RU2253006C1 - Drilling body for extracting directed core - Google Patents

Drilling body for extracting directed core Download PDF

Info

Publication number
RU2253006C1
RU2253006C1 RU2003138107/03A RU2003138107A RU2253006C1 RU 2253006 C1 RU2253006 C1 RU 2253006C1 RU 2003138107/03 A RU2003138107/03 A RU 2003138107/03A RU 2003138107 A RU2003138107 A RU 2003138107A RU 2253006 C1 RU2253006 C1 RU 2253006C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
pipe
balls
tube
density
Prior art date
Application number
RU2003138107/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.М. Журавлев (RU)
Д.М. Журавлев
бчиков С.Я. Р (RU)
С.Я. Рябчиков
В.А. Дельва (RU)
В.А. Дельва
Original Assignee
Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский политехнический университет filed Critical Томский политехнический университет
Priority to RU2003138107/03A priority Critical patent/RU2253006C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253006C1 publication Critical patent/RU2253006C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

FIELD: geophysics.
SUBSTANCE: device has column pipe with branch pipe, drilling crown with core extractor and directing device. Core-directing device is made of flexibly deformed pipe in form of closed ring, free ends of which are connected by sliding collar. Ring-shaped pipe is mounted in ring-shaped recess, made along inner surface of upper portion of core-extractor and is filled with non-aggressive liquid with low viscosity. Inside the pipe two balls are freely positioned. Balls are made of hard material. On of balls has density greater than density of liquid in the pipe, and other one has, on the contrary, lesser density. During directing process first ball sinks, and second one floats. This feature allows better precision during when positioning core in special plane.
EFFECT: simplified construction, higher reliability, higher trustworthiness.
3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для получения и извлечения ненарушенного ориентированного керна и может найти применение при проходке скважин колонковым способом в твердых горных породах.The present invention relates to devices for producing and retrieving undisturbed oriented core and may find application in the sinking of wells by the core method in solid rocks.

Известно устройство для извлечения ориентированного керна (А.С. №75970 МПК Е 21 В 47/02 БИ №32 - 1980 г.). Устройство содержит колонковый снаряд, коронку, подвижный в продольном направлении кернорватель и ориентатор. При этом ориентатор выполнен в виде взаимодействующих друг с другом колец из пластического материала, пружины и подвижной втулки и расположен под кернорвателем с возможностью взаимодействия с ним.A device is known for the extraction of oriented core (AS No. 75970 IPC E 21 V 47/02 BI No. 32 - 1980). The device comprises a core projectile, a crown, a longitudinally movable core breaker and an orientator. In this case, the orientator is made in the form of rings interacting with each other from plastic material, a spring and a movable sleeve and is located under the core cutter with the possibility of interaction with it.

Недостаток устройства по А.С. №759709 - высокая вероятность ошибки в определении положения апсидальной плоскости скважины.The disadvantage of the device according to A.S. No. 759709 - a high probability of error in determining the position of the apsidal well plane.

Известно также устройство для отбора ориентированного керна (А.С. №883121, МПК Е 21 В 25/16, БИ №43 - 1981 г.). Устройство содержит наружную трубу с переходником и коронкой, внутреннюю керноприемную трубу, связанный с керноприемной трубой механизм для нанесения метки на керн, а также датчик положения апсидальной плоскости с механизмом для многократного нанесения метки и зажимом маркирующего элемента в зазоре между пластиной из мягкого металла и подвижной пятой на подпружиненном штоке. При этом маркирующий элемент выполнен в виде группы шариков разного диаметра, шток имеет нагнетательный канал для перемещения шариков в зазоре зажима, а пята зажима и пластина из мягкого металла расположены внутри керноприемной трубы, которая подпружинена с возможностью продольного перемещения относительно наружной трубы.A device is also known for the selection of oriented core (AS No. 883121, IPC E 21 B 25/16, BI No. 43 - 1981). The device comprises an outer pipe with an adapter and a crown, an internal core collection pipe, a mechanism for marking the core connected to the core collection pipe, and an apsidal plane position sensor with a multiple marking mechanism and a clamping element in the gap between the soft metal plate and the movable heel on a spring loaded stock. In this case, the marking element is made in the form of a group of balls of different diameters, the rod has an injection channel for moving the balls in the clamp gap, and the heel of the clamp and the soft metal plate are located inside the core-receiving pipe, which is spring-loaded with the possibility of longitudinal movement relative to the outer pipe.

