RU2454536C2 - Device for cores drilling from well walls or channels - Google Patents
Device for cores drilling from well walls or channels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454536C2 RU2454536C2 RU2010127013/03A RU2010127013A RU2454536C2 RU 2454536 C2 RU2454536 C2 RU 2454536C2 RU 2010127013/03 A RU2010127013/03 A RU 2010127013/03A RU 2010127013 A RU2010127013 A RU 2010127013A RU 2454536 C2 RU2454536 C2 RU 2454536C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubular cutter
- pipe
- mill
- hollow shaft
- drilling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для выбуривания кернов из стенок скважин или каналов и может быть использовано в области атомной энергетики для выбуривания кернов графита из кладок уран-графитовых реакторов канального типа.The invention relates to a device for drilling core from the walls of wells or channels and can be used in the field of nuclear energy for drilling core from graphite masonry uranium-graphite reactors of channel type.
Отбор целостных кернов в графитовых блоках необходим для получения экспериментальных данных для послойного анализа физико-механических и радиационных свойств графитового блока.The selection of integral cores in graphite blocks is necessary to obtain experimental data for a layer-by-layer analysis of the physicomechanical and radiation properties of a graphite block.
Известен ряд устройств отбора кернов, относящихся к горному делу и предназначенных для отбора кернов горной породы. Например, боковой грунтонос ВСЕГЕИ [Башлык С.М., Загибайло Г.Т. Бурение скважин. - М.: Недра, 1990. - С.265-266] опускается в скважину на бурильных трубах. При спуске стакан-пробник прижимается к стенке скважины пружиной, при подъеме - внедряется в стенку скважины, наполняется породой и, поворачиваясь примерно на 180°, заходит внутрь трубчатого корпуса, имеющего продольный вырез. Но полученная с помощью данного устройства проба представляет собой столбик с нарушенной структурой и непригодна для послойного анализа физико-механических и радиационных свойств графита.A number of coring devices are known pertaining to mining and are intended for coring rock. For example, the lateral soil carrier VSEGEI [Bashlyk S. M., Zagibailo G.T. Drilling of the wells. - M .: Nedra, 1990. - S.265-266] lowered into the well on the drill pipe. During the descent, the probe glass is pressed against the borehole wall by a spring; during the ascent, it is introduced into the borehole wall, is filled with rock and, turning about 180 °, enters the tubular body with a longitudinal cut. But the sample obtained using this device is a column with a broken structure and is unsuitable for a layer-by-layer analysis of the physicomechanical and radiation properties of graphite.
Известно устройство для отбора герметизированного керна из стенки скважины [RU 2251618 С2, МПК Е21В 49/06, опубл. 10.05.2005 г.]. Устройство состоит из корпуса, в котором размещены кинематически связанные между собой электродвигатель, редуктор и бур с кольцевой фрезой. С буром посредством передаточного механизма кинематически связана пробка, перекрывающая керноприемную кассету. Передаточный механизм выполнен в виде поворотного барабана с криволинейным вырезом на его боковой поверхности, отклоняющего пальца и поворотного рычага. В опущенном в скважину керноотборнике включается электродвигатель, который посредством кинематики приводит во вращение кольцевую фрезу и с помощью гидравлики поворачивает прижимной рычаг так, что он прижимает керноприемник к стенке скважины.A device for selecting a sealed core from a well wall [RU 2251618 C2, IPC ЕВВ 49/06, publ. May 10, 2005]. The device consists of a housing in which kinematically connected to each other an electric motor, a gearbox and a drill with an annular mill are placed. A cork kinematically connected to the drill through the transmission mechanism overlaps the core receiving cassette. The transmission mechanism is made in the form of a rotary drum with a curved cut on its side surface, a deflecting finger and a rotary lever. In the core sampler lowered into the well, an electric motor is turned on, which, by means of kinematics, rotates the ring mill and hydraulically rotates the clamping lever so that it presses the core receiver against the well wall.
