Устройство для отбора многократноориентированного керна

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА МНОГОКРАТНООРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, СОдер кащее наружную колонковую трубу с переходником, коронку с конической расточкой, стопорящий узел, внутреннюю продольно подвижную невращающуюся керноприемную трубу с датчиком положения апсидальной плоскости и fefC iv «,.« I .:х; цанговым кернорвателем, а также маркировочный механизм в виде поршня, связанного с керноприемной трубой и закрепленного на ней упругодеформируемым держателем резца, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности ориентирования керна, оно снабжено копиром в виде втулки с внутренней профилированной поверхностью, имеющей верхний участок с конусностью, совпадающей по направлению с конусностью конической расточки, средний - цилиндрический и нижний - с конусностью равной по величине, но противоположной по направлению конусности конической расточки , при этом копир размещен над Ф конической расточкой, а держатель (Л имеет опорный выступ для взаимодействия с копиром на пути перемещен.ия по профильной поверхности копира.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1(51) Е 21 В 25/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3578435/22-03 (22) 16.04.83 46) 23.04.84 Бюл. )) 15 (72) Ф.A.Áoáûëåâ, Э.Н.Шехтман, И.Г.Мальяков и A.ß.Aíèùåíêî (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (53) 622.243.64(088.8) (56) 1. Патент Франции Ф 1389932, кл. Е 21 В, опублик. 1964.

2. Авторское свидетельство СССР . по заявке )) 3456638/22-03, кл. Е 21 В 25/16, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА МНОГОКРАТНООРИЕНТНРОВАННОГО KEPHA, содер)кащее наружную колонковую трубу с переходником, коронку с конической расточкой, стопорящий узел, внутреннюю продольно подвижную невращающуюся керноприемную трубу с датчиком положения апсидальной плоскости и цанговым кернорвателем, а также маркировочный механизм в виде поршня, связанного с керноприемной трубой и закрепленного на ней упругодеформируемым держателем резца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности ориентирования керна, оно снабжено копиром в виде втулки с внутренней профилированной поверхностью, имеющей верхний участок с конусностью, совпадающей по направлению с конусностью конической расточки, средний — цилиндрический и нижний — с конусностью равной по величине, но противоположной по направлению конусности конической расточки,при этом копир размещен над конической расточкой, а держатель имеет опорный выступ для взаимодействия с копирсм на пути перемещения по профильной поверхности копира.

1087652

15

Изобретение относится к горному делу, к средстнам для áóрения с отбором керна и индикацией его положения пространстве.

Известны устройства для отбора многократноориентированного керна, содержащее наружную колонковую трубу и невращающуюся керноприемную трубу с резцами, радиально установленными на внутренней поверхности ее нижнего конца. В процессе бурения керн находится н flocTQRH»oM контакте с резцами, которые оставляют на нем непрерывные бороздики, одна из которых является маркировочной (11 .

К недостаткам устройств подобного типа следует отнести возможность разрушения керна при бурении трещиноватых пород, а также возможность поломки резцов при бурении твердых пород.

Наиболее близким к изобретению яв-20 ляется устройство для отбора много кратноориентированного керна, содержащее наружную колонковую трубу с переходником, коронку с конической расточкой; стопорящий узел, внутреннюю продольно подвижную невращающуюся керноприемную трубу с датчиком положения апсидальной плоскости и цанговым кернорвателем, а также маркировочный механизм в виде поршня, связанного с .керноприемной трубой и .закрепленного на ней упругодеформируемым держатегем резца (2 . однако в связи с тем, что диаметр керна (из-за подработки коронки) и его твердость От рейса к рейсу могут З5 изменяться, то соо ветственно может изменяться и глубина внедрения резца в ке н при контактированин кернорваТ :ЛЯ С КОНИЧЕОКОй " ЭС " ббЧКОй ROPGHKH

Нри этом могу " возник-i *Tz следующие 40 случаи.* либо сила сопротивления, возникающая при перемещении резва;1ре.б высит его прочность и он может сломатбься (ВерсятиОсть этого возрастает и би мнОгократном нанесении меток Д5

= à рейс, либо длина метки станет столь малой, что ебэ трудно будет отличить от царапины естестненного проИСХОЖДЕННЯ.

Нсе это по»ижает надежность ориен-50 тации керна.

Цель изобретения — повышение надежности ориентирования керна.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для отбора многократ55 ноориентированного керна, содержащее наружную колонковую трубу а переходником, коронку с конической расточкой, стопорящий узел, внутреннюю продольно подвижную невращающуюся 60 ,керноприемную трубу с датчиком положения апсидальной плоскости и цанговый кернорватель, а также маркировочный механизм в виде поршня, связанного с керноприемной трубой и закрепленного на ней. упругодеформируемым держателем резца, снабжено копиром в виде втулки с внутренней профилированной поверхностью, имеющей верхний участок с конусностью, совпадающей по направлению с конусностью конической расточки, средний — цилиндрический и нижний — с конусностью равной по величине, но противоположной по направлению конус»ости конической расточки, при этом копир размещен над конической расточкой, а держатель имеет опорный выступ для взаимодействия с копиром на пути перемещения по профильной понерхности копира.

