Рычажковый кернорватель

 

Использование: захват и извлечение керна при бурении скважин. Сущность изобретения: длинные рычажки размещены выше коротких рычажков. Расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R окружности, образованной концами рычажков при их максимальном раскрытии, и разницы длин длинного D и короткого K рычажков: L = R - (D - K). 4 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а конкретно - к устройствам для захвата и извлечения керна.

Известен рычажковый кернорватель, содержащий обойму и расположенные в окнах обоймы короткие и длинные рычажки с режущими кромками, в котором короткие рычажки установлены на одной половине окружности обоймы, а длинные - на другой.

Создание в керне при его отрыве изгибающих напряжений вследствие приложения усилий к керну с двух сторон на разных уровнях достигается не в полной мере вследствие малой разницы высот, приложения усилий от коротких и от длинных рычажков. Эта разница равна разнице длин короткого и длинного рычажков. В современных рычажковых кернорвателях эта разница невелика. В результате разница уровней приложения усилий не превышает величины, составляющей по большей мере 12-15% от диаметра керна.

Цель изобретения - повышение надежности работы кернорвателя и увеличение выхода керна вследствие повышения величины изгибающих керн усилий при его отрыве за счет приложения усилий на высотах, расстояние между которыми превышает радиус керна.

Поставленная цель достигается тем, что в рычажковом кернорвателе короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях. Длинные рычажки размещены выше коротких, расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и короткого К рычажков: L=R-(D-K).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается тем, что короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях, а также тем, что длинные рычажки размещены выше коротких и расстояние L между центрами их поворота равна, по меньшей мере, величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и короткого К рычажков: L=R-(D-K). Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими известными решениями в данной области техники, не выявило в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях, приводит к тому, что при движении кернорвателя вверх для отрыва керна все короткие рычажки передают усилие на керн с одной стороны на одном уровне, а все длинные - с другой стороны и на другом уровне выше, чем у известного кернорвателя. В результате увеличена величина действующего на керн изгибающего момента, керн ломается, подхватывается рычажками и выносится на поверхность. Выход керна у такого кернорвателя выше, чем у известного.

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что длинные рычажки размещены выше коротких и расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и короткого К рычажков: L=R-(D-K), определяет рациональные конструктивные характеристики и соотношения кернорвателя. Расположение длинных рычажков над короткими, а не наоборот, позволяет получать большую разницу уровня приложения нагрузок при меньшей разнице уровней размещения рычажков. Разница уровней приложения нагрузок, чтобы керн гарантированно ломался под действием изгибающих нагрузок, должна быть не меньше величины радиуса керна. Это достигается тем, что длинные рычажки размещены выше кротких и расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и которого K рычажков: L=R-(D-K).

На фиг. 1 показан кернорватель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кернорватель в момент начала отрыва керна; на фиг. 4 - расчетная схема.

Кернорватель содержит обойму 1, в окнах 2 и 3 которой размещены короткие 4 и длинные 5 рычажки с поворотными валиками 6, приводимые в горизонтальное положение пружинками 7. Рычажки 4 и 5 c пружинками 7 заперты в обойме 1 кольцом 8. Валики 6 длинных рычажков 5 расположены выше валиков 6 коротких рычажков 5 на величину L=R-(D-K), благодаря чему длинные 5 рычажки прилегают к керну выше коротких 4 рычажков на величину, равную по меньшей мере радиусу R керна.

Для проектирования предлагаемого рычажкового кернорвателя рассмотрим расчетную схему. Чтобы с уверенностью сломать керн, надо приложить нагрузку на уровнях, по меньшей мере отстоящих на расстояние, равное величине радиуса керна. Если не вносить поправки, связанные с наклонным положением рычажков, а влияние их значений несущественно, то сумма величины L, определяющей разницу уровней размещения валиков коротких и длинных рычажков, и длины длинного рычажка D должна быть равна сумме длины короткого рычажка К и радиуса керна R: L+D=K+R, откуда L=K+R-D или L=R-(D-K).