Недостаток конструкции заключается в ее больших габаритах, что, учитывая расположение фрезы в верхней части устройства и сужение проходного канала тракта реактора под графитовой кладкой, не позволяет проводить отбор кернов на нижних отметках кладки уран-графитового реактора. К недостаткам данного устройства относятся и ограничения по глубине и направлению выбуривания керна. Также применение механизма гидравлики в конструкции может привести к попаданию жидкости в графитовую кладку ядерного реактора, что недопустимо из-за требований безопасности ядерных объектов.The design drawback is its large dimensions, which, given the location of the cutter in the upper part of the device and the narrowing of the passage channel of the reactor path under the graphite masonry, does not allow core sampling at the lower marks of the masonry of the uranium-graphite reactor. The disadvantages of this device include restrictions on the depth and direction of core drilling. Also, the use of a hydraulic mechanism in a design can lead to liquid entering the graphite masonry of a nuclear reactor, which is unacceptable due to the safety requirements of nuclear facilities.
Известно устройство для горизонтального выбуривания кернов из стенок скважин или каналов [Патент RU №2378510 от 10.01.2010 г., МПК Е21В 17/02, G21C 17/02], взятое за прототип. Устройство содержит несущую штангу, снабженную приводом вращения, ведомый полый вал, буровую головку, трубчатую фрезу, связанную системой каналов с отсосом, механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы. Механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы состоит из ведущей конической шестерни, взаимодействующей с установленным на фрезе ведомым полым валом-шестерней, и неподвижной втулки с наружной резьбой, размещенной в полости ведомого полого вала-шестерни. Трубчатая фреза выполнена в виде втулки с внутренней резьбой и навинчена на неподвижную втулку.A device for horizontal core drilling from the walls of wells or channels [Patent RU No. 2378510 from 01/10/2010, IPC E21B 17/02, G21C 17/02], taken as a prototype. The device comprises a support rod equipped with a rotation drive, a driven hollow shaft, a drill head, a tubular cutter connected by a channel system with a suction, a rotation mechanism and a simultaneous supply of a tubular cutter. The mechanism of rotation and simultaneous feed of the tubular cutter consists of a leading bevel gear interacting with a driven hollow gear-shaft mounted on the mill and a fixed sleeve with an external thread located in the cavity of the driven hollow gear-shaft. The tubular cutter is made in the form of a sleeve with a female thread and screwed onto the fixed sleeve.
Недостатком этого устройства является ограничение по глубине и направлению выбуривания керна. Данное устройство обеспечивает выход трубчатой фрезы из корпуса под углом 90° и выбуривание керна по длине на величину до 85% от диаметра отверстия канала или скважины, что недостаточно для послойного анализа физико-механических и радиационных свойств графитовых блоков.The disadvantage of this device is the limitation in depth and direction of core drilling. This device ensures the exit of the tubular cutter from the body at an angle of 90 ° and the core is drilled in length by up to 85% of the diameter of the channel or well bore, which is insufficient for a layer-by-layer analysis of the physicomechanical and radiation properties of graphite blocks.
Задачей изобретения является разработка устройства, обеспечивающего извлечение целостного керна по всей толщине стенки скважины или канала под любым углом в диапазоне 5÷35° относительно оси скважины или канала.The objective of the invention is to develop a device for extracting a holistic core throughout the wall thickness of the well or channel at any angle in the range of 5 ÷ 35 ° relative to the axis of the well or channel.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве выбуривания кернов из стенок скважин или каналов, содержащем несущую штангу, снабженную приводом вращения, ведомый полый вал, буровую головку, трубчатую фрезу, связанную системой каналов с отсосом, механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы, несущая штанга снабжена штурвалом подачи. Буровая головка имеет канальное отверстие, выполненное в верхней части параллельно ее оси, а в нижней - под углом α в диапазоне 5÷35° относительно ее оси. Трубчатая фреза содержит выламыватель кернов. Механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы состоит из штурвала подачи, по крайней мере, двух передаточных втулок и ведомого полого вала, связанных между собой, и трубчатой фрезой, посредством шарнирной передачи, содержащей полые шарниры с углублениями на шарообразной головке, в которых расположены фиксаторы, закрепленные гайкой.The problem is solved in that in the device for core drilling from the walls of wells or channels containing a support rod equipped with a rotary drive, a driven hollow shaft, a drill head, a tubular cutter connected by a channel system with a suction, a rotation mechanism and a simultaneous supply of a tubular cutter, a supporting rod equipped with a feed steering wheel. The drill head has a channel hole made in the upper part parallel to its axis, and in the lower part at an angle α in the range of 5–35 ° relative to its axis. The tubular cutter contains a core breaker. The mechanism of rotation and simultaneous feeding of the tubular cutter consists of a helm for feeding at least two transmission bushings and a driven hollow shaft, interconnected, and a tubular cutter, by means of an articulated transmission containing hollow hinges with recesses on the spherical head, in which the clamps are located, fixed with a nut.
