КЕРНООТБОРНЫЙ СНАРЯД

Устройство относится к горному делу, а именно, к устройствам для бурения с отбором керна и с сохранением пластовой среды.
Известен герметичный керноотборник по описанию на изобретение к авторскому свидетельству №1547404. Герметический керноотборник, содержащий наружную трубу с коронкой, керноприемную трубу с верхним клапанов, опорный узел керноприемной трубы, хвостовик с нижним клапаном и приводной механизм перемещения керноприемной трубы и поворота запорного элемента нижнего клапана, отличающийся тем, что, с целью повышения качества керна, он снабжен термоизолирующей камерой с вакуумированной полостью, расположенной с внешней стороны керноприемной трубы и образованной гильзой, верхней крышкой, закрепленной на гильзе, и нижней крышкой, закрепленной на керноприемной трубе, при этом гильза связана с керноприемной трубой двухпозиционным разъемным соединением с упругими защелками, хвостовик закреплен на гильзе, а запорный элемент нижнего клапана выполнен в виде линзы и установлен с возможностью взаимодействия с нижней крышкой. Недостатком герметичного керноотборника является отсутствие информации о полном его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен герметический керноотборник по описанию на изобретение к авторскому свидетельству №1468057. Герметический керноотборник, содержащий корпус с коронкой и переводником для соединения с бурильными трубами, установленный в корпусе керноприемник с опорным узлом, крышкой и хвостовиком, в котором размещены нижний клапан в виде шара с отверстием, узел герметизации нижнего клапана и кернозахваты, механизм поворота нижнего клапана, имеющий ползун, установленный с возможностью перемещения в пазу хвостовика и взаимодействия нижним уступом с выборкой, выполненной на сфере нижнего клапана, а верхним уступом с кромкой отверстия нижнего клапана, приводной механизм в виде цилиндра с установленным в нем поршнем, имеющим канал и седло, посыльный шар и кинематический элемент, обеспечивающий взаимодействие поршня с ползуном механизма поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, верхний уступ ползуна выполнен в форме призмы, имеющей основание в виде равнобедренного треугольника, вписанного в отверстие нижнего клапана, при этом нижнее ребро призмы расположено в диаметральной плоскости поворота нижнего клапана перпендикулярно продольной оси керноприемника, поршень соединен с переводником и опорным узлом, цилиндр закреплен на корпусе с возможностью продольного перемещения относительно переводника, а кинематический элемент выполнен в виде установленного в корпусе упора. Недостатком герметичного керноотборника является отсутствие информации о полном его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен герметический керноотборник по описанию на изобретение к авторскому свидетельству №1387535. Герметический керноотборник, содержащий корпус, соединенный с имеющим нагнетательный канал переводником и коронкой, установленный в корпусе керноприемник с опорным узлом и хвостовиком, в расточке которого между верхним и нижним керноломными кольцами расположен нижний клапан со сферическим запорным элементом и фиксатором его закрытого положения, а также механизм поворота нижнего клапана в виде размещенного в нагнетательном канале поршня с отверстием под посыльный клапан и кинематически связанной через керноприемник с поршнем втулки с толкателями, взаимодействующими с выборками на сферической поверхности запорного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, втулка с толкателями установлена подвижно в расточке хвостовика под нижним керноломным кольцом, при этом выборки на запорном элементе выполнены с плоской рабочей поверхностью, расположенной перпендикулярно оси кернопропускного отверстия, а кернопропускное отверстие - с острыми керноломными выступами по краям. Недостатком герметичного керноотборника является отсутствие информации о полном его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен герметический керноотборник по описанию на изобретение к авторскому свидетельству №1380333. Герметический керноотборник, содержит корпус с бурильными трубами и коронкой, соединенный с корпусом переводник, имеющий нагнетательный канал, установленный в корпусе керноприемник с опорным узлом и с хвостовиком, в расточке которого расположен нижний клапан с запорным элементом, взаимодействующим с фиксатором его положения, механизм поворота нижнего клапана в виде размещенного в нагнетательном канале переводника поршня с отверстием под посыльный клапан и кинематически связанной через