RU2750374C1 - Graphite sampling device in channel-type reactors - Google Patents

Graphite sampling device in channel-type reactors Download PDF

Info

Publication number
RU2750374C1
RU2750374C1 RU2020129716A RU2020129716A RU2750374C1 RU 2750374 C1 RU2750374 C1 RU 2750374C1 RU 2020129716 A RU2020129716 A RU 2020129716A RU 2020129716 A RU2020129716 A RU 2020129716A RU 2750374 C1 RU2750374 C1 RU 2750374C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tubular cutter
cutter
rotation
tubular
pneumatic
Prior art date
Application number
RU2020129716A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Желонкин
Сергей Александрович Малыхин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Пролог"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Пролог"
Priority to RU2020129716A priority Critical patent/RU2750374C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750374C1 publication Critical patent/RU2750374C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/02Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil
    • E21B49/06Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil using side-wall drilling tools pressing or scrapers
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear power industry.
SUBSTANCE: invention relates to a device for drilling out cores from the walls of wells or channels and can be used in the field of nuclear power to obtain samples of graphite from channel-type reactors, for example, the RBMK. The device contains a bearing bar, a tubular cutter, a mechanism for rotation and feeding of a tubular cutter. In this case, the bearing bar is prefabricated and consists of segments, the device contains a sampler, in the body of which a tubular cutter and a mechanism for rotation and supply of a tubular cutter are located, the sampler body contains at least one pneumatic centralizer located on its outer side, a mechanism for rotation and supply of a tubular cutter in part of the rotation of the tubular cutter contains a pneumatic motor with the ability to interact with a reducer, a gear and a gear on the carriage on which the tubular cutter is located; the control unit is connected to the air preparation unit by a loop.
EFFECT: qualitatively improved, reliable and automated process for sampling graphite.
6 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к устройствам для выбуривания кернов из стенок скважин или каналов и может быть использовано в области атомной энергетики для получения проб графита реакторов канального типа, например, РБМК.The invention relates to a device for drilling out cores from the walls of wells or channels and can be used in the field of nuclear power to obtain samples of graphite from channel-type reactors, for example, RBMK.

Для продления срока службы реакторов типа РБМК необходимо анализировать состояние графитовой кладки и прочностные свойства графита. Наилучшим вариантом определения указанных характеристик является периодический отбор проб (кернов) графита из графитовых блоков. To extend the service life of RBMK reactors, it is necessary to analyze the state of the graphite stack and the strength properties of graphite. The best option for determining these characteristics is periodic sampling (cores) of graphite from graphite blocks.

Известно устройство выбуривания кернов из стенок скважин или каналов [RU 2454536 С2, МПК E21B 49/06, E21B 49/00 (2006.01), опубл. 27.06.2012 Бюл. № 18], выбранное в качестве аналога, содержащее несущую штангу, снабженную приводом вращения и штурвалом подачи, ведомый вал, буровую головку, имеющую 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. Ведомый вал связан с трубчатой фрезой, связанной системой каналов с отсосом и содержащей 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 посредством шарнирной передачи, содержащей полые шарниры с углублениями на шарообразной головке, в которых расположены фиксаторы, закрепленные гайкой.Known device for drilling out cores from the walls of wells or channels [RU 2454536 C2, IPC E21B 49/06, E21B 49/00 (2006.01), publ. 06/27/2012 Bul. No. 18], selected as an analogue, containing a bearing bar equipped with a rotation drive and a feed wheel, a driven shaft, a drill head with 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 ° about its axis. The tubular cutter contains a core breaker. The driven shaft is connected to a tubular cutter connected by a system of channels with a suction and containing a core breaker. The mechanism of rotation and simultaneous feeding of a tubular cutter consists of a handwheel for feeding at least two transfer bushings and a driven hollow shaft, connected to each other by means of an articulated transmission containing hollow hinges with grooves on a ball-shaped head, in which there are retainers fixed with a nut.

Недостатком этого устройства является выбуривание графита в направлении 5÷35° градусов относительно оси канала или скважины, что делает ее применение невозможным для бурения керна графита в вертикальных каналах реакторной установки, т.к. могут возникнуть проблемы с дальнейшей эксплуатацией установки.The disadvantage of this device is the drilling of graphite in the direction of 5 ÷ 35 ° degrees relative to the axis of the channel or borehole, which makes it impossible to use it for drilling graphite core in vertical channels of the reactor installation, because problems may arise with the further operation of the installation.

