колонковый снаряд

Формула изобретения

Колонковый снаряд, включающий наружную трубу с коронкой, кожух, внутреннюю керноприемную трубу с кернорвателем, несущий шток, подшипниковый узел, фиксатор, отличающийся тем, что керноприемная труба с кернорвателем помещены в кожух с возможностью выдвижения из него корпуса кернорвателя и вместе с кожухом вставлены в наружную трубу с возможностью совместного извлечения из нее посредством стяжного соединения керноприемной трубы с кожухом, выполненного в виде упорного буртика на кожухе от торцевой расточки, зацепляющего кольцевого буртика на корпусе кернорвателя, винтовой пары в виде переходника к керноприемной трубе с верхним участком с наружной резьбовой и зажимной гайкой на резьбе, контактирующей с кожухом, и в снаряд дополнительно введен выталкиватель керна, выполненный в виде несущего штока со стяжным соединением с керноприемной трубой, выполненным в виде утолщенного участка штока с наружной резьбой и гайкой к ней с возможностью отвинчивания-навинчивания, ограничительного, упорного и зацепляющего буртика на керноприемной трубе, переходнике к ней и на штоке, при этом размеры гайки выбраны с обеспечением упора в верхний торец переходника, а корпус кернорвателя выполнен с продольными открытыми с торца щелями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения скважин с отбором керна и представляет собой колонковый снаряд, включающий средства предотвращения непосредственного контакта персонала в процессе манипулирования заполненным радиоактивным керном керноприемником и самими столбиками керна при извлечении их из керноприемников и укладке в транспортный контейнер.

Необходимость получения радиоактивного керна возникает при исследованиях топливосодержащей массы /ТСМ/ на аварийных АЭС или при исследовании погребенных радиоактивных отходов, а также при бурении скважины в породах с естественной радиоактивностью.

Целесообразность применения ССК диктуется необходимостью существенного сокращения времени на проведение спускоподъемных операций с бурильной колонной, что дает возможность уменьшения времени непосредственного контактирования обслуживающего персонала с буровым снарядом, находившимся в радиоактивной зоне, а конкретно с наружной трубой, которая остается до смены коронки в скважине.

Снаряды ССК широко известны /см. В.П. Онищин и др. "Бурение горизонтальных и восстающих скважин со съемными керноприемниками", М., 1983, Обзор ВНИИ эконом.минер, сырья и геол.развед, работ, ВИЭМС, с. 18-20.

Применительно к рассматриваемым условиям их использования они обладают общим недостатком, заключающимся в необходимости выполнения ручных операций при свинчивании кернорвательного устройства, освобождения кернорвательного кольца от керна и укладки последнего /чаще раздробленного/ в транспортный контейнер.

Наиболее близок предлагаемому снаряду известный колонковый снаряд, включающий навернутый на нижний конец бурильной колонны кожух, вставленную внутрь кожуха наружную трубу /корпус/ с коронкой и вставленную внутрь наружной трубы с вращением керноприемную трубу с кернорвателем /пат. США N 2929612, кл. 175/244./

Пазами наружная труба связана с выступами внутри кожуха. При наращивании очередной свечи /трубы/ вертикальные перемещения бурильной колонны с кожухом относительно наружной трубы с керноприемной трубой без отрыва керна от забоя осуществляют благодаря наличию разъемного соединения между выступами кожуха и пазами наружной трубы.

При подъеме колонны для смены изношенной коронки выступы кожуха упираются в верхние кромки пазов или в торец верхней муфты керноприемной трубы, приподнимая ее относительно столбика керна. При этом срабатывает кернорвательное устройство, с помощью которого отделяют керн в трубе от массива горной породы.

Недостаток этого известного снаряда также состоит в необходимости контактирования персонала с радиоактивным керном и оборудованием, находящимся в радиоактивной зоне, при свинчивании кернорвательного устройства, освобождении кернорвательного кольца от керна и укладки последнего, в том числе раздробленного, в транспортный контейнер.

Цель изобретения состоит в исключении /при извлечении керна из керноприемника для транспортировки/ ручных операций с радиоактивным керном и с инструментом, находившимся в радиоактивной зоне, путем дистанционного манипулирования с возможностью использования защитных барьеров /экранов/.

