Устройство для отбора ориентированного керна

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ОРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, содержащее наружную колонковую трубу с переходником и коронкой, внутреннюю невращающуюся керноприемную трубу, связанные с керногтриемной трубой корпус с кернорвателем и датчик положения апсидальной плоскости с гидравлическим приводом, а также маркировочный механизм в виде резца, закрепленного на упругодеформируемом держателе, связанного с установленной в зазоре между наружной и керноприемной трубами подвижной и подпружиненной относительно корпуса с кернорвателем дроссельной щайбой и взаимодействующего с пружинным отклонителем, закрепленным на корпусе с кернорвателем, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации о ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика, он снабжен гидравлическим реле времени, установленным в гидравлическом приводе датчика, при этом корпус с кернорвателем выполнен с клиновым ограничи телем деформации отклонителя, размещен (Л ным ниже отклокителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

yq с1 Е 21 В 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3857125/22-03 (22) 14.02.85 (46) 30.11.86. Бюл. № 44 (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (72) Ф. А. Бобылев, О. П. Леонтьев, Э. Н. Шехтман и И. Г. Мальяков (53) 622.243.64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1087652, кл. Е 21 В 25/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1146409, кл. Е 21 В 25/16, 06.02.84. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОТБОРА

ОРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, содержащее наружную колонковую трубу с переходником и коронкой, внутреннюю невращающуюся керноприемную трубу, связанные с керноприемной трубой корпус с кернорвателем и датчик положения апсидаль„„SU„„1273501 д1 ной плоскости с гидравлическим приводом, а также маркировочный механизм в виде резца, закрепленного на упругодеформируемом держателе, связанного с установленной в зазоре между наружной и керноприемной трубами подвижной и подпружиненной относительно корпуса с кернорвателем дроссельной шайбой и взаимодействующего с пружинным отклонителем, закрепленным на корпусе с кернорвателем, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации о ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика, он снабжен гидравлическим реле времени, установленным в гидравлическом приводе да чика, при этом корпус с кернорвателем выполнен с клиновым ограничи телем деформации отклонителя, размещен ным ниже отклонителя.

1273501

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна и индикацией его положения в пространстве.

Целью изобретения является повышение . достоверности информации об ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 — расположение взаимодействующих элементов конструкции в начале нанесения метки; на фиг. 3 — то же, после нанесения резцом метки регламентированной длины; на фиг. 4 — то же, при отсутствии керна; на фиг. 5 — график зависимости давления на манометре насоса от взаимного расположения дроссельной шайбы и кольцевого выступа при наличии керна; на фиг. 6 — то же, при отсутствии керна.

Устройство содержит (фиг. 1) наружную колонковую трубу 1, связанную с переходником 2 и коронкой 3. Переходник 2 связан с буровой колонкой (не показано)

Внутри трубы расположена не вращающаяся в процессе бурения керноприемная труба 4, соединенная подшипниковым узлом 5 с переходником 2. С трубой 4 жестко связаны датчик положения апсидальной плоскости многократного действия 6, конструкция которого содержит гидравлический привод в виде размещенного в корпусе 7 подпружиненного поршня 8. Устройство снабжено гидравлическим реле времени, представляющим собой совокупность маслонаполненных полостей корпуса 7 и сильфона 9, сообщающихся между собой через дроссельное отверстие 10 в дне корпуса, и поршня 8. С трубой 4 жестко связан также и корпус кернорвателя 11 с продольной прорезью, выполненной на уровне конической расточки, причем корпус сочленяется с трубой 4 при помощи срезных шпилек 12 (например, двух). На корпусе выше продольной прорези размещена пружина сжатия 13, на которой расположены последовательно поводок 14 с тягой 15 и дроссельная шайба 16 с возможностью их продольного перемещения на корпусе. Тяга связана с расположенным в продольной прорези корпуса упругодеформируемым держателем 17 с закрепленным на нем резцом 18 (например, в виде зерна алмаза) и взаимодействует с пружинным отклонителем 19 (например, V-образной формы), жестко закрепленным в прорези на корпусе 11.

Держатель-резец, дроссельная шайба 16, подпружиненная относительно корпуса 11, и отклонитель !9 образуют маркировочный механизм.

На перемычке прорези ниже отклонителя корпус 11 выполнен с элементом 20-клиновым ограничителем деформации отклонителя с возможностью взаимодействия его скоса (например, под углом 45 ) и держателя 17. В корпусе кернорвателя расположен кернорватель 21 с возможностью перемещения. На внутренней поверхности трубы 1 закреплено кольцо 22, на таком уровне, чтобы внутри него могла пройти с небольшим зазором шайба 16 на всю высоту кольца, примерно соответствующую регламентированчой длине метки.