Известно устройство горизонтального выбуривания кернов из стенок скважин или каналов [RU 2378510 С1, МПК E21B 49/06, G21C 17/02 (2006.01), опубл. 10.01.2010 Бюл. № 1], выбранное в качестве прототипа, содержащее несущую штангу, снабженную приводом вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы под углом 90° относительно оси канала или скважины. 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, а трубчатая фреза выполнена в виде втулки с внутренней резьбой и навинчена на неподвижную втулку. Устройство обеспечивает взятие целостных кернов по всей толщине графитового блока под углом 90° относительно оси расположения графитового блока без применения различных жидкостей, взрывчатых веществ, способов ≪выламывания≫, приводящих к разрушению керна и загрязнению графитовой кладки.Known device for horizontal drilling of cores from the walls of wells or channels [RU 2378510 C1, IPC E21B 49/06, G21C 17/02 (2006.01), publ. 10.01.2010 Bul. No. 1], selected as a prototype, containing a bearing rod equipped with a drive for rotation and simultaneous feed of a tubular cutter at an angle of 90 ° relative to the axis of the channel or borehole. 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 cutter, and a stationary sleeve with an external thread located in the cavity of the driven hollow gear shaft, and the tubular cutter is made in the form of a sleeve with an internal thread and screwed onto a fixed bushing. The device provides complete core sampling over the entire thickness of the graphite block at an angle of 90 ° relative to the axis of the graphite block without the use of various liquids, explosives, “breaking off” methods leading to the destruction of the core and contamination of the graphite stack.

Однако устройство имеет следующие недостатки:However, the device has the following disadvantages:

механизм вращения и одновременной подачи трубчатой фрезы приводится в движение вручную, что при взятии кернов с глубоких (более 1 м) мест канала или скважины делает устройство не универсальным, появляется необходимость подбирать вал необходимой длины либо доступ к маховику будет не удобен;the mechanism of rotation and simultaneous feeding of the tubular cutter is set in motion manually, which, when taking cores from deep (more than 1 m) places of a channel or well, makes the device not universal, it becomes necessary to select a shaft of the required length, or access to the flywheel will not be convenient;

на несущей штанге отсутствуют опоры, позволяющие неподвижно фиксировать устройство внутри канала или скважины, в результате чего оно будет шататься, либо, в случае если диаметр будет практически совпадать с отверстием канала или скважины, будет проблематично погружать и извлекать устройство из канала или скважины.There are no supports on the supporting rod that allow the device to be fixedly fixed inside the channel or borehole, as a result of which it will wobble, or, if the diameter practically coincides with the bore of the channel or borehole, it will be problematic to immerse and retrieve the device from the channel or well.

Предлагаемое изобретение решает техническую проблему по устранению указанных недостатков, а именно осуществляет автоматическое взятие целостных кернов из графитовой кладки реакторов канального типа под углом 90° к оси отверстия графитовой колонны с любой глубины канала при устойчивом расположении устройства для отбора проб, также в режиме радиоактивного фона в канале, что в целом повышает эффективность отбора проб.The proposed invention solves the technical problem of eliminating these drawbacks, namely, it automatically takes integral cores from the graphite stack of channel-type reactors at an angle of 90 ° to the axis of the graphite column hole from any channel depth with a stable location of the sampling device, also in the radioactive background mode in channel, which generally improves sampling efficiency.

Технический результат изобретения обеспечивает качественно улучшенный и надежный процесс выбуривания целостного керна из графитовой кладки под углом 90° к оси канала на любой глубине канала при устойчивой фиксации пробоотборного механизма в условиях радиоактивного фона за счет конструктивных особенностей и автоматизации процесса выбуривания кернов графита.The technical result of the invention provides a qualitatively improved and reliable process of drilling an integral core from a graphite stack at an angle of 90 ° to the channel axis at any channel depth with stable fixation of the sampling mechanism in a radioactive background due to design features and automation of the process of drilling graphite cores.

Технический результат реализуется за счет следующих конструктивных особенностей устройства отбора проб графита в реакторах канального типа, содержащего несущую штангу, трубчатую фрезу, механизм вращения и подачи трубчатой фрезы. The technical result is realized due to the following design features of the device for sampling graphite in channel-type reactors, containing a supporting rod, a tubular cutter, a mechanism for rotation and feed of the pipe cutter.