керноприемник с поршнем втулки с толкателями, сопряженными с ответными им элементами на запорном элементе, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости бурения, керноприемник снабжен захватами под ловитель, спускаемый по бурильным трубам, а соединение переводника с корпусом выполнено съемным в виде подпружиненных фиксирующих защелок на поршнем и закрепленной на переводнике гильзы с окнами для перемещения защелок, при этом запорный элемент имеет форму диска с диаметрально расположенным кернопропускным отверстием и режущими элементами на участке боковой поверхности, втулка механизма поворота установлена снаружи хвостовика, а толкатели и ответные им элементы выполнены соответственно в виде пальцев на торцах диска и упоров на внутренней поверхности втулки. Недостатком герметичного керноотборника является отсутствие информации о полном его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен снаряд для отбора керна по патенту РФ на изобретение №2280753. Снаряд включает корпус с присоединительным переводником, бурильную головку, узел отделения керна от забоя, заглушенную сверху керноприемную трубу, подвешенную с возможностью осевого вращения на подшипнике качения, который накрыт кожухом, образующим колокол, заполненный консистентной смазкой. Внутри керноприемной трубы, центрированной в корпусе шариковыми центраторами, размещен пластиковый вкладыш, заполненный термопластичным изолирующим материалом, например парафином. Узел отделения керна от забоя состоит из корпуса кернорвателей с наружными кольцевыми канавками, образующими с полостью бурильной головки лабиринтное уплотнение, и цангового и рычажкового кернорвателей. Применение снаряда для отбора керна позволяет получить представительный керн, практически не контактировавший с промывочной жидкостью, не загрязненный привнесенными углеводородами, сохраняющий в себе большую часть пластовых флюидов вплоть до момента извлечения керна из вкладыша и очистки его от парафина. Недостатком снаряда для отбора керна является отсутствие информации о его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен керноотборный снаряд гидроизолирующий по патенту РФ на изобретение №2250347. Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к бурению скважин с отбором керна. Керноотборный снаряд гидроизолирующий состоит из бурголовки, верхнего переводника, корпуса и керноприемной трубки с кернорвателями в нижней ее части. В верхней части керноприемной трубки имеются шаровая подвеска, запорный клапан, регулировочный винт и регулировочная гайка. Керноприемная трубка внизу дополнительно снабжена шлипсовым кернорвателем и переводником с быстроразрушающейся крышкой. В верхней части керноприемной трубки имеется подвижный запорный клапан, перекрывающий промывочные отверстия регулировочного винта под воздействием керна. Шаровая подвеска выполнена маслонаполненной. Шлипсы шлипсового кернорвателя подпружинены пружинами. Быстроразрушающаяся крышка удерживает в керноприемной трубке гидроизолирующую жидкость при спуске снаряда на забой. Недостатком керноотборного снаряда гидроизолирующего является отсутствие информации о его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен керноотборный снаряд по патенту РФ на изобретение №2049220. Сущность изобретения: керноотборный снаряд содержит корпус, оснащенный в верхней части переводником, а снизу - коронкой. К нижнему торцу кожуха герметично присоединен стакан с конической расточкой, в которой кольцом зажата пленочная диафрагма, герметично перекрывающая кожух снизу. Герметичное перекрытие кожуха сверху осуществляется крышкой, к которой через подвесную вращающуюся опору присоединен керноприемник, оснащенный снизу кернорвателем. По всей длине керноприемника размещены регистраторы захода керна. Полость кожуха и полость керноприемника перед спуском в скважину заполняются антифрикционным изолирующим веществом по каналу, герметично перекрываемому пробкой. Фиксация кожуха в сборе с керноприемником в корпусе с целью защемления взаимодействия крышки с верхней частью кожуха и стакана с конической расточкой осуществляется узлом регулировки, выполненным в виде винта, взаимодействующего с гайкой, выполненной в переводнике, в котором для циркуляции бурового раствора выполнены отверстия. Использование керноотборного снаряда повышает вынос и качество керна, обеспечивает снижение эксплуатационных затрат, повышает надежность работы и ремонтопригодность. Недостатком керноотборного снаряда является отсутствие информации о его заполнении и необходимости подъема на поверхность.
