Керновідривача, кернотримача.

Корпус керноприймального пристрою служить для з'єднання бурильної головки з бурильною колоною, розміщення керноприймача та захисту керна від механічних пошкоджень, а також для пропу­ску промивної рідини між ним і керноприймачем.

Керноприймач призначений для прийому керна, зберігання йо­го під час буріння та при підйомі на денну поверхню. Для виконання цих функцій у нижній частині керноприймача встановлюють керновідривачі (кернотримачі), а вверху клапан, який пропускає через себе витискувану промивну рідину при заповненні керноприйма­ча керном.

Корпус 3 і керноприймач (керноприймальна труба) 4 виготовлені з легованих сталевих труб. Керноприймач вгорі підвішений на регулювальній головці 1 і оснащений вузлом підшипників 2, який запобігає його обертанню, а внизу оснащений керновідривачами різної конструкції (цангові та пелюсткові в різному поєднанні).

► На сьогоднішній день виготовляються і можуть бути використаними наступні серії керновідбірних пристроїв (колонкових снарядів) різної конструкції (виробництво Росія):

● серія «Надра» — для відбору керна в неускладнених умовах буріння свердловин роторним способом;

● серія «Кембрій» — для відбору керна з відкладень рихлих, слабо зцементованих і тріщинуватих гірських порід роторним способом;

● серія «Силур» — для відбору керна у відкладеннях гірських порід, ускладнених осипаннями і обвалюваннями роторним способом;

● серія «Тенгіз» — для відбору керна у відкладеннях гірських порід, ускладнених нафтогазопроявами і поглинаннями бурового розчину і з високими властивостями колекторів роторним способом;

● серія «Риф» — для відбору керна з відкладень рихлих, сипких сильно тріщинуватих, у тому числі рифогенних гірських порід з високими властивостями колекторів роторним способом;

● серія МАГ — для відбору керна в інтервалах залягання твердих консолідованих і абразивних гірських порід, у тому числі з порід кристалічного фундаменту турбінним способом.

		а)		б)
	1 — регулювальна головка; 2 — підшипник; 3 — корпус; 4 — керноприймальна труба з керновідривачами Рисунок 4.104 – Загальний вигляд керноприймальних пристроїв серії К

Крім того, розроблені ще спеціальні керноприймальні пристрої для буріння роторним способом і з використанням гідравлічних вибійних двигунів:

● турбобур типу 2УКТ-172/40 із знімним керноприймачем для відбору керна діаметром 40мм в свердловинах, діаметром 187,3 і 190,5 мм (довжина трьох секцій турбобура і секції шпінделя — 26,485м, а керноприймальної порожнини — 17,085м);

● пристрій керноприймальний типу «Структура» УКС-178/60-80, призначений для буріння морських дослідницьких і інженерно-геологічних свердловин діаметром 212,7 мм з відбором керна з донних відкладень (намул і т.п.) діаметром 57мм способом динамічного гідровтискування в породу пробовідбірної труби і відбором керна діаметром 80 мм роторним способом;

● комплекс інструментів для буріння з відбором керна в горизонтальних свердловинах, що включає бурильну головку, керноприймальний пристрій і шарнірну муфту-центратор (рис. 4.105);

● пристрої з примусовим відривом керна від вибою і повною ізоляцією торця керноприймача типів КІМ і КГТІ, що дозволяють відбирати керн із збереженням пластового тиску.