Отличительной особенностью устройства является то, что несущая штанга сборная состоит из сегментов, а устройство содержит пробоотборник, в корпусе которого размещены трубчатая фреза и механизм вращения и подачи трубчатой фрезы, при этом корпус пробоотборника содержит не менее одного пневматического центратора, размещенного на его внешней стороне. Механизм вращения и подачи трубчатой фрезы в части вращения трубчатой фрезы состоит из пневмодвигателя, взаимодействующего с редуктором, шестерней длинной и шестерней на каретке, на которой размещена трубчатая фреза, а в части подачи трубчатой фрезы состоит из пневмоцилиндра двустороннего действия, взаимодействующего с толкателем. Также механизм вращения и подачи трубчатой фрезы соединен с блоком управления пневмокабельным шлейфом, который в свою очередь соединен с блоком подготовки воздуха.A distinctive feature of the device is that the assembly bearing rod consists of segments, and the device contains a sampler, in the body of which a tubular cutter and a mechanism for rotation and feeding of a tubular cutter are located, while the sampler body contains at least one pneumatic centralizer located on its outer side. The mechanism of rotation and feed of the tubular cutter in the part of the rotation of the tubular cutter consists of a pneumatic motor interacting with a reducer, a long gear and a gear on the carriage on which the tubular cutter is located, and in the part of the feed of the tubular cutter it consists of a double-acting pneumatic cylinder interacting with the pusher. Also, the rotation and feed mechanism of the tubular cutter is connected to the control unit by a pneumatic cable loop, which in turn is connected to the air preparation unit.

Кроме этого, устройство отбора проб графита в реакторах содержит не менее одной направляющей для каретки с трубчатой фрезой, пневмокабельный шлейф размещен внутри несущей штанги и его разъемы подключения расположены на верхнем торце корпуса пробоотборника, на верхнем сегменте несущей штанги расположен указатель направления выхода фрезы, а трубчатая фреза снабжена обламывателем.In addition, the graphite sampling device in the reactors contains at least one guide for the carriage with a tubular cutter, the pneumatic cable loop is located inside the support rod and its connection connectors are located on the upper end of the sampler body, on the upper segment of the support rod there is an indicator of the direction of the cutter exit, and the tubular the cutter is equipped with a breaker.

Устройство отбора проб графита в реакторах канального типа имеет несущую штангу сборную, состоящую из сегментов, позволяющих по необходимости менять ее длину, что обеспечивает доставку пробоотборника на любую глубину канала реактора для выбуривания целостного керна из графитовой кладки. The device for sampling graphite in channel-type reactors has a modular supporting rod, consisting of segments that allow changing its length as necessary, which ensures delivery of the sampler to any depth of the reactor channel for drilling out an integral core from the graphite stack.

Корпус пробоотборника содержит не менее одного пневматического центратора, размещенного на его внешней стороне, который прижимает пробоотборник к месту отбора керна и фиксирует его, обеспечивая при бурении устойчивость всего устройства и возможность отбора проб под углом 90° к оси канала. The sampler body contains at least one pneumatic centralizer located on its outer side, which presses the sampler to the coring point and fixes it, ensuring the stability of the entire device during drilling and the possibility of sampling at an angle of 90 ° to the channel axis.

Кроме этого, весь процесс отбора проб автоматизирован через блок управления, который обеспечивает передачу сигналов и индикацию работы пневматических центраторов и трубчатой фрезы. Блок управления соединен с блоком подготовки воздуха, который обеспечивает подачу и очистку сжатого воздуха, а также подвод смазочного материала из резервуара в поток сжатого воздуха, который поступает по пневмокабельному шлейфу к механизму вращения и подачи трубчатой фрезы. В результате управление устройством упрощено и качественно улучшено.In addition, the entire sampling process is automated through a control unit that provides signal transmission and indication of the operation of pneumatic centralizers and tubular cutters. The control unit is connected to the air preparation unit, which provides the supply and cleaning of compressed air, as well as the supply of lubricant from the reservoir to the compressed air stream, which flows through a pneumatic cable loop to the rotation and supply mechanism of the tubular cutter. As a result, device management is simplified and qualitatively improved.

Пневматический центратор, механизм вращения и подачи трубчатой фрезы, состоящий из пневмодвигателя, взаимодействующего с редуктором, шестерней длинной и шестерней на каретке, на которой размещена трубчатая фреза, и пневмоцилиндр двустороннего действия, взаимодействующий с толкателем, работают на сжатом воздухе, а не на электрическом токе. При радиационном фоне в канале устройство в целом будет работать стабильно и надежно, без выхода из строя, т.к. давление воздуха будет постоянным и пневматическое оборудование дольше остается работоспособным в отличие от электрического.Pneumatic centralizer, a mechanism for rotation and feed of a tubular cutter, consisting of an air motor interacting with a reducer, a long gear and a gear on the carriage on which the tubular cutter is located, and a double-acting pneumatic cylinder interacting with a pusher, operate on compressed air, and not on electric current ... With a radiation background in the channel, the device as a whole will operate stably and reliably, without failure, because air pressure will be constant and pneumatic equipment remains operational longer than electric equipment.