Поставленная цель достигается тем, что в колонковом снаряде, включающем наружную трубу с кернорвателем, несущий шток, подшипниковый узел, фиксатор - внутренняя труба с кернорвателем помещены в кожух с возможностью выдвижения из него кернорвателя и вместе с кожухом вставлены в наружную трубу с возможностью совместного извлечения из нее посредством стяжного соединения, выполненного в виде упорного буртика на кожухе от торцевой расточки, зацепляющего кольцевого буртика на корпусе кернорвателя, и винтовой пары в виде переходника к керноприемной трубе с верхним участком с наружной резьбой и зажимной гайкой на резьбе, контактирующей с кожухом.

В снаряд также дополнительно введен выталкиватель керна, выполненный в виде несущего штока со стяжным соединением с керноприемной трубой, выполненным в виде утолщенного участка штока с наружной резьбой и гайкой к ней с возможностью отвинчивания-навинчивания, ограничительного, упорного и зацепляющего буртиков на керноприемной трубе, переходнике к ней и на штоке. При этом размеры гайки выбраны с обеспечением упора в верхний торец переходника, в корпус кернорвателя выполнен с продольными открытыми с торца щелями.

Предлагаемый колонковый снаряд показан на фиг. 1 - 3.

На фиг. 1 показана керноприемная труба в кожухе с несущим штоком; на фиг. 2 - снаряд, в сборке; на фиг. 3 - керноприемная труба, на поверхности в положении, соответствующим извлечению керна.

Колонковый снаряд включает извлекаемую часть /фиг. 1/, содержащую кожух 1 с внутренним буртиком 2 от расточки с торца кожуха 1, корпус 3 кернорвателя с разрезами 4 в форме щелей от торца, с буртиками 5 наружными и буртиками 6 внутренними. В корпусе 3 размещено кернорвательное кольцо 7. Керноприемная труба 8 соединена на резьбе с корпусом 3 внизу и снабжена соединенными между собой и с ней промежуточной трубой 9 и переходником - патрубком 10 с наружной резьбой, на которую навинчена гайка 11, контактирующая с верхним торцом кожуха 1.

Несущий шток 12 выполнен с утолщением 13 с резьбой, гайкой 14 и контргайкой 15 на резьбе. Гайка 14 выполнена с возможностью контактного упора в торец переходника-патрубка 10. Шток 12 снабжен также фиксатором 18 и подшипниковым узлом /не показан/.

Снаряд также включает наружную трубу 17 с коронкой 18, выполненной с промывочными каналами 19. Шток 12 соединен с трубой 17 посредством фиксатора 16.

Бурение осуществляют с применением обычных известных технологических приемов. Срыв керна производят в момент отрыва коронки от забоя.

При этом разрезное пружинное кольцо 7 сжимается во внутренней конической полости корпуса 3 кернорвателя и плотно охватывает керн /не показан/, надежно фиксируя его в керноприемной трубе 8. Извлечение из скважин трубы 8 осуществляют обычным образом - овершотом. Керносодержащую часть трубы 8 заводят в приемную полость транспортного контейнера /на фиг. не показан/, после чего гайку 11 /фиг. 3/ свинчивают с патрубком 10 до упора ее в гайку 14 и производят осевое перемещение патрубка 10, следствием чего является потеря устойчивости /радиальной жесткости/ корпуса 3 кернорвателя в момент выхода его разрезанной части из нержавеющего кожуха 1.

Далее со штока 12 свинчивают контргайку 15 с гайкой 14, производят осевое перемещение штока 12, которым выталкивают керн из керноприемной трубы 8 в транспортный контейнер, чему не препятствует увеличивающееся в диаметре разрезное пружинное кольцо 7 в потерявшем поперечную устойчивость корпусе 3 кернорвателя.

При дальнейшем перемещении штока 12 разрезное пружинное кольцо 7 упирается во внутренние буртики 6 корпуса кернорвателя 3, а шток 12 входит в зацепление с разрезным пружинным кольцом 7, что дает возможность установить его в начальное положение при обратном перемещении штока 12.

Таким образом, благодаря использованию разрезного корпуса кернорвателя, кожуха на керноприемной трубе с выдвижением присоединенного к ней корпуса, несущего штока - для выталкивания керна и стяжных соединений /кожуха и керноприемной трубы, штока и этой трубы/ - для осуществления необходимых при этом кинематических взаимодействий обеспечена возможность манипулирования керном без непосредственного контакта персонала с ним.

При этом возможно использование защитного экрана, например, при укладке керноприемной трубы в горизонтальное положение в процессе извлечения керна с помощью штока.