Система каналов образована трубчатой фрезой, полыми шарнирами, передаточными втулками и ведомым полым валом.The channel system is formed by a tubular cutter, hollow joints, transmission bushings and a driven hollow shaft.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид. На фиг.2 показан выносной элемент А на фиг.1 - продольный разрез буровой головки. На фиг.3 представлена схема выбуривания графитовых кернов из кладок уран-графитовых реакторов с помощью предлагаемого устройства, продольный разрез.Figure 1 shows the proposed device, a General view. In Fig.2 shows a remote element A in Fig.1 is a longitudinal section of the drill head. Figure 3 presents a diagram of the drilling of graphite cores from the masonry of uranium-graphite reactors using the proposed device, a longitudinal section.
Устройство содержит несущую штангу 1 (см. фиг.1) со штурвалом подачи 2, на которой закреплен электропривод 3 и съемный узел отсоса 4, опорную платформу 5, к которой прикреплена труба 6, связанная через переходный патрубок 7 с буровой головкой 8. Соединения переходного патрубка 7 с трубой 6 и буровой головкой 8 выполнены разъемными (например, резьбовым).The device comprises a support rod 1 (see Fig. 1) with a
Длину переходного патрубка 7 выбирают в зависимости от глубины погружения устройства в скважину.The length of the
Буровая головка 8 имеет канальное отверстие 9 (см. фиг.2), выполненное в верхней части параллельно оси буровой головки 8, а в нижней - под углом α в диапазоне 5÷35° относительно оси буровой головки 8 в зависимости от заданного угла отбора керна.The drill head 8 has a channel hole 9 (see figure 2), made in the upper part parallel to the axis of the drill head 8, and in the lower part at an angle α in the range of 5–35 ° relative to the axis of the drill head 8, depending on the given coring angle .
К несущей штанге 1 (см. фиг.1) прикреплен патрон 10, передающий вращение с электропривода 3 на ведомый полый вал 11. Ведомый полый вал 11 (см. фиг.2) связан с полой фрезой 13 посредством шарнирной передачи через передаточные втулки 12. Шарнирная передача между передаточными втулками 12, ведомым полым валом 11 и фрезой 13 обеспечивается с помощью полых шарниров 14, каждый из которых имеет на одном конце обратную резьбу, а на другом - шарообразную головку 15. С двух сторон шарообразной головки 15 полого шарнира 14 расположены углубления 16, в которых размещены фиксаторы 17, закрепленные гайкой 18. Втулка 19 обеспечивает крепление шарообразной головки 15 в передаточной втулке 12.A
Фиксаторы 17 передают вращение с передаточных втулок 12 на полые шарниры 14, не препятствуя при этом отклонению шарниров на требуемый для прохождения по канальному отверстию 9 угол.The latches 17 transmit rotation from the transfer sleeves 12 to the hollow hinges 14, without preventing the deviations of the hinges to the angle required for passage through the channel hole 9.
Штурвал подачи 2, ведомый полый вал 11 и передаточные втулки 12 составляют механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы 13, которая в исходном положении находится в пределах буровой головки 8.The
Внутри трубчатой фрезы 13 расположен выламыватель 20, фиксируемый резьбовой втулкой 21, предназначенный для отламывания керна при его вхождении во внутреннюю полость трубчатой фрезы 13 во время ее поступательного и вращательного движения в процессе выбуривания.Inside the tubular cutter 13 there is a breaker 20, fixed by a threaded sleeve 21, designed to break the core when it enters the inner cavity of the tubular cutter 13 during its translational and rotational movement during drilling.