Таким образом, конструктивное исполнение устройства отбора проб графита в реакторах канального типа, применение сжатого воздуха для работы устройства и автоматизация всего процесса повышают эффективность достигаемого результата при отборе проб.Thus, the design of the graphite sampling device in channel-type reactors, the use of compressed air for the operation of the device and the automation of the entire process increase the efficiency of the achieved result in sampling.

Следовательно, всей совокупностью указанных конструктивных особенностей реализуется указанный технический результат, заключающийся в обеспечении качественно улучшенного и надежного процесса выбуривания целостного керна из графитовой кладки под углом 90° к оси канала на любой глубине канала при устойчивой фиксации пробоотборного механизма в условиях радиационного фона. Consequently, the entire set of these design features implements the specified technical result, which consists in providing a qualitatively improved and reliable process of drilling a complete core from a graphite stack at an angle of 90 ° to the channel axis at any channel depth with stable fixation of the sampling mechanism under radiation background conditions.

Сущность технического решения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by the following description and the accompanying drawings.

На Фиг.1 показано схематичное расположение основных конструктивных элементов устройства отбора проб графита в реакторах канального типа и некоторых вспомогательных элементов, где:Figure 1 shows a schematic arrangement of the main structural elements of the graphite sampling device in channel-type reactors and some auxiliary elements, where:

1 - несущая штанга,1 - carrying bar,

2 - пробоотборник, 2 - sampler,

3 - трубчатая фреза,3 - tubular mill,

4 - механизм вращения и подачи трубчатой фрезы,4 - the mechanism of rotation and feed of the tubular cutter,

5 - блок управления,5 - control unit,

6 - пневмокабельный шлейф,6 - pneumatic cable loop,

7 - блок подготовки воздуха,7 - air preparation unit,

8 - сегменты,8 - segments,

9 - указатель направления выхода фрезы,9 - indicator of the direction of exit of the cutter,

10 - керн,10 - core,

11 - графитовый блок,11 - graphite block,

12 - пневматический центратор.12 - pneumatic centralizer.

Устройство отбора проб графита в реакторах канального типа состоит из несущей штанги (1), соединенной с пробоотборником (2), трубчатой фрезы (3), механизма вращения и подачи трубчатой фрезы (4), размещенной в пробоотборнике, блока управления (5), к которому подключен механизм вращения и подачи трубчатой фрезы при помощи пневмокабельного шлейфа (6), блока подготовки воздуха (7), соединенного с блоком управления. Несущая штанга сборная и состоит из сегментов (8), количество которых определяется необходимой длиной штанги. На верхнем сегменте несущей штанги расположен указатель направления выхода фрезы (9). The device for sampling graphite in channel-type reactors consists of a supporting rod (1) connected to a sampler (2), a tubular cutter (3), a mechanism for rotation and feeding of a pipe cutter (4) located in the sampler, a control unit (5), to which is connected to the rotation and feed mechanism of the tubular cutter using a pneumatic cable loop (6), an air preparation unit (7) connected to the control unit. The carrier rod is modular and consists of segments (8), the number of which is determined by the required rod length. On the upper segment of the support bar there is an indicator of the direction of the cutter exit (9).

На Фиг.2 показана в разрезе конструкция пробоотборника с размещенным внутри механизмом вращения и подачи трубчатой фрезы, расположенного в канале реактора при выбуривании керна из графитового блока, где:Figure 2 shows a sectional view of the design of a sampler with an internal mechanism for rotation and supply of a tubular cutter located in the reactor channel when drilling out a core from a graphite block, where:

3 - трубчатая фреза,3 - tubular mill,

10 - керн,10 - core,

11 - графитовый блок,11 - graphite block,

12 - пневматический центратор,12 - pneumatic centralizer,

13 - разъемы подключения пневмокабельного шлейфа,13 - connectors for connecting a pneumatic cable loop,

14 - корпус пробоотборника,14 - sampler body,

15 - пневмоцилиндр двустороннего действия,15 - double-acting pneumatic cylinder,

16 - толкатель,16 - pusher,

17 - пневмодвигатель,17 - pneumatic motor,

18 - редуктор,18 - reducer,

19 - шестерня длинная,19 - long gear,

20 - шестерня,20 - gear,

21 - каретка,21 - carriage,

22 - направляющая,22 - guide,

23 - обламыватель.23 - breaker.

