Керноотборное устройство

Предлагаемая группа полезных моделей относится к устройствам для отбора керна подземных формаций, а более конкретно к устройствам для бурения с отбором керна.
Известно керноотборное устройство, включающее корпус, керноприемник, расположенный внутри корпуса, выполненный в виде металлической трубы, и содержащий устройство отделения керна от забоя, включающее кернорватель с башмаком [Пат. РФ №2366796].
Перемещение керна по металлическим керноприемным трубам из-за высокого трения скольжения происходят со значительными затруднениями, что может привести к заклиниванию с высоким риском разрушения керна при его извлечении из керноприемной трубы. Это является недостатком известного устройства.
Недостатком известного устройства является также небольшой срок службы керноприемных труб.
Задачей заявляемого изобретения является совершенствование устройства отбора керна подземных формаций с целью упрощения извлечения керна, предотвращения его разрушения при извлечении и транспортировке.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение качества отобранного керна за счет сохранения исходных свойств отобранного керна с минимальными включениями инородных веществ. Дополнительными техническими результатами являются увеличение срока службы металлических керноприемных труб, удобство извлечения керна из керноприемной трубы и его дальнейшего транспортирования и хранения.
Указанный технический результат достигается тем, что в керноотборном устройстве, включающем корпус, металлическую керноприемную трубу, расположенную внутри корпуса, и кернорватель, установленный в башмаке, внутри керноприемной трубы размещена, по меньшей мере, одна вставка из стеклопластиковой трубы с наружной проточкой в нижней части, устанавливаемая во внутреннюю проточку верхней половины башмака.
Указанный технический результат достигается также тем, что на противоположном торце вставки дополнительно выполнена внутренняя проточка с диаметром и длиной, равными диаметру и длине наружной проточки вставки.
Указанный технический результат достигается также тем, что вставка выполнена из стеклопластика толщиной 2-3 мм.
Указанный технический результат достигается также тем, что зазор между вставкой и керноприемной трубой составляет 1-2 мм.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 схематически изображено керноотборное устройство, где: 1 - корпус, 2 - керноприемная труба; 3 - вставка; 4 - отобранный керн; 5 - верхняя половина башмака; 6 - нижняя половина башмака, 7 - кернорватель, 8 - проточка в верхней половине башмака 5.
На фиг. 2 представлен вариант керноотборного устройства с несколькими вставками, где: 1 - корпус, 2 - керноприемная труба; 3 - вставка; 4 - отобранный керн; 5 - верхняя половина башмака; 6 - нижняя половина башмака, 7 - кернорватель; 8 - проточка в верхней половине башмака 5; 9 - дополнительная вставка; 10 - проточка в верхней части вставки 3, 11 - проточка в нижней части вставки 9; 12 - проточка в верхней части вставки 9.
Предлагаемое керноотборное устройство (фиг. 1) включает корпус 1, металлическую керноприемную трубу 2, расположенную внутри корпуса 1. и кернорватель 7, установленный в нижней половине башмака 6. Внутри керноприемной трубы 2 установлена вставка 3, выполненная из стеклопластиковой трубы с толщиной стенок 2-3 мм. В верхней половине башмака 5 выполнена проточка 8 с внутренним диаметром, соответствующим наружному диаметру вставки 3, которая предотвращает проваливание вставки 3 в нижнюю половину башмака 6 и не препятствует работе кернорвателя 7.
Керноприемная труба связана с верхней половиной башмака через резьбу, она свободно расположена внутри корпуса.
Предлагаемое керноотборное устройство (фиг. 2) включает корпус 1, металлическую керноприемную трубу 2, расположенную внутри корпуса 1 и кернорватель 7, установленный в нижней половине башмака 6. Внутри керноприемной трубы 2 установлены цилиндрические вставки 3 и 9, выполненные из стеклопластика толщиной 2-3 мм. В верхней половине башмака 5 выполнена проточка 8 с внутренним диаметром, соответствующим наружному диаметру вставки 3, которая предотвращает проваливание вставки 3 в нижнюю половину башмака 6 и не препятствует работе кернорвателя 7.
На вставках 3 и 9 выполняют проточки одинаковой длины на торцах, обеспечивающие возможность соединения вставок между собой. На одном торце выполняют наружную проточку выбранного диаметра с допуском в минус, на другом торце выполняют внутреннюю проточку такого же диаметра с допуском в плюс, длина проточек одинаковая. Выполнение проточек должно обеспечить плотное соединение вставок между собой.
Предлагаемое керноотборное устройство (фиг. 1) работает следующим образом.
При сборке керноотборной трубы 2 (фиг. 1) в нее помещают вставку 3. Далее вставку 3 вставляют в верхнюю половину башмака 5 с проточкой 8, после чего верхнюю половину башмака 5 скручивают с керноприемной трубой 2. После этого всю сборку помещают в корпус 1.
Выполненная проточка 8 в верхней половине башмака 5 предотвращает проваливание вставки 3 в нижнюю половину башмака 6 и не препятствует работе кернорвателя 7. Для свободного прохождения керна во вставку (чтобы не произошло заклинивания) зазор между керном и вставкой должен составлять не менее 1,5 мм. Такой зазор обеспечивается выбором буровой головки, обеспечивающей точный диаметр керна.
Максимальный зазор зависит от размеров керноприемной трубы. Для свободного прохождения вставки в керноприемную трубу зазор между ними составляет 1-2 мм.
Выполнение вставки из стеклопластика толщиной 2-3 мм обеспечивает жесткость ее геометрии при разваливании керна и возможность извлечения вставки с керном из керноприемной трубы.
При отбора керна он проходит через башмачную сборку и кернорватель, попадает во вставку 3, расположенную в керноприемной трубе 2 и свободно продвигается в ней вверх. Отбор керна прекращается в двух случаях: когда отобрано необходимое количество керна, либо когда произошло заклинивание, не дающее продолжить отбор керна. После остановки бурения все керноотборное устройство поднимается вверх. За счет срабатывания кернорвателя керн отрывается от забоя и остается внутри керноприемной трубы. Вся сборка поднимается на поверхность, керноприемная труба извлекается из корпуса, далее из керноприемной трубы извлекается вставка с керном внутри. После извлечения керна со вставкой из керноприемной трубы вставку вместе с керном разрезают на части заданной длины (например, длиной 1 м), затем на вставку одевают заглушки и используют в дальнейшем вставку, как корпус для транспортировки керна.
Для отбора керна с использованием двух вставок (Фиг. 2) при сборке керноотборных труб 2 в них помещают поочередно вставки 3 и 9. Плотное соединение вставок 3 и 9 между собой обеспечивается за счет соответствующих проточек на торцах указанных вставок.
Предлагаемое керноотборное устройство позволяет упростить извлечение керна из металлической керноприемной трубы. Извлечение керна во вставке и его дальнейшая транспортировка во вставке, как в тубусе, способствует сохранению керна до его доставки в лабораторию
Предлагаемая полезная модель также способствует продлению срока службы стальных керноприемных труб.
Выполнение вставки из стеклопластика, обладающего меньшим коэффициентом трения с породами, чем другие материалы, облегчает прохождение керна при частичном его разрушении.