Устройство работает следующим образом

Во время бурения кернорватель 21 под действием входящего в него керна поднимается в верхнее предельное положение и постоянно находится в этом положении выше резца 18, который в это время не касается керна. Для нанесения метки останавливают

1 вращение и на некоторое время повышают расход промывочной жидкости до давления P под влиянием которого дроссельная шайба 16, преодолевая силу жесткости пружины 13, начинает двигаться вниз, приводя в движение поводок 14, который через тягу 15 опускает держатель 17.

Если в корпусе кернорвателя имеется столбик керна с цилиндрической поверхностью (фиг. 2), то держатель начинает отжиматься отогнутой частью отклонителя 19 и когда шайба проходит путь S,, резец соприкасается с керном, о чем сигнализирует резкий подъем давления Рд (фиг. 2, 5) на манометре насоса, так как существенно уменьшается сечение для прохода промывочной жидкости между шайбой и кольцом.

Шайба продолжает двигаться внутри кольца (участок Sz — S < на фиг. 5), а резец проводит метку на керне до тех пор, пока держатель не упирается в скос элемента 20.

Геометрия (угол и длина) отОгнутой части отклонителя 19 и взаимное расположение по высоте кольца 22, шайбы 16, отклонителя и элемента 20 выбраны такими, что резец без поломки и с необходимым усилием нанесет метку (бороздку) регламентированной длины S — S а верхний торец шайбы 16

4р не опустится ниже кольца 22, так как этому препятствует держатель, распертый (фиг. 3) между керном и скосом (с достаточно большим углом) элемента 20.

При наличии керна датчик 6 работает следующим образом.

Подъем давления до величины Р превышает силу жесткости пружины поршня 8 и он начинает медленно (из-за наличия гидравлического реле времени, т.е. перетекания масла из полости корпуса в полость сильфона через дросселирующее отверстие 10) опускаться до срабатывания механизма (не показан) датчика, регистрирующего положение апсидальной плоскости для данной метки. Оператор по постоянству величины

Р на манометре, получает информацию

55 с забоя, что за заданное время (например

30 с) нанесена метка на керне, а в датчике выполнена соответствующая ей регистрация.

127350!

7

12

16

Z2

1З

21

15

17

18

2О

Если в операции нанесения метки в корпусе кернорвателя керна нет (фиг. 4), то при повышении расхода промывочной жидкости до давления Р шайба, как и в первом случае, проходит путь S, (фнг. 6), давление достигает величины Р, но теперь шайба 16, двигаясь вниз, проходит путь S, так как держатель (из-за отсутствия керна) по скосу элемента входит внутрь корпуса 11.

Как только шайба окажется ниже кольца, увеличивается проходное отверстие, давление падает до величины Р, и пружина 13 перемещает шайбу вверх, что вновь уменьшает проходное сечение, повышение .давления заставляет шайбу опуститься и т.д.

Колебательное движение приводит и к колебаниям стрелки манометра между давлениями P и Р,.

Указанные колебания шайбы не воспринимаются поршнем датчика 8 и он практически остается в исходном положении, поскольку частота колебания шайбы 16 во много раз выше частоты перетекания жидкости из плоскости корпуса 7 в полость сильфона 9 и обратно через отверстие 10.

Таким образом, при отсутствии керна датчик автоматически блокируется и не выполняет регистрации. Оператор по колебаниям стрелки манометра от значения Р до Рз получает информацию от забоя, что метка на керн нанесена, а датчик в это время был заблокирован (что будет учтено в дальнейшем ориентированном отборе, потому что число регистраций ограничено).

После нанесения метки снижают расход промывочной жидкости, шайба и поводок под действием пружины возвращается в исходное положение, резец снова утапливается в прорези. Операция срыва керна осуществляется по обычной технологии: подъемом снаряда и заклинованием керно15 рвателя

Повышение достоверности информации об ориентации керна за счет получения информации с забоя о состоянии керна и автоматической блокировки датчика при его отсутствии позволяет сократить число спусков благодаря точному соответствию количества нанесенных меток и количества регистраций для них, что позволяет полностью использовать потенциальные возможности р прибора.

1273501

Фиг.б фиг. 5

Редактор Н. Горват

Заказ 6399!25

Составитель В. Акслер

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4