Известен керноотборный снаряд по патенту РФ на изобретение №2252307 (прототип). Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для бурения с отбором керна и с сохранением пластовой среды. Керноотборный снаряд содержит корпус с верхним переводником для соединения с колонной труб, коронку с расточкой, керноприемник, выполненный в виде трубы и снабженный в верхней части опорой вращения и регулируемой подвеской. Узел отделения керна от забоя включает цанговый и рычажковый кернорватели, подвижно размещенные в гильзе, соединенной с нижней частью трубы керноприемника. В расточке коронки разъемно установлен стакан. Труба керноприемника заполнена изолирующей жидкостью на неводной основе с антифрикционными свойствами и плотностью, меньше плотности бурового раствора. Нижний узел герметизации выполнен в виде разрушаемой диафрагмы, перекрывающей центральное отверстие стакана. 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. 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. 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. 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. В исходном положении гильза имеет возможность продольного перемещения вдоль трубы керноприемника. Палец взаимодействует с верхней частью дополнительного вертикального паза. С нижней частью дополнительного вертикального паза в исходном положении взаимодействует съемный стопор, установленный в стенке трубы. Недостатком керноотборного снаряда является отсутствие информации о заполнении и необходимости его подъема на поверхность.
Задачами создания полезной модели, является расширение функциональных возможностей устройства, за счет передачи информации о заполнении керноприемника породой на поверхности, для его своевременного подъема.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что керноотборный снаряд содержит корпус, переводник с резьбой для соединения с колонной буровых труб, кольцевую коронку с проходными отверстиями для прохождения бурового раствора, керноприемник, выполненный в виде трубы и снабженный в верхней ее части опорой вращения, установленной между подшипниками, в нижней части керноприемника установлен кернорватель, опора вращения закреплена резьбовым кольцом, на диске зафиксированным между верхним торцом корпуса и внутренней расточкой выполненной в переводнике, а в опоре вращения выполнено центральное ступенчатое отверстие с боковыми окнами для прохождения бурового раствора, в нижней части которого с возможностью осевого перемещения вверх и закрытия боковых окон, установлен шток с кольцевым выступом, упирающимся в выступ ступенчатого отверстия опоры вращения, причем часть штока заходит внутрь керноприемника. В опоре вращения или штоке, установлены уплотнения для герметизации их подвижного соединения. Боковые окна для прохождения бурового раствора в опоре вращения, выполнены под углом к поперечной оси. Шток и опора вращения выполнены из коррозионно-стойкой стали.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении керноотборного снаряда, применяются известные материалы и технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1, где показан разрез керноотборного снаряда.
Керноотборный снаряд, состоит из корпуса 1, переводника 2 с резьбой 3 для соединения с колонной буровых труб, кольцевой коронки 4 с проходными отверстиями 5 для прохождения бурового раствора, керноприемника 6, выполненного в виде трубы и снабженного в верхней ее части опорой вращения 7, установленной между подшипниками 8 и 9, в нижней части керноприемника 6 установлен кернорватель 10, опора вращения 7 закреплена резьбовым кольцом 11, на диске 12 зафиксированным между верхним торцом корпуса 1 и внутренней расточкой выполненной в переводнике 2, а в опоре вращения 7 выполнено центральное ступенчатое отверстие 13 с боковыми окнами 14, для прохождения бурового раствора, в нижней части которого, с возможностью осевого перемещения вверх и закрытия боковых окон 14, установлен шток 15 с кольцевым выступом 16, упирающимся в выступ 17 ступенчатого отверстия 13 опоры вращения 7, причем часть штока 15 заходит внутрь керноприемника 6. В опоре вращения 7 или штоке 15, установлены уплотнения 18 для герметизации их подвижного соединения. Боковые окна 14 для прохождения бурового раствора в опоре вращения 7 выполнены под углом β к поперечной оси. Шток 15 и опора вращения 7 выполнены из коррозионно-стойкой стали.
Керноотборный снаряд работает следующим образом. По резьбе 3 керноотборный снаряд соединяется с колонной буровых труб и спускается на забой скважины. Ротором или забойным двигателем он приводится в действие. Буровой раствор проходит через отверстия 13, боковые окна 14, проходные отверстия 5 и промывает забой. Кольцевая коронка 4 разрушает породу по кольцу, ее центральная часть поступает в керноприемник 6. При этом корпус 1 вращается, а керноприемник 6, закрепленный на опоре вращения 7, остается относительно керна неподвижным. После заполнения керноприемника 6, керн давит на шток 15. Он передвигается вверх и перекрывает боковые окна 14. При этом давление в колонне труб возрастает, что сигнализирует на поверхности о необходимости подъема керноотборного снаряда.
Применение полезной модели позволило:
1. Обеспечить индикацию заполнения керноприемника.
2. Повысить вынос и качество керна.
3. Обеспечить своевременный подъем керноотборного снаряда.
4. Повысить надежность работы и ремонтопригодность устройства.
5. Расширить функциональные возможности устройства.