	1 — бурильна труба; 2, 4 — шарнірна муфта; 3 — гідравлічний вибійний двигун; 5 — керноприймальний пристрій; 6 — бурильна головка Рисунок 4.105 — Схема компоновки низу бурильної колони для відбору керна в горизонтальних свердловинах

Фахівцями ВАТ НВО «Бурова техніка» створені нові керноприймальні пристрої типів УК-105/67, УК-121/76, УК-146/89, УКУ-172/101 та УК-182/133 (ТУ 3664-007-00148056-01), які, за бажанням споживачів, можуть бути поставлені як в односекційному, так і в двох-, трьохсекційному виконанні [49]. Вони відрізняються в кращу сторону від серійних пристроїв типів «Недра» і «Кембрий» універсальністю, оскільки можуть застосовуватися як в роторному бурінні, так і в компоновці з гідравлічними вибійними двигунами. Окрім цього, коефіцієнт керновідбору в нових пристроях для свердловин діаметром 120,6 і 139,7мм на 15 — 25 % вище, ніж у вітчизняних серійних і зарубіжних керновідбірних пристроїв. В решті типів коефіцієнт керновідбору знаходиться на рівні кращих зарубіжних конструкцій. Вартість таких керновідбірних пристроїв у декілька разів нижче за аналогічні зарубіжні зразки.

► При бурінні колонковими долотами з незнімним керноприйма­чем для підйому на поверхню колонкової труби з керном необхідно піднімати всю бурильну колону.

► Колонкові долота із знімним керноприймачем дозволяють під­німати колонкову трубу з керном без підйому бурильної колони.

Колонкові снаряди із зйомним керноприймачем для роторного способу поки що не створені.

При турбінному бурінні колонкові снаряди із зйомним керноп­риймачем одержали назву колонкових турбобурів. Для буріння з відбором керна використовують колонкові турбобури КТДЗ і КТД4С, для яких розроблені чотиришарошкові бурильні головки. З колонковими турбобурами КТД4С застосовуються також алмазні і твердосплавні бурильні головки.

Підготовлене до роботи колонкове долото із знімним керноприймачем опускають у свердловину, як правило, без керноприймача, Після спуску долота промивають свердловину для вирівнювання густин промивної рідини, закачуваної в бурильну колону і на ви­ході із свердловини. Потім у бурильну колону кидають знімний керноприймач, який входячи в корпус керноприймального пристрою займає робоче положення.

Для захоплення, звільнення і підйому керноприймача на повер­хню в бурильну колону на канаті діаметром 15-16мм з допомогою спеціальної лебідки спускають уловлювач (рис. 4.106). При посадці уловлювача на головку керноприймача плашки розходяться, стис­кують пружину, а потім при русі уловлювача вниз під дією пружини плашки займають вихідне положення, утримуючи керноприимач за його шийку.

У випадку прихоплювання керноприймача в корпусі канат від уловлювача звільниться шляхом зрізування запобіжного штифта.

	1-головка керноприимача; 2-плашки; 3-пружша; 4-шийка; 5-запобіжний штифт Рисунок 4.106 – Вловлювач для підйому знімного керноприймача

► На даний час найбільше застосовують колонковий снаряд "Надра" (рис. 4.107).

Такі керноприймальні пристрої виготовляються як односекційними, так і двосекційними.

	1-перехідник для з'єднання з бурильною колоною; 2-гвинт; 3, 7-з 'єднуючі муфти; 4-кернотримач; 5-корпус; 6-куля; 8-двостороннє гніздо; 9- керноприйтач; 10-перехідник для з'єднання з бурильною головкою; 11-керновідривач;12- перехідник для розміщення керноприймача; 13- важільний кернотримач; 14-башмак; 15-бурильна головка Рисунок 4.107 — Керноприймальний пристрій Надра»

Двосекційний снаряд "Надра" складається з корпуса, який виготовлений з двох товстостінних труб, з'єднаних одна з одною з допомогою спеціальної різьби. Верхня частина кор­пуса має перевідник для з'єднання з бурильною колоною, а нижня — перехідник для з'єднання з бурильною головкою. Всередині кор­пуса розміщений керноприймач, зібраний із секцій, з'єднаних муф­тами. До нижньої частини керноприймача приєднується спеціальний перевідник, а до нього башмак, який встановлюється в корпусі бурильної головки.

