твердой фазы бурового раствора внутрь подшипников 11, так и циркуляция бурового раствора через кольцевой зазор в контакте стакана 33 с расточкой 4. Тем самым обеспечивается беспрепятственное вращение керноприемника 7 относительно корпуса 1, предотвращается заклинивание как подшипников 11 опоры 14, так и стакана 33 в расточке 4 и устраняется возможность совместного вращения керноприемника 7 с корпусом 1, которое может негативно влиять на вынос керна. Это обусловлено тем, что у кернорвателей 23 и 24, установленных в гильзе 22, жестко связанной байонетным соединением 20 с керноприемником 7, в случае вращения совместно с керноприемником 7 не исключается воздействие рычажков и цанги кернорвателей 23 и 24 на неподвижный относительно забоя керн. При этом возможно обуривание, дробление и разрушение формируемой колонки и снижение выноса керна, представленного в особенности рыхлыми, рассыпающимися и трещиноватыми породами, что предотвращается в заявляемом снаряде оснащением керноприемника 7 как верхней, так и нижней опорами вращения, защищенных от воздействия бурового раствора и гарантированно обеспечивающих как неподвижность, так и концентричность керноприемника 7 относительно корпуса 1.The core safety will also be ensured by the guaranteed concentricity and mobility of the
Кроме того, оснащение керноприемника 7 нижней опорой вращения с кольцами 34, предотвращающими поступление бурового раствора на забой через кольцевой зазор в контакте стакана 33 и расточки 4 противотоком выбуриваемому керну, позволило исключить из заявляемой конструкции керноотборного снаряда кожух, т.е. присутствующую в прототипе среднюю трубу, размещаемую в кольцевом зазоре между корпусом и керноприемником. Тем самым при прочих равных условиях, а именно: диаметральный размер скважины, лимитированный этим наружный диаметр корпуса и толщина его стенки, величина зазоров для подачи бурового раствора на забой и др., в заявляемой конструкции снаряда по сравнению с прототипом ввиду отсутствия кожуха в корпусе увеличивается полезный объем последнего, благодаря чему можно увеличить диаметр керноприемника и, следовательно, увеличить диаметр выбуриваемого керна, что положительно влияет на его вынос и геологическую информативность.In addition, equipping the
Одновременно с этим отсутствие кожуха в заявляемом снаряде, обеспечивающее возможность отбора керна с более увеличенным по сравнению с прототипом диаметром, расширяет эксплуатационные возможности заявляемого снаряда, снижает его стоимость и трудоемкость обслуживания, сборки и разборки при эксплуатации.At the same time, the absence of a casing in the inventive projectile, which provides the possibility of coring with a larger diameter compared to the prototype, expands the operational capabilities of the inventive projectile, reduces its cost and the complexity of maintenance, assembly and disassembly during operation.
В процессе вращения корпуса 1 гильза 22 будет неподвижна относительно керноприемника 7 благодаря дополнительному вертикальному пазу 30 и взаимодействующим с ним пальцу 26 и стопору 31, которые исключают возможность разворота байонетного соединения 20 и тем самым повышают надежность работы заявляемого снаряда.In the process of rotation of the housing 1, the
По мере бурения с отбором керна его колонка, входящая в керноприемник 7 через узел отделения 21, будет постоянно контактировать своей наружной цилиндрической поверхностью с обжимающим ее цанговым кернорвателем 23. При этом за счет сцепления с керном он будет перемещаться вверх по конической расточке гильзы 22, поднимая втулку 25 с рычажковым кернорвателем 23 до упора последнего в торец керноприемника 7.As drilling with core sampling, its column, entering the
По окончании рейса проходки с отбором керна прекращают вращение снаряда и подачу бурового раствора на забой, после чего отрывом снаряда от забоя производят отделение керна от забоя кернорвателями 23 и 24. При этом рычажки кернорвателя 23, постоянно контактирующие с цилиндрической поверхностью, неподвижно связанной с забоем колонки керна, перемещаясь вверх относительно последней, внедряются в керн и отделяют его от забоя. Одновременно с этим корпус кернорвателя 23 через втулку 25 воздействует на цанговый кернорватель 24 и принудительно с усилием, равным весу отделенной от забоя и вышерасположенной в керноприемнике 7 колонки керна, смещает цанговый кернорватель 24 в перемещаемую вверх коническую расточку гильзы 22. Благодаря этому увеличивается степень обжатия колонки керна цанговым кернорвателем 24, за счет чего производится отделение керна от забоя. Необходимость дополнительного снабжения узла отделения керна 21 втулкой 25, расположенной между кернорвателями 23 и 24, обусловлена тем, что в процессе выполнения рейса бурения с отбором керна, время которого может исчисляться десятками часов, возможно абразивное истирание внутренней поверхности цанги, за счет чего увеличивается ее