Устройство для отбора ориентированного керна

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН КЕСОИЗН

11л -ИТ < l

Тс)(@1 1Е( и%лмотИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3751879/22-03 (22) 08.06.84 (46) 23.03.86. Бюл. Ф 11 (71) Донецкий ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) А.С. Юшков и Е.А. Юшкова (53) 622.243.64 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 825883, кл. Е 21 В 25/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 924349, кл. Е 21 В 25/16, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО (ЛЯ ОТБОРА ОРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, содержащее наруж-. ную трубу с коронкой, внутреннюю керноприемную трубу с механизмом для нанесения ориентирующей метки на керн, датчик положения апсидальной плоскости с индикаторно-регистрирующей частью и механизмом нанесения

ÄÄSUÄÄ 1219780 A (51) 4 Е 21 В 25/16 метки, а также привод возвратнопоступательного движения для согласованного перемещения элементов датчика и керноприемной трубы, о т л и— ч а ю щ е е с,я тем, что, с целью повышения достоверности ориентации и уменьшения габаритов, индикаторно. регистрирующая часть выполнена в виде полого цилиндра с эксцентричным грузом, установленного на осях с возможностью свободного вращения, а механизм нанесения метки — в виде кинематически связанного реечно-храповым механизмом с приводом, возвратно-поступательного действия отметчика, наносящего метки на цилиндрическую поверхность цилиндра, при этом ,реечно-храповой механизм имеет элементы последовательного изменения хода отметчика на величину, равную шагу зубьев рейки.

1219780

Изобретение относится к горному делу, а именио к геологораэведочному колонковому бурению и предназначено для отбора ориентированного. керна в наклонных скважинах.

Цель изобретения - повышения достоверности ориентации и умейьшения габаритов, На фиг. 1 приведено устройство для отбора ориентированного керна, общий вид; на фиг, 2 — разрез по датчику апсидальной плоскости.

Устройство для отбора ориентиро-, ванного керна состоит иэ наружной колонковой трубы 1 с коронкой 2 и переходником 3, внутренней трубы 4 ,дпя приема керна, расположенной внутри трубы 1. На нижнем конце

:трубы 4 расположен механизм 5 для нанесения ориентирующей метки, выполненный, например, в виде подпружиненного резца. В верхней части трубы 4 размещен датчик 6 апсидальной плоскости и пружина 7.

Датчик 6 апсидальной плоскости содержит полый цилиндр 8 с эксцент-. ричным грузом 9, установленный на осях 10 и 11 с возможностью свободного вращения, На внутренней поверхности цилиндра 8 размещен бланк

l2 иэ металлической фольги. От смещения бланк 12 защищен ножом 13, который расположен строго в плоскости, проходящей через ось датчика 6 и центр тяжести эксцентричного груэа 9. Детали 8 — 13 образуют индикаторно-регистрирующую часть. По оси датчика апсидальной плоскости

6 размещены пружина 14 и толкатель

15, верхний конец которого проходит через уплотнение 16.

Пружины 14 и 7, а также толкатель 15 являются элементами привода возвратно."поступательного движения, обеспечивающего согласованное перемещение элементов датчика и механизма для нанесения ориентированной метки на керн.

Подпружиненная собачка 17, контактирующая с зубчатой рейкой 18, образуют реечно-храповой механизм, кинематически связывающий привод возвратно-поступательного движения с механизмом нанесения метки в ви,це отметчика 19, закрепленного упру" гой пластиной 20 на конце рейки 18.

Хвостовик 21 собачки 17 имеет закругленную форму.

Зубчатая рейка заканчивается стержнем 22, расположенным в отверстии 23. К стержню 22 прижат пружинный тормоз 24. С диаметрально противоположной зубчатой рейке 18 стороны датчика 6 размещена направляющая плоскость 25 с выемкой 26, Размер выемки соответствует высоте зубьев рейки 18, Пружинный тормоз 24 и направ-: ляющая плоскость 25 с выемкой 26 являются элементами последовательного изменения хода отметчика на величину, равную шагу зубьев рейки.

Рейка 18 и отметчик 19 расположены на одной образующей с резцом механизма 5.