Система каналов 22, образованная трубчатой фрезой 13, полыми шарнирами 14, передаточными втулками 12, ведомым полым валом 11 и связанная с узлом отсоса 4 (см. фиг.1), предназначена для удерживания графитового керна во внутренней полости трубчатой фрезы 13 и отсоса графитовой пыли при бурении.The channel system 22, formed by a tubular cutter 13, hollow hinges 14, transfer sleeves 12, a driven
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство опускают на заданную глубину канала (например, тракта уран-графитового реактора) и фиксируют с помощью опорной платформы 5 на верхних узлах канала (скважины). Включают электропривод 3 вращения ведомого полого вала 11. Ведомый полый вал 11, вращаясь, через передаточные втулки 12 и полые шарниры 14 приводит в движение трубчатую фрезу 13. Вращая штурвал подачи 2, придают трубчатой фрезе поступательное движение. Трубчатая фреза 13, перемещаясь по наклонной плоскости канального отверстия 9, совершая одновременно с вращением поступательное движение, выходит за пределы буровой головки 8, врезается режущими зубьями в графитовый блок 23 (см. фиг.3), и высверливает графитовый керн 24, который на определенной глубине, упираясь в выламыватель 20, отламывается и остается во внутренней полости трубчатой фрезы 13. Удержание графитового керна 24 во внутренней полости трубчатой фрезы 13 и отсос графитовой пыли происходит через систему каналов 22, соединенную с узлом отсоса 4.The device is lowered to a predetermined depth of the channel (for example, the path of a uranium-graphite reactor) and fixed with the
Для возвращения несущей штанги 1 в верхнее исходное положение штурвал подачи 2 вращают в обратном направлении. Извлечение керна из трубчатой фрезы 13 выполняется после извлечения ведомого вала 11 с трубчатой фрезой через съемный узел отсоса 4.To return the support rod 1 to its upper initial position, the
Необходимую глубину выбуривания достигают установкой определенного количества передаточных втулок 12. Конструкция устройства позволяет увеличивать количество передаточных втулок 12 в зависимости от заданной глубины выбуривания. Зазоры между передаточными втулками 12 и трубчатой фрезой 13 можно задавать благодаря обратной резьбе полых шарниров 14 в зависимости от заданного угла бурения. В результате получается «гибкий» механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы 13, обеспечивающийся шарнирной передачей.The required drilling depth is achieved by installing a certain number of transmission sleeves 12. The device design allows you to increase the number of transmission sleeves 12 depending on a given drilling depth. The gaps between the transfer sleeves 12 and the tubular cutter 13 can be set due to the reverse thread of the hollow hinges 14 depending on the given drilling angle. The result is a "flexible" mechanism of rotation and simultaneous supply of the tubular cutter 13, which is provided by articulated transmission.
Поддержание движения трубчатой фрезы 13 в прямолинейном направлении в выбуриваемой породе обеспечивают тем, что увеличение количества передаточных втулок 12 осуществляют постепенно и только после выбуривания очередного керна. Определенное влияние на предотвращение отклонения передаточных втулок 12 в породе в процессе выбуривания также оказывают: достаточно высокая прочность выбуриваемой породы, вращающий момент, придающий устойчивость; сила тяжести, обеспечивающая движение фрезы 13 и передающих втулок 12 преимущественно только в одном направлении.Maintaining the movement of the tubular cutter 13 in a rectilinear direction in the drillable rock is ensured by the fact that the increase in the number of transfer sleeves 12 is carried out gradually and only after drilling the next core. A certain influence on the prevention of deviation of the transfer sleeves 12 in the rock during the drilling process is also exerted by: a sufficiently high strength of the drilling rock, a torque giving stability; gravity, providing movement of the cutter 13 and the transmitting sleeves 12 mainly in only one direction.