Недостаток устройства по А.С. №883321 заключается в сложности его конструкции.The disadvantage of the device according to A.S. No. 883321 is the complexity of its design.

Известен также керноориентатор для отбора ориентированного керна из геологоразведочных скважин (А.С. №1257162, МПК Е 21 В 25/16, БИ №34 - прототип). Керноориентатор состоит из колонковой трубы с буровой и коронкой и переходником, датчика-ориентатора, кернорвателя с корпусом-обоймой и керноориентирующего устройства. Керноориентирующее устройство состоит из маркирующего резца, закрепленного на корпусе-обойме, и индентора, установленного в буровой коронке и скрытого в отверстиях кожуха в виде кольца, выполненного из упругодеформируемого материала, на котором размещена сменная шайба из пластично-деформируемого материала.A well-known core orientator for the selection of oriented core from exploration wells (AS No. 1257162, IPC E 21 25/16, BI No. 34 - prototype). The core orientator consists of a core pipe with a drill and a crown and an adapter, an orienting sensor, a core explorer with a casing, and a core orienting device. The core-orienting device consists of a marking cutter mounted on the casing and an indenter installed in the drill bit and hidden in the holes of the casing in the form of a ring made of elastically deformable material, on which a replaceable washer from plastic-deformable material is placed.

Керноориентатор по А.С. №1257162 имеет следующие недостатки:Core orientator according to A.S. No. 1257162 has the following disadvantages:

сложность конструкции, возможность ошибки в определении апсидальной плоскости скважины вследствие возможного поворота коронки на некоторый угол при натяжении бурового снаряда в процессе заклинки и отрыва керна от забоя.the complexity of the design, the possibility of errors in determining the apsidal plane of the well due to the possible rotation of the crown at a certain angle when the drill is pulled during the process of interlocking and detaching the core from the bottom.

Поставленная задача: повысить точность измерения апсидальной плоскости скважины и надежность работы бурового снаряда с керноориентирующим устройством.The task: to increase the accuracy of measuring the apsidal plane of the well and the reliability of the drill with a core-orienting device.

3адача решена следующим образом. Буровой снаряд для отбора - ориентированного керна состоит из колонковой трубы с переходником, буровой коронки с кернорвателем и керноориентирующим устройством. По внутренней поверхности верхней части кернорвателя выполнена круговая проточка, в которой размещено керноориентирующее устройство. Для размещения и крепления кольцевой трубки устройства верхний торец кернорвателя разрезан на секторы перпендикулярно круговой проточке. Устройство изготовлено из пластично-деформируемой трубки в виде кольца, свободные концы которой соединены муфтой. Один конец трубки жестко закреплен в муфте, а второй способен перемещаться внутри муфты на величину изменения зазора продольного разреза кернорвателя. Трубка заполнена нейтральной маловязкой жидкостью, куда свободно помещены два твердых шарика одинакового объема, но с различной плотностью, так чтобы один из шариков тонул в жидкости, а второй - всплывал.The 3 problem is solved as follows. Drill for selection - oriented core consists of a core pipe with an adapter, a drill bit with a core cutter and a core-orienting device. A circular groove is made on the inner surface of the upper part of the core core, in which the core-orienting device is placed. To place and fasten the annular tube of the device, the top end of the core core cutter is cut into sectors perpendicular to the circular groove. The device is made of a plastic deformable tube in the form of a ring, the free ends of which are connected by a sleeve. One end of the tube is rigidly fixed in the sleeve, and the second is able to move inside the sleeve by the amount of change in the gap of the longitudinal section of the core breaker. The tube is filled with a neutral, low-viscosity liquid, into which two solid balls of the same volume are freely placed, but with different densities, so that one of the balls drowns in the liquid and the second floats.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

- на фиг.1 - общий вид снаряда в осевом разрезе;- figure 1 is a General view of the projectile in axial section;

- на фиг.2 - кернорватель с керноориентирующим устройством (вид сверху);- figure 2 - core drill with a core-orienting device (top view);

- на фиг.3 - кернорватель с керноориентирующим устройством по разрезу А-А.- figure 3 is a core breaker with a core-orienting device along section AA.