На верхнем торце пробоотборника располагаются разъемы подключения пневмокабельного шлейфа (13). На корпусе пробоотборника (14) размещают не менее одного пневматического центратора (12), для фиксации устройства в момент выбуривания керна (10) из графитового блока (11). Внутри корпуса пробоотборника размещены пневмоцилиндр двустороннего действия (15), соединенный с толкателем (16), и пневмодвигатель (17), соединенный с редуктором (18), которые предназначены для подачи и вращения трубчатой фрезы (3) при работе устройства. Пневмоцилиндр (15) через толкатель (16) приводит в движение каретку (21), на которой установлена трубчатая фреза (3), и каретка с фрезой могут двигаться по направляющей (22) в заданном направлении. Пневмодвигатель (17) обеспечивает вращение трубчатой фрезы (3) через редуктор (18), шестерню длинную (19), шестерню (20), расположенную на каретке (21), на которой установлена фреза. Трубчатая фреза (3) содержит обламыватель (23) для извлечения кернов (10) заданной длины.On the upper end of the sampler there are connectors for connecting a pneumatic cable loop (13). At least one pneumatic centralizer (12) is placed on the sampler body (14) to fix the device at the time of drilling out the core (10) from the graphite block (11). A double-acting pneumatic cylinder (15) connected to a pusher (16) and a pneumatic motor (17) connected to a gearbox (18) are located inside the sampler body, which are designed to feed and rotate the tubular cutter (3) during device operation. The pneumatic cylinder (15) through the pusher (16) drives the carriage (21), on which the tubular cutter (3) is installed, and the carriage with the cutter can move along the guide (22) in a given direction. The pneumatic motor (17) rotates the tubular cutter (3) through the gearbox (18), the long gear (19), the gear (20) located on the carriage (21) on which the cutter is installed. The tubular cutter (3) contains a breaker (23) for extracting cores (10) of a given length.

Устройство отбора проб графита в реакторах канального типа собирается и работает следующим образом. The device for sampling graphite in channel-type reactors is assembled and operates as follows.

В пробоотборнике (2) размещают трубчатую фрезу (3) в механизме вращения и подачи трубчатой фрезы (4). Несущая штанга (1) предназначена для транспортировки пробоотборника (2) к месту отбора керна (10) и собирается из необходимого количества сегментов (8) в зависимости от глубины места отбора. На верхнем сегменте несущей штанги размещают сегмент с указателем направления выхода фрезы (9). К нижнему сегменту несущей штанги крепится пробоотборник (2). К верхнему торцу пробоотборника, где расположены разъемы подключения пневмокабельного шлейфа (13), подключают пневмокабельный шлейф (6), который идет к блоку управления (5). Пневмокабельный шлейф (6) располагают внутри полой несущей штанги (1). Блок подготовки воздуха (7) подключается к компрессору или магистрали сжатого воздуха и к блоку управления (5). Затем подводится питание и включается блок управления (5). Устройство готово к работе. A tubular mill (3) is placed in the sampler (2) in the mechanism of rotation and feeding of the tubular mill (4). The carrier rod (1) is designed to transport the sampler (2) to the coring point (10) and is assembled from the required number of segments (8) depending on the depth of the sampling point. A segment with an indicator of the direction of the cutter exit (9) is placed on the upper segment of the bearing bar. The sampler (2) is attached to the lower segment of the support bar. To the upper end of the sampler, where the connectors for connecting the pneumatic cable loop (13) are located, connect the pneumatic cable loop (6), which goes to the control unit (5). The pneumatic cable train (6) is positioned inside the hollow support bar (1). The air preparation unit (7) is connected to the compressor or compressed air line and to the control unit (5). Then the power is supplied and the control unit (5) is switched on. The device is now ready for use.