Наличие копира с профилированной поверхностью, имеющей конические и цилиндрический участки, обеспечивает нанесение маркирующей риски регла-. ментированной длины, при этом направление конусности нижнего участка и опорный выступ на держателе предотвращают поломки резца и лимитируют нагрузку при изгибе держателя.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид, реэрез; на фиг. 2 — положение кернорвателя и маркировочного механизма нри выходе опорного выступа на цилиндрический участок копира, разрез; на фиг. 3 - положение кернорвателя и маркировочного механизма после прохождения цилиндрического участка; на фиг. 4 — положение кернорнателя и маркировочного механизма после прохождения копиром нижнего участка," на фиг. 5 — график зависимости усилия внедрения резца в керн

От пройденного пути по участкам профильной поверхности (штриховая линиятот же график для прототипа) .

Устройство содержит внутренюю иевращающуюся в процессе бурения керноприемную трубу 1, которая может перемещаться возвратно-поступательно Относительно наружной колонковой трубы 2 с коронкой 3, имеющей над матрицей коническую расточку, С тру бой 1 жестко связаны датчик положения апсидальной плоскости многократного действия 4 н цангоный кер»орватель 5, в одной из прорезей которого установлен маркировочный механизм

6, состоящий иэ упругого держателя 7 (например, н виде плоской пружины), жестко закрепленного »а трубе 1 и оснащенного резцом 8 (например, в виде зерна алмаза) и — выше него опорным выступом 9, имеющим воэможность контактирования с копиром 10, помещенным выше конической расточки.

Верхняя внутренняя часть 11 копира имеет конусность, совпадающую по направлению с конусностью расточки коронки, средняя 12 — вертикальна, а нижняя 13 имеет конус»ость, равную по величине, но противоположную по

3 1087б52 4 направлению конусности расточки. Тру-., ба 1 соединена подшипниковых узлом

14 с подпружиненным поршнем 15, который, в свою очередь, соединен подвиж- но в аксиальном направлении с пере.ходником 16, последний жестко связан 5 с бурильной колонной (не показана) .

Пружину поршня поджимает гайка, над которой расположен стопорящий узел

17 в виде инерционного диска.

Устройство работает следующим об- )0 разом.

Во время бурения труба 1 .находится в предельном верхнем положении, кернорватель 5 и резец 8 не касаются керна, а упор 9 не контактиРует с копиром. дЛя нанесения метки останавливают вращение и повышают расход промывочной жидкости, под давлением которой поршень 15 перемещает трубу

1 вниз. При этом упор 9 еще до захода кернорвателя в коническую расточку коронки входит в контакт с верхней внутренней частью 11 копира, перемещается по ней и к моменту выхода на вертикальный участок 12 отжимает упругий держатель 7 до касания рез.цом 8 керна (фиг. 2) . Причем конусность участка 11 и жесткость держателя (в том числе, на плече резец— выступ) выбраны такими, что, во-первых, резец всегда касается керна З0 (при допускаемых отклонениях его диаметра из-за изношенности коронки}, во-вторых, усилие прижатия резца к керну заведомо не превосходит опре- деленной величины фиг. 5), могущей сломать резец.

При дальнейшем перемещении выступ

9 скользит по вертикальной части 12 копира, а резец проводит на керне метку с усилием прижатия, достигну- 40 тым на участке 11. В конце участка

12 кернорватель касается конической расточки коронки. Теперь гри дальнейшем ходе трубы кернорватель начинает прижиматься к керну, вместе с ним прижимается и держатель 7. Но усилие прижатия резца к керну остается прежним .(фиг. 5), так как выступ 9 начинает скользить по участку 13, имеющему конусность, равную по величине, но обратную по направлению конусности коронки, т,е, насколько сжимается кернорватель, настолько же отходит в его прорези держатель с резцом 8, поэтому глубина погружения последнего в керн остается постоянной. На фиг. 5.штриховой линией показано для сравнения, как увеличивается усилие прижатия в прототипе, не имеющем копира (здесь же видно, кроме того, что длина метки в предлагаемом изобретении больше и величина ее постоянна).

В предельном нижнем положении (фиг. 4) керн полностью обжат цанговым кернорвателем, а резец отошел на толщину прорези к конической поверхности расточки.

После нанесения метки снижают расход промывочной жидкости, и труба 1 под действием пружины поршня 15 вращается в исходное положение. При этом резец и упор маркировочного механизма проходят путь,"обратный описанному.

Аналогичный цикл нанесения метки повторяется столько pa=, сколько иеток нужно нанести.

Предохранение резца маркировочно-го механизма от поломки и надежное различие ориентированных меток на боковой поверхности керна позволит повысить ресурс керноориентатора, а также сократить число дорогостояющих спуско-подъемных операций (в среднеи

25 руб. каждая) на отбор ориентированного керна, что, в конечно;.< счете, повысит производит -JlbhocTL бурения.

1087652 фиг. Г 8 ПИ заказ 2б04/28 Тираж 5б4 Подписное

Филиал ППП "Патен " г Ужгород ул Проектная 4