Предлагаемая конструкция устройства позволяет обеспечить выход трубчатой фрезы из буровой головки под углом в диапазоне 5÷35° на величину до 10 и более диаметров проходного сечения канала без увеличения габаритных размеров устройства и независимо от диаметра скважины (канала), что делает возможным применение данного устройства при отборе проб из кладок промышленных уран-графитовых реакторов (ПУГР) для послойного анализа физико-механических и радиационных свойств графитового блока.The proposed design of the device allows you to ensure the exit of the tubular cutter from the drill head at an angle in the range of 5 ÷ 35 ° by up to 10 or more diameters of the passage section of the channel without increasing the overall dimensions of the device and regardless of the diameter of the well (channel), which makes it possible to use this device with sampling from masonry of industrial uranium-graphite reactors (PUGR) for layer-by-layer analysis of the physicomechanical and radiation properties of a graphite block.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010127013/03A RU2454536C2 (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Device for cores drilling from well walls or channels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010127013/03A RU2454536C2 (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Device for cores drilling from well walls or channels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010127013A RU2010127013A (en) | 2012-01-10 |
RU2454536C2 true RU2454536C2 (en) | 2012-06-27 |
Family
ID=45783408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010127013/03A RU2454536C2 (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Device for cores drilling from well walls or channels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454536C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618214C1 (en) * | 2016-04-27 | 2017-05-03 | Акционерное общество Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уран-графитовых ядерных реакторов | Device for local drilling of reactor setting graphite column tracts |
RU2750374C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" | Graphite sampling device in channel-type reactors |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB932769A (en) * | 1960-02-15 | 1963-07-31 | Electricite De France | Apparatus for obtaining samples from the walls of boreholes or channels |
SU1268719A1 (en) * | 1985-06-10 | 1986-11-07 | Туркменский Научно-Исследовательский Геологоразведочный Институт | Lateral core-taker |
RU2052095C1 (en) * | 1992-04-29 | 1996-01-10 | Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения | Core-sampling tool |
RU2251618C2 (en) * | 2003-03-27 | 2005-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС") | Device for extracting sample out of borehole |
RU2378510C1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК") | Device for horizontal cutting of cores from well walls or channels |
-
2010
- 2010-07-01 RU RU2010127013/03A patent/RU2454536C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB932769A (en) * | 1960-02-15 | 1963-07-31 | Electricite De France | Apparatus for obtaining samples from the walls of boreholes or channels |
SU1268719A1 (en) * | 1985-06-10 | 1986-11-07 | Туркменский Научно-Исследовательский Геологоразведочный Институт | Lateral core-taker |
RU2052095C1 (en) * | 1992-04-29 | 1996-01-10 | Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения | Core-sampling tool |
RU2251618C2 (en) * | 2003-03-27 | 2005-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС") | Device for extracting sample out of borehole |
RU2378510C1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК") | Device for horizontal cutting of cores from well walls or channels |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618214C1 (en) * | 2016-04-27 | 2017-05-03 | Акционерное общество Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уран-графитовых ядерных реакторов | Device for local drilling of reactor setting graphite column tracts |
RU2750374C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" | Graphite sampling device in channel-type reactors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010127013A (en) | 2012-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2001241585B2 (en) | Horizontal directional drilling in wells | |
EP4043857B1 (en) | Graphite radioactivity measurement device, sampling apparatus, and sampling method | |
RU2454536C2 (en) | Device for cores drilling from well walls or channels | |
AU2011349317A1 (en) | Method and apparatus for milling a zero radius lateral window in casing | |
FI121025B (en) | Method for pipe drilling, drilling unit and adapter device | |
JP5474592B2 (en) | Soil sampling device | |
RU2378510C1 (en) | Device for horizontal cutting of cores from well walls or channels | |
EP3426877B1 (en) | Tubular cutting device | |
CA2173585A1 (en) | Direction controllable subsurface borehole tool | |
Gibson et al. | Replicate ice-coring system architecture: mechanical design | |
JP2008156995A (en) | Improvement method of non-excavating soil directly below existing structure | |
RU2750374C1 (en) | Graphite sampling device in channel-type reactors | |
CN115014849A (en) | Core sampling device for engineering geological investigation | |
RU2310060C1 (en) | Borehole fishing device | |
RU2616050C2 (en) | Feeding device for downhole tool and method of downhole tool axial feed | |
RU2618214C1 (en) | Device for local drilling of reactor setting graphite column tracts | |
RU2376459C2 (en) | Device for secondary opening of production reservoirs with mechanical treatment | |
CN115389260B (en) | Deep drilling sampling equipment and method for high tailing dam | |
CN219589971U (en) | Soil sampling device | |
CN218180345U (en) | Soil sampling device | |
SU1615353A1 (en) | Lateral core taker | |
CN213063476U (en) | External clamping type top drive casing running device | |
JP4809981B2 (en) | Method and apparatus for drilling in side wall of manhole in earthquake resistant construction method | |
RU2380508C1 (en) | Drilling rig | |
US1003334A (en) | Boring apparatus. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150702 |