Несущую штангу (1) с пробоотборником (2) погружают в канал графитового блока (11) к месту отбора керна (10) и выставляют направление выхода трубчатой фрезы (3) указателем направления выхода фрезы (9). Подача сжатого воздуха на пневматические устройства осуществляется от блока управления (5) по трубкам пневмокабельного шлейфа (6). Сброс отработанного воздуха осуществляется во внутреннюю полость несущей штанги (1). При нажатии на блоке управления (5) кнопки центрирования осуществляется подача сжатого воздуха на пневматический центратор (12), который выдвигается из корпуса пробоотборника (14) до упора, фиксируя положение устройства в канале реактора и обеспечивая плотное прилегание к графитовому блоку (11). При этом пневматических центраторов может быть больше одного, как показано на Фиг.2. При нажатии на блоке управления (5) кнопки вращения фрезы осуществляется подача сжатого воздуха на пневмодвигатель (17) и через редуктор (18), длинную шестерню (19) и шестерню (20) на каретке (21) передается вращение трубчатой фрезе (3), т.к. она установлена на каретке. Длинная шестерня (19) обеспечивает постоянное вращение трубчатой фрезы (3) за счет движения каретки (21) с фрезой вдоль длинной шестерни, от исходного положения до максимального вылета трубчатой фрезы из пробоотборника (2). При нажатии на блоке управления кнопки движения фрезы осуществляется подача сжатого воздуха на пневмоцилиндр двустороннего действия (15), который двигает толкатель (16) и каретка (21) в пазе в толкателе смещается по направляющей (22), тем самым выдвигая трубчатую фрезу (3). Направляющих (22) может быть больше одной в зависимости от выбранной конструкции. Трубчатая фреза (3) выбуривает под углом 90° к оси канала пробу графита - керн (10), который размещается внутри фрезы. Внутри трубчатой фрезы (3) размещают обламыватель (23), который предназначен для обламывания керна (10) при достижении его заданной длины. Обламыватель (23) представляет собой пластинку необходимой длины на небольшом цилиндре. Керн (10), заходя на эту пластинку, наклоняется и обламывается. Можно выбирать необходимую длину обламывателя (23) для регулировки длины керна (10), чем длинней будет пластинка на обламывателе, тем короче будет керн. При достижении максимального значения выдвижения трубчатой фрезы (3) на индикаторе блока управления (5) выполняется действие в обратном порядке. Нажимаем кнопку движения фрезы на блоке управления (5) и трубчатая фреза (3) задвигается обратно в корпус пробоотборника (14), т.к. осуществляется подача сжатого воздуха на пневмоцилиндр двустороннего действия (15), который двигает толкатель (16) и каретка (21) в пазе в толкателе смещается по направляющей (22), тем самым задвигая трубчатую фрезу (3). Убедившись по индикатору на блоке управления (5), что трубчатая фреза (3) полностью убрана в корпус пробоотборника (14), нажимаем кнопку вращения фрезы на блоке управления (5), отключается подача сжатого воздуха и вращение трубчатой фрезы (3) прекращается. Далее нажимаем кнопку центрирования на блоке управления (5) и пневматический центратор (12) задвигается в корпус пробоотборника (14). Устройство можно вынимать из канала реактора и извлекать взятую пробу графита.The supporting rod (1) with the sampler (2) is immersed in the channel of the graphite block (11) to the coring point (10) and the direction of the exit of the tubular cutter (3) is set by the indicator of the direction of the exit of the cutter (9). Compressed air is supplied to pneumatic devices from the control unit (5) through the tubes of the pneumatic cable loop (6). The exhaust air is discharged into the inner cavity of the bearing rod (1). By pressing the centering button on the control unit (5), compressed air is supplied to the pneumatic centralizer (12), which is pulled out of the sampler body (14) until it stops, fixing the position of the device in the reactor channel and ensuring a snug fit to the graphite block (11). In this case, there can be more than one pneumatic centralizers, as shown in Fig. 2. When you press the cutter rotation button on the control unit (5), compressed air is supplied to the pneumatic motor (17) and through the gearbox (18), the long gear (19) and the gear (20) on the carriage (21), the rotation of the tubular cutter (3) is transmitted, since it is installed on the carriage. The long gear (19) provides constant rotation of the tubular cutter (3) due to the movement of the carriage (21) with the cutter along the long gear, from the initial position to the maximum protrusion of the tubular cutter from the sampler (2). When you press the cutter movement button on the control unit, compressed air is supplied to the double-acting pneumatic cylinder (15), which moves the pusher (16) and the carriage (21) in the groove in the pusher moves along the guide (22), thereby pushing the tubular cutter (3) ... There can be more than one guides (22) depending on the chosen design. A tubular cutter (3) drills out at an angle of 90 ° to the channel axis a graphite sample - a core (10), which is placed inside the cutter. A breaker (23) is placed inside the tubular cutter (3), which is designed to break off the core (10) when its predetermined length is reached. The breaker (23) is a plate of the required length on a small cylinder. Kern (10), entering this plate, bends over and breaks off. You can choose the required length of the breaker (23) to adjust the length of the core (10), the longer the plate on the breaker is, the shorter the core will be. When the maximum value of the tube cutter extension (3) is reached, the action in the control unit display (5) is carried out in the reverse order. Press the cutter movement button on the control unit (5) and the tubular cutter (3) is pushed back into the sampler body (14), because compressed air is supplied to the double-acting pneumatic cylinder (15), which moves the pusher (16) and the carriage (21) in the groove in the pusher is displaced along the guide (22), thereby pushing the tubular cutter (3). After making sure by the indicator on the control unit (5) that the tubular cutter (3) is completely retracted into the sampler body (14), press the cutter rotation button on the control unit (5), the compressed air supply is turned off and the rotation of the tubular cutter (3) stops. Next, press the centering button on the control unit (5) and the pneumatic centralizer (12) slides into the sampler body (14). The device can be removed from the reactor channel and the taken sample of graphite can be removed.

