КОЛОНКОВЫЙ СНАРЯД

Полезная модель относится к устройствам для получения и извлечения ненарушенного керна, а именно к двойным колонковым трубам или снарядам и может быть использована для бурения нефтяных и газовых скважин с отбором керна в трещиноватых и разрушенных горных породах.
Известны колонковые снаряды с невращающейся в процессе бурения керноприемной трубой. К настоящему времени разработан ряд конструкций двойных колонковых снарядов с невращающейся керноприемной трубой, например, керноприемные устройства типа "Силур", "Кембрий" и др. (Методическое руководство по бурению с отбором керна нефтяных и газовых скважин. РД 39-2-399-80.МНП, ВНИИБ, М., 1982 г. - С. 19-21). Колонковый снаряд данного типа содержит наружную трубу с породоразрушающим инструментом, внутри которой посредством узла вращения закреплена керноприемная труба, снабженная кернорвателем.
Основной недостаток снарядов данного типа заключается в том, что в процессе бурения сформированный керн, проходя в керноприемную трубу, соприкасается с подпружиненными рычажками кернорвателя, что ведет как к износу керна по диаметру, и к возможности излома рычажков кернорвателя при отборе керна в разрушенных и сильнотрещиноватых породах.
Более надежны колонковые снаряды с кернорвателем, изолированным при бурении от соприкосновения со сформированным керном.
Известен колонковый снаряд, который содержит наружную трубу с породоразрушающим инструментом, извлекаемую керноприемную трубу, расположенную внутри наружной, кернозахватные элементы, связанные с керноприемной трубой, и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющий подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемной трубы - подвижным соединением с ограниченным продольным ходом. Кернозахватные элементы закреплены на подвижной втулке под фиксаторами, причем втулка размещена с внешней стороны керноприемной трубы (прототип, SU 11068891 А, МПК3 Е21В 25/00, опубл. 07.08.1984).
Недостатками этого снаряда является подклинка сформированного разрушенного керна при перемещении внутри керноприемной трубы в процессе углубки скважины и невозможность сохранения забойных характеристик керна при воздействии промывочной жидкости при отборе из горизонтов, сложенных легко размываемыми и растворимыми породами.
Предложенная полезная модель повышает надежность работы колонкового снаряда.
Колонковый снаряд, также как в прототипе, содержит наружную трубу с породоразрушающим инструментом, извлекаемую керноприемную трубу, расположенную внутри наружной, кернозахватные элементы, связанные с керноприемной трубой, и механизм перекрытия кернозахватных элементов, имеющий подвижную втулку, связанную с породоразрушающим инструментом разъемными фиксаторами, а с нижним концом керноприемной трубы - подвижным соединением с ограниченным продольным ходом, кернозахватные элементы закреплены на подвижной втулке под фиксаторами, причем втулка размещена с внешней стороны керноприемной трубы.
Согласно полезной модели в нижней расширенной части керноприемной трубы - соединителе установлен узел эластичного керноприемника, содержащий корпус, на наружной поверхности которого закреплен один конец сжатого эластичного керноприемного рукава, а внутри нижней части корпуса размещена втулка-керноотметчик, на наружной поверхности которой надето уплотнительное кольцо и закреплен другой конец эластичного керноприемного рукава.
Эластичный керноприемный рукав помещен в цилиндрический кожух, верхняя часть которого закреплена на корпусе узла эластичного керноприемника.
Использование в колонковом снаряде узла эластичного керноприемника позволяет повысить надежность работы колонкового снаряда при отборе керна из трещиноватых, сильно нарушенных пород, предотвращая их самозаклинивание при помещении в эластичный керноприемный рукав в процессе продвижения керна по керноприемной трубе после его формирования и сохранения забойных характеристик керна при изоляции его керноприемным рукавом от воздействия промывочной жидкости при отборе из горизонтов, сложенных легко размываемыми и растворимыми породами.
Далее сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. I - колонковый снаряд в разрезе по вертикальной оси в положении для бурения с отбором керна;
на фиг. 2 представлен фрагмент снаряда с узлом эластичного керноприемника снаряда.
Колонковый снаряд (фиг. 1) содержит породоразрушающий инструмент 1 для бурения с отбором керна, соединенный трубными переходниками 2, 3 с наружной трубой 4, внутри которой установлена извлекаемая внутренняя часть снаряда, включающая рычажковый кернорватель 5, наконечник 6 керноприемной трубы 7. Наконечник 6 закреплен на нижней расширенной части керноприемной трубы 7 - соединителе 8, в котором установлен узел эластичного керноприемника А. Соединитель 8 переходником 9 закреплен с керноприемной трубой 7.
Узел эластичного керноприемника А содержит корпус 10, на наружной поверхности которого в верхней части закреплен один конец сжатого эластичного керноприемного рукава 11. Нижний торец корпуса 10 выполнен с закругленным утолщением.
Внутри нижней части корпуса 10 размещена втулка-керноотметчик 12, на наружной поверхности которой надето уплотнительное кольцо 13 и закреплен другой конец эластичного керноприемного рукава 11.
Для защиты эластичного керноприемного рукава 11 от возможных механических повреждений и самопроизвольного вытягивания и смятия он помещен в цилиндрический кожух 14, верхняя часть которого закреплена на корпусе 10.
После спуска колонкового снаряда на забой скважины и подачи бурового раствора на забой включают вращение снаряда, создают осевую нагрузку на забой и производят бурение с отбором керна. Керн поступает внутрь наконечника 6 керноприемной трубы 7, причем в процессе бурения (фиг. 1) керн изолирован от рычажков кернователя 5 наконечником 6.
В процессе бурения образуемый керн входит в корпус 10 и упирается во втулку-керноотметчик 12, которая до контакта с керном удерживается от перемещения уплотняющим кольцом 13 за счет его трения о внутреннюю поверхность корпуса 10. Когда керн достигает втулки-керноотметчика 12, он, преодолевая трение уплотняющего кольца 13, начинает проталкивать втулку-керноотметчик 12 вверх по корпусу 10. В свою очередь втулка-керноотметчик 12 увлекает за собой керноприемный рукав 11, который, огибая закругленное утолщение на нижнем торце корпуса 10, входит внутрь корпуса 10 и, сжимаясь, плотно обхватывает поступающий керн.
Пройдя корпус 10, втулка-керноотметчик 12 попадает в керноприемную трубу 7, внутренний диаметр которой больше внутреннего диаметра корпуса 10, и уплотняющее кольцо 13 перестает оказывать сопротивление продвижению керна.
После окончания бурения отрыв керна и подъем колонкового снаряда осуществляют также как при использовании снаряда-прототипа.