До верхньої частини керноприймача з допомогою муфти при­єднується гвинт. По гвинту переміщається гайка, яка вгвинчується зовнішньою різьбою у внутрішню різьбу ніпеля верхньої секції кор­пуса керноприймального пристрою.

У муфті є зворотний клапан, виконаний у вигляді змінного дво­стороннього гнізда і кулі.

Для центрування керноприймального пристрою в свердловині замість нижнього перевідника може бути встановлений центратор-калібратор, а над верхнім перевідником - центратор, їх діаметри повинні дорівнювати діаметрам бурильної головки.

Довжина керноприймального пристрою в двосекційному вико­нанні — 16 м, а довжина керноприймача — 14,5м.

Снаряд "Надра" дозволяє здійснювати відбір керна діаметром 100, 80, 67 і 62 мм роторним способом.

Як було відзначено вище, до нижньої частини керноприймача приєднується спеціальний перехідник (рис. 4.108,а), в якому встановлюються цанговий керновідривач (рис. 4.108,б) і важільний кернотримач (рис. 4.108,в). У муфті, яка з'єднує дві секції керноприймача, є важільний кернотримач.

		б)		в)
		а)
	а – перехідник; б- цанговий керновідривач; в – важільний кернотримач; г – комплект керновідривачів в зібраному положенні Рисунок 4.108 – Комплект керновідривачів

Взагалі, для відриву і утримання керна різних за складом та властивостях гірських порід розроблені і використовуються декілька основних видів компоновок керновідривачів, приведених на рис.4.109.

а) б) в)

а - типу КЦР-7; б - типу КЦР-9; в - типу Р26 Рисунок 4.109 – Основні види компоновок керновідривачів

Компоновки видів КЦР-7 і КЦР-9 включають цанговий і важільний відривачі. Для більш ефективного відриву керна при бурінні в твердих монолітних породах важільний відривач типу КЦР-7 виконаний з ексцентричною обоймою і важелями змінної висоти (рис 4.109,а). Залежно від умов буріння і фізико-механічних характеристик розбурюваних порід в компоновках керновідривачів типів КЦР-7 і КЦР-9 (рис 4.109,б) може бути встановлено як поодинці цанговий або важільний відривач, так і їх комбінації (разом).

Керновідривач типу Р26 (рис 4.109,в) виконаний з швидко знімною, що обертається обоймою з важелями, що перекривають керноприймальну порожнину після відриву керна. Така конструкція дозволяє зберігати керн при підйомі, одержаний при бурінні вельми тріщинуватих, рихлих, що розмиваються промивальною рідиною і зруйнованих вібраціями керновідбірного інструменту порід.

Керновідривач і кернотримач встановлені так, що під час бу­ріння при обертовому керноприймачі вони залишаються нерухоми­ми відносно керна.

Приведені види компоновок керновідривачів і їх модифікації успішно застосовуються з керновідбірними інструментами при бурінні різними бурильними головками.

Поряд з колонковим снарядом "Надра" використовують снаря­ди із незнімним керноприймачем типу "Силур", який призначений для відбору керна при бурінні свердловин ді­аметром 212,7мм і менше в ускладнених умовах. Конструктивно вони виконані аналогічно і використовуються з такими ж бурильними головками, як і снаряд "Надра". Снаряд "Силур" має корпус дещо меншого діаметра, ніж "Надра", що зменшує імовірність прихоплювання бурильного інст­рументу.

Для відбору керна в нестійких слабозцементованих породах ро­торним способом використовують снаряд "Кембрій". При тих же діаметрах бурильних головок, що і снаряди типу "Надра" і "Силур", колонковий снаряд "Кембрій" дозволяє відбирати керн більшого ді­аметра (діаметр керна відповідно 80 і 100мм).

Керноприймальний пристрій в нижній частині має різьбу для під’єднання бурильної головки.

---

Дата добавления: 2015-07-25