Блок управления (5) обеспечивает подачу сжатого воздуха на пробоотборник (2) и контроль за положением и вращением трубчатой фрезы (3).The control unit (5) supplies compressed air to the sampler (2) and controls the position and rotation of the tubular cutter (3).

Блок подготовки воздуха (7) обеспечивает подачу и очистку сжатого воздуха и подвод смазочного материала из резервуара в поток сжатого воздуха, поступающего к пробоотборнику (2).The air preparation unit (7) provides the supply and cleaning of compressed air and the supply of lubricant from the reservoir to the compressed air flow supplied to the sampler (2).

Пример использования изобретения.An example of using the invention.

На реакторе канального типа РБМК было проведено тестирование работы заявленного устройства под управлением двух операторов. Один оператор находился у блока управления, а второй, непосредственно у каналов реактора. В собранное и подвешенное за штангу на кране устройство установили трубчатую фрезу с обламывателем. При этом корпус проботборника снабжен двумя пневматическими центраторами. Выполнили отбор графитовых проб - кернов из графитовых блоков на различной глубине в трех каналах в течение 4-х часов. Устройство работало без сбоев, было отобрано 30 целостных кернов. В среднем на отбор одной пробы по полному циклу работы устройства уходило 8 минут с учетом процессов передвижения крана к нужному каналу, погружения пробоотборника на заданную глубину канала и установки направления выхода фрезы, которые занимают большее время, чем сам процесс выбуривания керна. В каналах реактора был допустимый уровень радиации. В Таблице 1 приведены данные по эксперименту.At the RBMK channel type reactor, the operation of the declared device was tested under the control of two operators. One operator was at the control unit, and the second, directly at the reactor channels. A tubular milling cutter with a breaker was installed in the device assembled and suspended by the bar on the crane. The sampler body is equipped with two pneumatic centralizers. Carried out the selection of graphite samples - cores from graphite blocks at different depths in three channels for 4 hours. The device worked without failures, 30 complete cores were taken. On average, it took 8 minutes to take one sample over the full cycle of the device, taking into account the processes of moving the crane to the desired channel, immersing the sampler to a given depth of the channel and setting the direction of the cutter exit, which take longer than the process of drilling the core itself. There was an admissible level of radiation in the channels of the reactor. Table 1 shows the data for the experiment.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Эксперимент показал, что все выбуренные керны целостные и имеют заданную длину, сборка несущей штанги заданной длины производится быстро, за счет ее сборной конструкции из сегментов, размещение устройства на заданную глубину канала и плотное прилегание к месту отбора керна происходило в автоматическом режиме, как и сам процесс выбуривания керна из графитовой кладки под углом 90° к оси канала. При этом устройство работало в течение 4-х часов в условиях радиационного фона в каналах реактора и не вышло из строя за счет применения пневматического оборудования. Все работы были произведены быстро и качественно, что подтверждает заявленный технический результат. The experiment showed that all drilled cores are integral and have a given length, the assembly of the bearing rod of a given length is performed quickly, due to its prefabricated structure of segments, the device was placed at a given depth of the channel and tight fit to the coring place took place in an automatic mode, as well as itself. the process of drilling out a core from a graphite stack at an angle of 90 ° to the channel axis. At the same time, the device worked for 4 hours in conditions of radiation background in the channels of the reactor and did not fail due to the use of pneumatic equipment. All work was carried out quickly and efficiently, which confirms the stated technical result.

Claims (6)