Устройство для отбора ориентированного керна работает следующим образом, Бурение по породе ведется обычным способом с передачей осевой на-, грузки через переходник 3 и наружную колонковую трубу 1 на коронку

2. В зависимости от конструктивного выполнения устройства внутренняя труба 4 вращается вместе с наружной трубой 1 или остается неподвижной.

Для нанесения метки вращение останавливают, а подачу промывочной жидкости увеличивают ° 3a счет этого увеличивается перепад давления в промывочном канале верхней части внутренней трубы 4. Под давлением жидкости сжимается пружина 7, и внутренняя труба 4 смещается вниз.

Механизм 5 нанесения ориентирующей метки, входя в конусную часть коронки 2, выдвигает резец, который íà-r носит продольную метку на керн.

Одновременно под действием давления жидкости толкатель 15 смещается вниз, сжимая пружину 14 на фиксированную величину рабочего хода. Воздействуя через собачку 17 на нижний эуб рейки 18, толкатель 15 перемещает рейку 18, а вместе с ней пластину 20 и отметчик 19. Отметчик 19 входит внутрь цилиндра 8 и наносит на бланк 12 продольную царапину.

Благодаря грузу 9 и свободному расположению на осях 10 и 11 цилиндр 8 в наклонной скважине всегда расположен так, что нож 13 находится стро. го в апсидальной плоскости. Таким образом, угловое расстояние на бланке 12 между прорезью от ножа 13 и меткой, нанесенной оТМр.ò÷èêîì 19, 10

3 1 представляет собой апсидальный угол между апсидальной плоскостью и меткой на керне, нанесенной механиэ-,ы мом 5.

После уменьшения подачи промывочной жидкости до исходного значения давление падает. Пружина 7 поднимает вверх внутреннюю трубу 4, механизм

5 возвращается в исходное положение.

Одновременно пружина 14 возвращает в исходное положение толкатель 15, который проходит через уплотнение

16. При подъеме вверх толкателя 15 собачка 17 контактирует с рейкой 18, а ее хвостовик 21 - с направляющей плоскостью 35. Рейка 18 и ее стержень 22, расположенный в отверстии.

23, вместе с пластиной 20 и отметчиком 19 перемещаются вверх. Когда хвостовик 21 достигает выемки 26 собачка 17, которой до этого приходилось преодолевать трение, создаваемое тормозом 24, сжимает свою пружину и, смещаясь по наклонной плоскости зуба, выходит из зацепления с рейкой 18, которая останавливается. При дальнейшем движении вверх собачка

17 под действием пружины вновь вхо"» дит в зацепление с рейкой 18 на следующем зубе. Таким образом рейка

18 и отметчик 19 по окончании возвратного хода вверх толкателя 15 будут находиться на длину одного зуба ниже, чем в исходном положении.

После определенного технологией интервала бурения цикл повторяется.

При этом длина метки, наносимой от219780 4 метчиком 19 на бланке 12, каждый раз будет длийее на длину одного шага между зубями рейки 18. Это позволяет после окончания бурения

5 и подъема керна определить положение каждой метки на керне относительно апсидальной плоскости по извлеченному из датчика апсидальной плоскости 6 бланку 12..

1р Использование предлагаемого уст-.> ройства для отбора ориентирдванного керна по сравнению с известным обес" печивает увеличение в несколько раз степени многократности действия, так как число зубьев храпового механизма и длина цилиндра практически ничем не ограничены и абсолютно не зависят от диаметра датчика; повышение надежности работы ..эа счет устройства в условиях малых габари.I тов применения деталей достаточной прочности и существенного упрощения кднструкции в целом; ! точности определения положения апсидальной плоскости за счет примене-.

1 ния более чувствительной системы в виде цилиндрического отвеса и информативности кернового материалаза счет увеличения степени многократности нанесения меток.

Эскизная проработка конструкции показала, что ее элементы свободно размещаются в габаритах для скважин диаметром 36 мм, что исчерпывает практически применяемый в настоящее время диапазон диаметров алмазного бурения.

) 219780

Уб

2б

Ppz 1

4Ъг2

ВНИИПИ Заказ 1304/43 Тираж 548 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4