диаметр и сила сцепления с колонкой керна. Учитывая, что одновременно с этим поверхность керна может быть гладко отполирована цангой, последняя при отрыве снаряда от забоя для отделения керна, даже сместившись в коническую расточку гильзы 22, может скользить по колонке керна, не удерживая ее. Поэтому наличие втулки 25, обеспечивающей взаимодействие кернорвателей 23 и 24 между собой, повышает надежность отделения керна от забоя и последующего удержания его в керноприемнике 7 при подъеме на поверхность, что в целом повышает надежность работы заявляемого керноотборного снаряда и способствует повышению выноса и качества керна.At the end of the voyage, the core sampling is stopped and the drilling fluid is supplied to the bottom, after which the core is separated from the bottom by the core drill 23 and 24. The core levers 23 are in constant contact with the cylindrical surface that is fixedly connected to the bottom of the column the core, moving upward relative to the latter, penetrate into the core and separate it from the bottom. At the same time, the core core body 23 through the sleeve 25 acts on the collet core 24 and forcibly with a force equal to the weight of the core column separated from the bottom and upstream in the
При отделении керна от забоя усилие его отрыва, которое может достигать нескольких тонн, передается через кернорватели 23 и 24 на гильзу 22, связанную байонетным соединением 20 с керноприемником 7. При этом благодаря зазору между дополнительным вертикальным пазом 30 и пальцем 26 гильза 22 несколько сместится вниз до упора стакана 33 в торец расточки 4, выполненной в бурголовке 3, которая, будучи неподвижно соединенной с корпусом 1, воспринимает на себя усилие отделения керна от забоя. Тем самым от воздействия этого усилия будут разгружены подшипники 11 опоры вращения 8, повышена их долговечность, работоспособность и надежность работы снаряда в целом.When the core is separated from the bottom, the separation force, which can reach several tons, is transmitted through the core taps 23 and 24 to the
На поверхности снаряд устанавливают в клинья ротора, отсоединяют переводник 2 и из корпуса 1, введя крюк подъемной лебедки в кольцо 19 пробки 15, извлекают керноприемник 7. При этом гильза 22, воспринимая вес керна, удерживаемого кернорвателями 23 и 24, сместится вниз относительно керноприемника 7, окончательно выбирая зазор между пальцем 26 и верхним концом дополнительного вертикального паза 30 (фиг.2). Затем керноприемник 7 укладывают на мостки, вывинчивают пробку 15 и отсоединяют гильзу 22 от керноприемника 7, предварительно удалив стопор 31, после чего из керноприемника 7 извлекают поднятый керн. Благодаря тому что гильза 22 связана с керноприемником 7 не резьбовым, а байонетным соединением 20, сокращается время и трудоемкость разборки снаряда, что уменьшает затраты на его эксплуатацию.On the surface, the projectile is installed in the rotor wedges, the sub 2 is disconnected, and the core 1 is removed by introducing the lifting winch hook into the ring 19 of the plug 15. In this case, the
Таким образом:Thus:
- благодаря дополнительному снабжению узла отделения керна втулкой, установленной в гильзе между кернорвателями с возможностью перемещения, применению регистраторов захода керна повышается надежность отделения керна от забоя и последующего удержания его в керноприемнике при подъеме на поверхность, что способствует повышению выноса и качества керна;- thanks to the additional supply of the core separation unit with a sleeve installed in the sleeve between the core tinkers with the possibility of movement, the use of core entry recorders, the reliability of core separation from the bottom and its subsequent retention in the core receiver when rising to the surface increases, which contributes to an increase in core removal and quality;
- благодаря оснащению керноприемника нижней опорой вращения в виде стакана, разъемно установленного в расточке коронки и снабженного разрезными пружинными кольцами, установленными в кольцевых канавках, выполненных на наружной поверхности стакана, и взаимодействующими с расточкой коронки, снаряд выполнен двухтрубным, чем упрощается его конструкция, уменьшается стоимость, снижаются эксплуатационные затраты и за счет обеспечения отбора керна более увеличенного диаметра обеспечивается повышение его выноса и качества;- due to equipping the core receiver with a lower support of rotation in the form of a cup detachably mounted in the crown bore and equipped with split spring rings installed in annular grooves made on the outer surface of the cup and interacting with the crown bore, the shell is made of two pipes, which simplifies its design, reduces the cost , operating costs are reduced and due to the provision of core sampling of a larger diameter, an increase in its removal and quality is ensured;
- благодаря байонетному соединению узла отделения керна с керноприемником, обеспечивающему возможность осевого перемещения последнего относительно керноприемника во время операции отделения керна от забоя, исключается передача разрывного усилия на подшипники подвесной опоры вращения, что повышает ее долговечность и работоспособность и надежность работы снаряда в целом и способствует повышению выноса керна;- due to the bayonet connection of the core separation unit with the core receiver, which provides the possibility of axial movement of the latter relative to the core receiver during the operation of separation of the core from the bottom, the transmission of breaking force to the bearings of the suspended support of rotation is excluded, which increases its durability and the operability and reliability of the projectile as a whole and helps to increase core removal;
- благодаря байонетному соединению узла отделения керна с керноприемником сокращается время и трудоемкость разборки снаряда, что уменьшает затраты на его эксплуатацию.- thanks to the bayonet connection of the core separation unit with the core receiver, the time and laboriousness of disassembling the projectile is reduced, which reduces the cost of its operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129426/03A RU2252307C1 (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Core extracting body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129426/03A RU2252307C1 (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Core extracting body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003129426A RU2003129426A (en) | 2005-04-10 |
| RU2252307C1 true RU2252307C1 (en) | 2005-05-20 |
Family
ID=35611167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003129426/03A RU2252307C1 (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Core extracting body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2252307C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516311C2 (en) * | 2012-05-14 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" | Device for core separation and fixation in disassembly of core bbl |
| RU2570690C1 (en) * | 2014-11-06 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" (ООО "НПП "СибБурМаш") | Sectional core receiver and device for cutting and core retention at development of said core receiver |
| RU2599112C2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-10-10 | Фугро Энджинирс Б.В. | Installation for shelf drilling and method for shelf drilling |
| RU2629179C1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Drilling bit for core sampling device for isolated core sampling |
-
2003
- 2003-10-01 RU RU2003129426/03A patent/RU2252307C1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516311C2 (en) * | 2012-05-14 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" | Device for core separation and fixation in disassembly of core bbl |
| RU2599112C2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-10-10 | Фугро Энджинирс Б.В. | Installation for shelf drilling and method for shelf drilling |
| RU2570690C1 (en) * | 2014-11-06 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" (ООО "НПП "СибБурМаш") | Sectional core receiver and device for cutting and core retention at development of said core receiver |
| RU2629179C1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Drilling bit for core sampling device for isolated core sampling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003129426A (en) | 2005-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5390206B2 (en) | Core sampling device used in the wire line system composed of inner barrel | |
| WO1990000216A1 (en) | A device for drilling in and/or lining holes in earth | |
| RU2362002C1 (en) | Core sampler | |
| RU2509867C1 (en) | Core extractor | |
| US4969528A (en) | Method and apparatus for continuous pilot hole coring | |
| CN105625986A (en) | Scraper-controllable multifunctional wall scraping device | |
| RU2252307C1 (en) | Core extracting body | |
| RU2297513C1 (en) | Core sampling tool | |
| US3235017A (en) | Earth borehole drilling and testing tool | |
| RU2049220C1 (en) | Core barrel | |
| RU2318981C1 (en) | Core-taking tool | |
| US1896703A (en) | Core drill | |
| RU2198996C2 (en) | Core barrel | |
| RU2280753C1 (en) | Core recovery tool | |
| RU2439286C1 (en) | Hydromechanical packer | |
| RU2336405C1 (en) | Device to fix retractable drill tools in casing string | |
| EP2971454B1 (en) | A release valve used in an inner tube assembly for use with a core barrel | |
| RU2315851C2 (en) | Core sampling tool | |
| NO342143B1 (en) | System and method for cable-assisted cutting of pipes in a petroleum well | |
| RU2160820C2 (en) | Core container gear | |
| RU2244096C1 (en) | Borehole-coring device | |
| RU2439309C1 (en) | Oil well development device | |
| RU2621814C2 (en) | Core barrel | |
| RU2421601C1 (en) | Packer-plug | |
| US2213595A (en) | Pressure core barrel |