1. Устройство отбора проб графита в реакторах канального типа, содержащее несущую штангу, трубчатую фрезу, механизм вращения и подачи трубчатой фрезы, отличающееся тем, что несущая штанга сборная и состоит из сегментов, устройство содержит пробоотборник, в корпусе которого размещены трубчатая фреза и механизм вращения и подачи трубчатой фрезы, корпус пробоотборника содержит не менее одного пневматического центратора, размещенного на его внешней стороне, механизм вращения и подачи трубчатой фрезы в части вращения трубчатой фрезы содержит пневмодвигатель с возможностью взаимодействия с редуктором, шестерней и шестерней на каретке, на которой размещена трубчатая фреза, в части подачи трубчатой фрезы содержит пневмоцилиндр двустороннего действия с возможностью взаимодействия с толкателем, механизм вращения и подачи трубчатой фрезы соединен с блоком управления пневмокабельным шлейфом, блок управления соединен с блоком подготовки воздуха.1. A device for sampling graphite in channel-type reactors, containing a bearing bar, a tubular cutter, a mechanism for rotation and feeding of a tubular cutter, characterized in that the supporting bar is prefabricated and consists of segments, the device contains a sampler, in the body of which a tubular cutter and a rotation mechanism are located and feeding the tubular cutter, the sampler body contains at least one pneumatic centralizer located on its outer side, the mechanism for rotation and feeding of the tubular cutter in the part of the pipe cutter rotation contains an air motor with the ability to interact with a gearbox, gear and gears on the carriage, on which the tubular cutter is located , in the part of feeding the tubular cutter, it contains a double-acting pneumatic cylinder with the possibility of interacting with the pusher, the mechanism of rotation and feeding of the tubular cutter is connected to the pneumatic cable loop control unit, the control unit is connected to the air preparation unit. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит не менее одной направляющей для каретки с трубчатой фрезой.2. The device according to claim 1, characterized in that it contains at least one guide for the carriage with a tubular cutter. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит разъемы подключения пневмокабельного шлейфа на верхнем торце корпуса пробоотборника.3. The device according to claim 1, characterized in that it contains connectors for connecting a pneumatic cable loop on the upper end of the sampler body. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмокабельный шлейф размещают внутри несущей штанги.4. The device according to claim 1, characterized in that the pneumatic cable train is placed inside the carrier rod. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит указатель направления выхода фрезы на верхнем сегменте несущей штанги.5. The device according to claim 1, characterized in that it contains an indicator of the direction of the cutter exit on the upper segment of the carrier rod. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит обламыватель, размещенный в трубчатой фрезе.6. The device according to claim 1, characterized in that it contains a breaker placed in a tubular mill.
RU2020129716A 2020-09-09 2020-09-09 Graphite sampling device in channel-type reactors RU2750374C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129716A RU2750374C1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Graphite sampling device in channel-type reactors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129716A RU2750374C1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Graphite sampling device in channel-type reactors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750374C1 true RU2750374C1 (en) 2021-06-28

Family

ID=76820191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129716A RU2750374C1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Graphite sampling device in channel-type reactors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750374C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112151200A (en) * 2020-08-20 2020-12-29 中国原子能科学研究院 Remote sampling system of radioactive graphite deep hole

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
RU2266576C1 (en) * 2004-04-07 2005-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский государственный концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" Method for evaluating service life of pressurized-tube reactor graphite stack
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
RU2454536C2 (en) * 2010-07-01 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Device for cores drilling from well walls or channels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
RU2266576C1 (en) * 2004-04-07 2005-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский государственный концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" Method for evaluating service life of pressurized-tube reactor graphite stack
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
RU2454536C2 (en) * 2010-07-01 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Device for cores drilling from well walls or channels

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112151200A (en) * 2020-08-20 2020-12-29 中国原子能科学研究院 Remote sampling system of radioactive graphite deep hole
CN112151200B (en) * 2020-08-20 2023-01-10 中国原子能科学研究院 Remote sampling system of radioactive graphite deep hole

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2750374C1 (en) Graphite sampling device in channel-type reactors
WO2009111161A2 (en) Water bottom ore sampler and method of using the same
CN114482855A (en) Soil layer drilling acquisition device for geological exploration
WO2022142140A1 (en) Graphite radioactivity measurement device, sampling apparatus, and sampling method
CN113654834B (en) Automatic soil sample collection device and collection method for unmanned platform
CN111456667B (en) Salvaging device for large-caliber drilling tool on coal mine ground
CN116539350A (en) Rock coring machine easy to core and coring method
GB2032494A (en) Drilling Arrangement for Earth Drilling
CN117307025B (en) Layering sampling drilling machine for reconnaissance
CN114323746A (en) Soil cutting sampler
CN211661129U (en) Drilling equipment is used in linear guide processing
CN117664637A (en) Soil sampling device and method suitable for groundwater pollution detection
CN219064920U (en) Oilfield on-site lithology sample sampling device
CN111624029A (en) Environment-friendly detection device
CN112916910B (en) Device and method for maintaining electric heating element of voltage stabilizer
CN110630200B (en) Simple and easy ultra-large diameter core drilling core sample extraction device and core taking method
RU2454536C2 (en) Device for cores drilling from well walls or channels
CN219914934U (en) Engineering site supervision soil sampling equipment
CN219416786U (en) Tunnel reconnaissance probing sampling device
RU2387034C2 (en) Method of sampling nuclear fall-out from storage capacities and device for its implementation
US2896913A (en) Apparatus for drilling lateral openings in well bores
CN112539952B (en) Soil sampling device and sampling method thereof
CN217252987U (en) Make things convenient for quick drilling mechanical equipment of adjusting position
CN219589971U (en) Soil sampling device
CN216767287U (en) Drilling equipment suitable for building slope engineering