Устройство для отбора керна

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()863837

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЗТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22)Заявлено 11.11.79 (2т) 2836936/22-03 с присоединениеее заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.81. Бкмл«тень М 34

Дата опубликования описания 18.09.81 (51)М. Кл.

Е 21 В 25/OO

1ооударотвеииый коиитет ио делан изобретеиий и открытий (53) УДК622, ° 243.64 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. Ф. Николаев и Г. П. Миронов

l

Горьковский политехнический институт им. А. A. Жданова (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА КЕРНА

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам, предназначенным для отбора керна.

Известно буровое устройство, в котором подреэка керна осуществляется грейS ферным механизмом с механическим приводом (1.(.

Недостатком этого устройства является необходимость в применении спецт.аль» ного привода.

Известно также устройство дпя отбора керна, включающее трубчатый корпус с наружной шнековой спиралью и резцами(2.(.

Недостатком этого устройства является получение ломаного керна без его подрезки.

Цель изобретения — повышение эффек- . тивности подреэки керна.

Поставленная цель достигается тем, что каждый из резцов подпружинен и ус"тановлен шарнирно с возможностью поворота в сторону вертикальной оси корпуса, при этом в корпусе . выполнены гнезда, а каждый из резцов имеет уступ, установленный с воэможностью размещения в гнезде.

На фиг. 1 схематически изображена рабочая часть бура, общий вид; на фиг. 2резец и способ его фиксации в начальном и конечном положениях; на фиг. 3 — положение резца после подрезка керна перед отрывом его от грунта; на фиг. 4 - процесс подгибания резца при подреэке керна.

Устройство состоит иэ трубчатого корпуса 1, в нижней части которого установлены резцы 2, которые крепятся в цапфе

3 корпуса на осях 4.

На наружной поверхности трубчатого корпуса по винтовой линии закреплены лопасти 5,которые в своей нижней части расположены в соответствии с окнами 6 в теле резцов 2. Окна служат для пропуска разработанного грунта на винтовую лопасть, которая транспортирует его на дневную поверхность.

Ось 4 резца 2 фиксируется пружиной 7 и штифтом 8, а сам резец снабжен сменной твердосплавной пластиной 9.

863837

Резец 2 снабжен зубом 10, а на корпусе 1 выполнены фиксирующие гнезда 11.

Устройство работает следующим образол4.

Перед началом кольцевого бурения вручную взводят резцы в рабочее положение.

При этом (фиг. 1 и 2) резец, преодолев усилие пружины 7, зубом 10 заходит в гнездо 1 1 (фиг. 2, положение в) . Установив„все три резца в рабочее положение, 10 начинают процесс кольцевого бурения.

В процессе бурения каждый резец находится под воздействием двух сил, а именно силы сопротивления резанию, которая стремится прижать фиксирующий зуб

10 к гнезду 11, и сила бокового давления на резец, направленная к оси бура.

Сила бокового давления возникает вследствие наличия среза резца под углом о(, и гасится противодействием зуба 10.

Йостигнув необходимой глубины бурения, приступают к операции автоматической подрезки керна. Для этого останавливают бур и, не выключая продольной подачи, изменяют направление вращения бура на обратное.

При этом сила резания пропадает.

На время реверса происходит рение резца .о грунт, в результате чего возникает сила трения, приложенная к оси цапф резца и направленная в сторону пружины фиксации 7. зо

При возрастании силы трения более величины упругости пружины 7 происходит смещение резца вдоль оси 4 и выход зуба 10 из гнезда 11.

Так как резец постоянно (независимо от направления вращения) находится под воздействием силы бокового давления, стремяшейся сдвинуть его в сторону оси бура, то зуб 10, освобожденный из гнезда

11, уще не в состоянии самопроизвольно занять покинутое место в гнезде, а резец не может занять положение в, которое было у него в процессе бурения.

В силу этого зуб 10 упирается на торцовую поверхность цапфы 3 между поло- 45 жениями в и г (cM. фиг. 2) .

При этом высвобожденные от фиксации резцы производят подрезку основания керна цо сложной образующей тела вращения (см. фиг. 3 и фиг. 4).

В течение процесса подрезки основания керна бур углубляется дополнительно на величину А, приблизительно равную потере длины керна при подрезке (см.фиг. 4).

Для фиксации резцов в конечном положении при подрезке керна выполнены вторые гнезда (см. фиг. 2 положение г), в

K070pbK самопроизвольно под действием силы резания и пружины 7 заходят зубья

10 резцов.

При отрыве керна от монолита необходимо преодолеть усилие сцепления керна по плоскости В (см. фиг. 4).

Освобождение поднятого на поверхность керна иэ трубы бура производится легким ударом молотка по тыльной стороне резцов или по выступающему из цапфы 3 концу оси 4.

При освобождении керна от поддержива- ющих его резцов происходит ик автомати ческий взвод для следующего ко ьцевого бурения.

При кольцевом бурении новой скважины не требуется взводить резцы„

Процесс по всей технологии бурения, подрезки керна и его отрыва от монолита протекает в автоматическом режиме

Формула изобретения

Устройство для отбора керна, включающее трубчатый корпус с наружной шнековой спиралью и резцами, î т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности подрезки керна, каждый из резцов подпружинен и установлен шарнирно с возможностью поворота в сторону верти.кальной оси корпуса, при этом в корпусе выполнены гнезда, а каждый из резцов имеет уступ, установленный с возможностью размещения в гнезде.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское .свидетельство СССР

N 620535, кл. Е 21 В 25/00, 1974.

2. Патент ФРГ М; 804314, кл. 5в, 20, опублик. 1951 (прототип).