Буровой снаряд для отбора ориентированного керна состоит из колонковой трубы 1, буровой коронки 2, переходника 3, размещенного, например, в буровой коронке кернорвателя 4 (фиг.1). На внутренней поверхности кернорвателя у верхнего утолщенного торца выполнен круговой паз 5, куда вставлено керноориентирующее устройство, представляющее собой тонкостенную трубку 6 из пластично-деформируемого материала, например алюминия (фиг.2, 3). Трубка изогнута в виде кольца, концы которой соединены муфтой 7 таким образом, чтобы один конец трубки был зажат жестко в муфте, а второй (не показано) мог свободно перемещаться, позволяя несколько изменять диаметр кольца из трубки вместе с изменением диаметра кернорвателя за счет его продольного разреза 8 при заклинке керна 9. Верхний торец кернорвателя разрезан на секторы 10 до нижней части кругового паза 5. Образованные стенки 11 секторов 10 вокруг паза обладают пружинящими свойствами и позволяют вставлять и фиксировать трубку 6 в круговом пазу 5.A drill for selecting an oriented core consists of a core pipe 1, a drill bit 2, an adapter 3, located, for example, in a drill core 4 (Fig. 1). On the inner surface of the core core at the upper thickened end face, a circular groove 5 is made, where a core-orienting device is inserted, which is a thin-walled tube 6 made of plastic-deformable material, for example aluminum (Figs. 2, 3). The tube is bent in the form of a ring, the ends of which are connected by the sleeve 7 so that one end of the tube is clamped rigidly in the sleeve, and the other (not shown) can move freely, allowing you to slightly change the diameter of the ring from the tube along with a change in the core core diameter due to its longitudinal section 8 at the core core 9. The upper end of the core explorer is cut into sectors 10 to the bottom of the circular groove 5. The formed walls of 11 sectors 10 around the groove have spring properties and allow you to insert and fix the tube 6 in the circular groove Dhu 5.

Труба 6 заполняется нейтральной маловязкой жидкостью 12, куда свободно помещены два твердых шарика одинакового объема (диаметра), но различной плотности так, чтобы плотность одного шарика, например 13, была больше, а плотность другого шарика 14, меньше плотности жидкости.The pipe 6 is filled with a neutral low-viscosity liquid 12, where two solid balls of the same volume (diameter), but of different density, are freely placed so that the density of one ball, for example 13, is greater and the density of the other ball 14 is less than the density of the liquid.

Буровой снаряд работает следующим образом. После проходки заданного интервала скважины процесс бурения прекращают и вращение снаряда останавливают. При этом кернорватель и ориентирующее устройство остаются на столбике керна 9 в верхней части буровой коронки 2. В трубке 6 ориентирующего устройства шарик 13 с плотностью, большей плотности жидкости 12, займет нижнее положение в скважине, а шарик 14 с меньшей плотностью займет верхнее положение. Прямая (мнимая) линия между ними будет соответствовать апсидальной плоскости 15 скважины (фиг.3). Далее при подъеме снаряда внутренним конусом коронки сминается тонкая трубка 5 из пластично-деформируемого материала и столбик керна 9 заклинивается шариками 13, 14. После чего происходит отрыв керна от забоя и снаряд поднимается из скважины.Drill works as follows. After driving a predetermined interval of the well, the drilling process is stopped and the rotation of the projectile is stopped. In this case, the core breaker and orienting device remain on the core column 9 in the upper part of the drill bit 2. In the orienting device tube 6, the ball 13 with a density higher than the fluid density 12 will occupy the lower position in the well, and the ball 14 with a lower density will occupy the upper position. A straight (imaginary) line between them will correspond to the apsidal plane 15 of the well (figure 3). Then, when the projectile is raised by the inner cone of the crown, a thin tube 5 of plastic-deformable material is crushed and the core column 9 is jammed by balls 13, 14. After this, the core detaches from the bottom and the projectile rises from the well.