При эксплуатации кернорвателя за счет передачи усилия от рычажков на керн на разной высоте, при подъеме кернорвателя и врезании рычажков в керн создается значительный момент, изгибающий керн и приводящий к его слому. Благодаря этому удается отобрать керн из самых крепких пород, в которые рычажки внедриться не могут, например в джеспилитах.

По предлагаемому техническому решению разработан кернорватель Р32-80.

Технические преимущества предлагаемого кернорвателя - увеличение надежности его работы и повышение выхода керна. Общественно-полезное преимущество предлагаемого технического решения - сокращение сроков разведки и освоения новых месторождений.

Формула изобретения

РЫЧАЖКОВЫЙ КЕРНОРВАТЕЛЬ, содержащий обойму с окнами и размещенные на одной половине окружности обоймы короткие рычажки, а на другой - дллинные рычажки с режущими кромками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы и увеличения выхода керна за счет повышения величины изгибающих керн усилий при его отрыве в результате приложения усилий на высотах, расстояние между которыми превышает радиус керна, короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях, при этом длинные рычажки размещены выше коротких и расстояние L между центрами их поворота по высоте равно по меньшей мере величине внутреннего радиуса R обоймы за вычетом разности длин D и K длинного и короткого рычажков соответственно: L = R - (D - K).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности - к устройствам для отрыва и удержания керна - кернователям

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для отрыва и удержания керна - кернорвателям

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам для срыва и удержания керна при бурении, Целью изобретения является повышение надежности

Изобретение относится к горному делу и предназначено для удержания керна при бурении

Изобретение относится к горному делу, к средствам для захвата и удержания керна при бурении

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для отрыва и удержания керна, представленного породами с низкой прочностной характеристикой и перемежающейся твердостью

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано как устройство для захватывания, отрыва и удержания керна в керноприемной трубе

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для бурения разведочных скважин со съемными керноприемниками без подъема бурильных труб

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для отделения и удержания керна, сформированного при бурении скважин

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано как устройство для захватывания, отрыва и удержания керна в керноприемной трубе при бурении вертикальных, наклонных, горизонтальных скважин

