SU1747670A1 - Способ отбора керна и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин с отбором керна. Цель - повышение надежности отбора керна с сохранением его естественной целостности. Способ отбора керна i включает спуск керноотборного устройства, бурение с прошивкой и образованием керна, отрыв керна от забо  и его транспортирование при действии на него гидростатического давлени  бурового раствора (БР) и извлечение керна из керноот- борното устройства. При бурении создают дополнительное давление на керн. Это дополнительное давление Р направлено к торцевой поверхности кверху вниз вдоль вертикальной оси. Его в сумме с гидростатическим давлением столба БР на керн неоднократно циклически измен ют в диапазоне от Pi Р -Н/ЮдоРа НЛО, где Н - средн   глубина отбора керна: /51 и /92 - плотность горной породы 2,4 и 2,9 г/см соответственно. Устройство дл  осуществлени  способа содержит бурильную ГПЛОВКУ 1. кеонопоиемник (КП) 2 с компоновкой кернорвателей 3 и дренажным каналом 4. Внутри КП 2 расположен патрубок 5 с вращающейс  п той 6 и подвижной втулкой 7, взаимодействующей с расположенными р дами по высоте упорными элементами (УЭ) 12, расположенными в пазах 11 КП 2. Выбуриваемый керн, поступа  в КП 2, сжимает пружину 8. На КП 2 создаетс  дополнительное давление к действующему уже давлению столба БР. Пружина 8 сжимаетс  до определенного усили , соответствующего минимальному значению давлени , утапливает УЭ 12 в пазы 11 и беспрерывно перемещает втулку 7 вверх до упора в следующий р д УЭ. Таким образом, создаетс  дополнительное давление на керн, способствующее сохранению естественной целостности керна и повышению надежности его отбора. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. (Л С ч 4 Ч О ч

Description

Изобретение относитс  к горному делу, а именно к бурению скважин с отбором керна .

Цель изобретени  - повышение надежности отбора керна и сохранение его естественной целостности.

На фиг, 1 изображено устройство дл  отбора керна, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2.

Устройство дл  отбора керна включает колонну труб (не показана) с бурильной головкой 1, кернопризмник 2 с компановкой кернователей 3 в нижней части и шаровым дренажным клапаном 4 в верхней чисти. Внутри керноприемника 2 расположен патрубок 5 с вращающейс  п той 6 в нижней части и размещенной на нем в верхней части втулкой 7, подпружиненной снизу пружиной 8. Втулка 7 выполнена С конической верхней частью 9 и уступом 10 в нижней части. Керноприемник 2 выполнен с равнб- мерно расположенными гс ссей его Длине пазами 11, в которых размещены упорные элементы 12, выполненные каждый в виде пластинчатого упора 13 с закругленными концами и закрепленного в нем на оси 14 Г-образного захвата 15, подпружиненных относительно керноприемника 2 соответственно пружинами 16 и 17.Упорные элементы 12 размещены в пазах 11 керноприемника 2 с возможностью взаимо действи  пластинчатого упора 13 и Г-образного захвата 15 соответственно с конической частью 9 втулки 7 и ее уступом 10. В отжатом состо нии пластинчатые упоры 13 и Г-обраЗные захваты фиксируютс  стопорами 18.

Работа устройства и реализаци  способа отбора керна осуществл ютс  следующим образом.

После спуска устройства на забой скважины производ т промывку скважины с целью выравнивани  параметров бурового раствора. Затем сбрасывают шар дренажного клапана 4 и устройство готово к отбору керна.

Устройство плавно ввод т в соприкосновение с забоем скважины и на заданных режимах осуществл ют бурение с отбором керна. В момент соприкосновени  бурильной головки 1 с забоем и центральной части породы с вращающейс  п той 6, выбуриваемый керн, поступа  в центральное отверстие бурильной головки 1 и керноп риемник 2, сжимает силовую пружину 8. При этом на выбуриваемый керн создают дополнительное давление к действующему уже на керн давлению столба бурового раствора, причем суммарна  их величина равна вертикальной составл ющей горного давлени . Суммарное давление, действующее на керн сверху вниз, измен етс  в диапазоне давлений , предельные значени  которого определ ютс  по формуле от Pi р Н - до Ра

-pi - Н -TQ , где Н - средн   глубина отбора

керна, м; pi и рг - плотность горной породы , котора  измен етс  от 2,4 до 2,9 г/см3. Дополнительное давление на керн обеспечивает сменна  силова  пружина 8.

поджата  упором 13 через подвижную втулку 7.

Силовую пружину 8 согласно предварительному расчету подбирают таким образом , чтобы в наибольшей степени обеспечивалс  диапазон создаваемых давлений с учетом действи  столба бурового раствора на керн.

По мере поступлени  керна в кернопри0 емник 2 силовИ  пружина 8 сжимаетс , примем создаваемое усилие также передаетс  через коническую часть 9 подвижной втулки 7 на упор 13. При достижении верхней предельной нагрузки на керн подвижна  втулка

5 7 конической частью 9 отжМмает упоры 13, которые утапливают и захваты 15. В отжатом состо ний упоры 13 и захваты 15 фиксируютс  стопорами 18. В результате этого беспреп тственно перемещаетс  втулка 7

0 вверх до следующего р да упоров и захватов . При этОм подвижна  втулка 7 конической поверхностью 9 взаимодействует с упором 13, а Захват 15 удерживает втулку 7 за уступ 10 от возможного перемещени 

5 втулки 7 вниз. В результате пружина 8, распр мл  сь , уменьшает величину дополнительного давлений от максимального до минимального допустимого значени . В дальнейшем по мере поступлени  керна в

0 керноприемник 2 подвижна  втулка 7 вместе с пружиной 8 периодически перемещаетс  вверх, создава  дополнительное давление на керн в заданных пределах. Следует отметить, что выбор силовой

5 пружины производ т предварительно после проведени  расчета определени  диапазона допускаемых давлений.

После извлечени  устройства из скважины положение подвижной втулки 7 свиде0 тельствует о фактическим подъеме керна в керноподъемнике 2.

Изобретение позвол ет сбкратить врем  строительства скважины, увеличить вынос керна, повысить качество извлекаемого

5 кернового материала, т.е. сохранить его естественную целостность.

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Способ отбора керна, включающий спуск керноотборного устройства в скважину , бурение с промывкой и образованием

   0 керна, отрыв керна от забо  и его транспортирование при действии на керн гидростатического давлени  бурового раствора, извлечение керна из керноотборного устройства , отличающийс  тем, что, с

   5 целью повышени  надежности отбора керна и сохранени  его естественной целостности , при бурении с промывкой и образованием керна создают дополнительное давление на керн, направленное к его

   торцеетй поверхности сверху вниз вдоль аертикальной оси, причем создаваемое дополнительное давление в сумме с гидроста- тическим давлением столба бурового раствора на керн неоднократно циклически

   1

   измеичют в диапазоне от Р -щ до

   отбора керна;

   где Н - средн   глубина

   р и дг - плотность горной породы 2,4 и 2,9 г/см5 «ютветстэенно.

   2, Устройство дл  отбора керна, включающее бурильную головку, керноприемник с кернорвателем и расположенным в нем подпружиненным патрубком с вращающей- с  п той в нижней части, отличающеес   тем, что оно снабжено размещенной на патрубке в верхней части и подпружиненной снизу втулкой, выполненной с конической верхней частью и уступом в нижней части, и снабжено упорными элементами, выполненными каждый в виде подпружиненных относительно керноприемника пластинчатого упора с закрепленными концами и закрепленного на оси в нем Г-образного захвата, причем керноприемник выполнен с равномерно расположенными по всей его длине пазами, а упорные элементы размещены в указанных пазах керноприемника с возможностью взаимодействи  их пластинчатого упора и Г-образного захвата соответ- ственно с конической частью подпружиненной втулки с ее уступом.

   //

   7

   18

   J

   Вид А

   фиг.З