В поднятом снаряде отвинчивают буровую коронку, извлекают столбик керна вместе с кернорвателем и керноориентирующим устройством. Затем визуально через прорези секторов кернорвателя определяют положение искомых шариков. Для удобства шарики окрашены разным цветом. По положению отметок на керне и с учетом инклинометрических измерений в скважине с помощью керномера определяют параметры элементов залегания горных пород в массиве.In the raised projectile, the drill bit is unscrewed, the core column is removed along with the core drill and the core-orienting device. Then visually through the slots of the kernel core sectors, the position of the desired balls is determined. For convenience, the balls are painted in different colors. Based on the position of the marks on the core and taking into account the inclinometric measurements in the well, the parameters of the elements of occurrence of rocks in the massif are determined using a core meter.

Пpeдложенное решение обладает следующими преимуществами:The proposed solution has the following advantages:

- устройство достаточно простое по конструкции и в эксплуатации;- the device is quite simple in design and operation;

- в определении апсидальной плоскости скважины одновременно участвуют два шарика, что повышает точность измерения.- two balls are simultaneously involved in determining the apsidal plane of the well, which increases the accuracy of the measurement.

Claims (1)

Буровой снаряд для отбора ориентированного керна, состоящий из колонковой трубы с переходником, буровой коронки с кернорвателем и керноориентирующего устройства, отличающийся тем, что керноориентирующее устройство представляет собой трубку кольцеобразной формы из пластично-деформируемого материала, закрепленную в кольцевой проточке на внутренней поверхности верхней части кернорвателя, торец которого разделен на секторы, причем свободные концы трубки соединены скользящей муфтой, а трубка заполнена неагрессивной жидкостью с малой вязкостью, при этом внутри трубки свободно размещены два шарика из твердого материала, один из которых имеет плотность меньшую, а другой - большую по сравнению с плотностью жидкости, находящейся в трубке.A drill for selecting oriented core, consisting of a core pipe with an adapter, a drill bit with a core tapper and a core-orienting device, characterized in that the core-orienting device is an annular tube of plastic deformable material fixed in an annular groove on the inner surface of the top of the core core, the end of which is divided into sectors, with the free ends of the tube connected by a sliding sleeve, and the tube is filled with a non-aggressive liquid with a small by viscosity, while inside the tube two balls of solid material are freely placed, one of which has a lower density and the other is higher than the density of the liquid in the tube.
RU2003138107/03A 2003-12-30 2003-12-30 Drilling body for extracting directed core RU2253006C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003138107/03A RU2253006C1 (en) 2003-12-30 2003-12-30 Drilling body for extracting directed core

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003138107/03A RU2253006C1 (en) 2003-12-30 2003-12-30 Drilling body for extracting directed core

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2253006C1 true RU2253006C1 (en) 2005-05-27

Family

ID=35824554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003138107/03A RU2253006C1 (en) 2003-12-30 2003-12-30 Drilling body for extracting directed core

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253006C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114216719B (en) Rotary sampler for geological exploration
CN110361223A (en) A kind of sampler of beach reclamation area agricultural land soil
US2265098A (en) Release for pressure bombs
US5211249A (en) Apparatus and method for obtaining subterranean samples
CN112593882A (en) Directional coring and drilling device with composite function for rope
AU2024200892A1 (en) A check valve, associated downhole data collection system and inner core barrel assembly
RU2253006C1 (en) Drilling body for extracting directed core
CN101532373A (en) Multi-point oriented coring system and method for drill core
US2313576A (en) Core drilling device
CN108931393B (en) Roadway rock core drilling method for testing and researching reverse fault ground stress
RU2250981C1 (en) Drilling body for extraction of directed core
WO2007137351A1 (en) Core orientation determination
CA2689825C (en) Core orientation device
SU1740619A1 (en) Drilling tool
CN218002949U (en) Soil sampling device for soft column experiment
RU2225495C2 (en) Device for picking directional center mark from the well
US3203243A (en) Pressure recording depth gauge
RU2160821C2 (en) Procedure of winning of oriented core in process of drilling
CN218725451U (en) Sampling device for geological exploration
CN208294475U (en) A kind of digging coring device
CN215766882U (en) Drilling length and angle measuring instrument
CN218916875U (en) Soil property exploration sampling device
CN104452728A (en) Static cone penetration test soil sampler
US20030209364A1 (en) Method and device for determining the nature of a formation at the head of drilling tool
CN219589971U (en) Soil sampling device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051231