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для забора проб грунта, например замерзших кусков льда и т.п., и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел. Грунтозаборное устройство содержит буровую установку с системой управления и пенетратором, закрепленную на космическом посадочном модуле. На пенетраторе закреплены термоизолированные контейнеры для забора образцов грунта. Буровая установка оснащена датчиком температуры наконечника пенетратора, соединенным с системой управления буровой установкой. Изобретение позволяет повысить качество полученных образцов грунта. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для забора проб грунта, например замерзших кусков льда и т.п., и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел. Ультразвуковое грунтозаборное устройство предназначено для сверления грунта на глубины до 2-х метров со скоростью до 20 мм/мин с целью забора образцов без изменения состава за один проход. Грунтозаборное устройство состоит из ультразвуковой колебательной системы с рабочим инструментом, ультразвукового генератора и системы управления. Ультразвуковой генератор и система управления закреплены на космическом посадочном модуле. На волноводе ультразвуковой колебательной системы установлен каркас, на котором закреплены термоизолированные контейнеры для забора образцов грунта с поворотным механизмом открытия/закрытия, термоаккумуляторы и пассивная система термостабилизации. Ультразвуковая колебательная система оснащена датчиком температуры грунтозаборных контейнеров, соединенным с системой управления грунтозаборного устройства. Выбор размеров каждого последующего элемента ультразвуковой колебательной системы осуществляется из условия обеспечения соответствия с резонансной частотой пьезоэлектрического преобразователя. Изобретение способно обеспечить забор образцов грунта без термического разрушения и испарения летучих компонентов. 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин с отбором керна, а именно к устройствам для отрыва и удержания керна при разборке керноотборного снаряда. Устройство для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда включает верхний обжимной хомут с рукоятками и нижнюю часть. Причем верхний обжимной хомут состоит из звеньев, соединенных между собой шарнирно. Обжимной хомут закрепляется на керноприемной трубе с помощью верхнего винта-стяжки и гайки. Нижняя часть устройства выполнена в виде стягивающегося на поверхности керна нижним винтом-стяжкой и гайкой нижнего обжимного хомута. Нижний обжимной хомут состоит из имеющих спрофилированную внутреннюю поверхность звеньев, соединенных между собой шарнирно. На боковой поверхности звеньев выполнены отверстия с установленными в них винтами-керноломателями. Нижний обжимной хомут соединен с верхним. При разборке многосекционного снаряда и разъединении керноприемной трубы керн разделяется при помощи стягивания винтов-керноломателей. После разделения керна винты докручивают до упора, и они выполняют функцию удержания керна в верхней трубе. Затем докручивают нижнюю стяжную гайку, и керн окончательно фиксируется во внутренней спрофилированной поверхности звеньев нижнего обжимного хомута. Применение данного устройства позволяет значительно упростить процесс разборки керноотборного снаряда. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к горному делу, а именно к устройствам для получения и извлечения керна. Технический результат заключается в повышении надежности, безопасности работы и снижении трудоемкости использования. Секционный керноприемник содержит узел подвески в верхней части, узел отделения керна в нижней части и трубные секции. Узел отделения керна содержит корпус и гильзу, соединенную с верхней частью корпуса. В корпусе размещен комплект кернорвателей. Трубные секции оснащены гильзами в верхней части и соединены между собой и узлом отделения керна байонетными соединениями. Каждое байонетное соединение содержит стопор, две бобышки и два фигурных паза, взаимодействующих с бобышками. Стопор фиксирует байонетное соединение в закрытом положении. Обе бобышки выполнены в виде прямоугольных выступов на проточке в нижней части секции. Фигурные пазы выполнены в стенке гильзы от ее верхнего торца. Каждый фигурный паз включает сквозной горизонтальный элемент, к которому под прямым углом с одной стороны примыкает вертикальный элемент, а с другой стороны - дополнительный сквозной вертикальный элемент. Вертикальный элемент выполнен в виде углубления на внутренней поверхности стенки гильзы. В рабочем положении байонетного соединения каждая из двух бобышек взаимодействует с одним из двух дополнительных сквозных вертикальных пазов. От верхнего торца гильзы выполнена вниз расточка, а на верхнем торце - две канавки. Стопор выполнен в виде разрезного кольца из упругодеформируемого материала. Стопор установлен между уступом проточки в нижней части секции и верхним торцом гильзы. На нижнем торце стопора выполнены три выступа, взаимодействующие с расточкой гильзы. Устройство содержит захват секции в виде патрубка. В нижней части захвата выполнена проточка с двумя бобышками для соединения с гильзой секции. Верхняя часть захвата содержит элементы соединения с грузоподъемным механизмом. Устройство для разрезания и удерживания керна при разборке секционного керноприемника содержит верхний и нижний хомуты и узел разрезания и удерживания керна, расположенный между хомутами. Хомуты состоят из шарнирно соединенных между собой корпусов и створок, фиксируемых в закрытом положении съемными пальцами. Верхний хомут взаимодействует с нижней частью отделяемой секции керноприемника. Нижний хомут взаимодействует с верхней частью нижерасположенной неподвижной секции керноприемника. В корпусе верхнего хомута выполнены два паза, взаимодействующие с бобышками, расположенными на проточке в нижней части отделяемой секции. Узел разрезания и удерживания керна состоит из шарнирно соединенных корпуса и створки. Корпус жестко соединен с корпусами хомутов. В створке закреплен пластинчатый нож, в одной плоскости с которым в корпусе закреплен дугообразный нож. В закрытом положении узла разрезания и удерживания керна обеспечивается смыкание ножей и перекрытие проходного отверстия. Корпус и створка в закрытом положении зафиксированы съемным винтовым соединением. При перемещении из открытого в закрытое положение корпус и створка узла разрезания и удерживания керна взаимодействуют со съемным приводным механизмом. Приводной механизм выполнен в виде шпильки с гайками и штурвалами. На концах шпильки выполнена левая и правая резьба. 2 н.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх