SU861571A1 - Боковой сверл щий керноотборник - Google Patents

Description

Изобретение относится к области горного дела, к средствам отбора проб породы и сверления канала в стенке скважины при ее исследовании.

Известны боковые керноотборники, содержащие спускаемый на кабеле в скважину снаряд, в.котором размещены бур с механизмом подачи, промывочный насос, механизм раскрепления снаряда в стволе скважины и электропривод Me- . ханизмов с двигателем (1J.

Недостатками известных керноотборников являются неработоспособность электропривода механизмов и невозможность в связи с этим отбора образца ’ порода на большой глубине при зйачи-тельных давлениях и температурах.

J · . , ···.

Более пригодным Для указанных условйй является керноотборник с при- * водом от механизма, установленного на поверхности.

Такое устройство содержит канатный привод с утяжеляющим грузом и тросом, а также опускаемый в скважину снаряд,*³ в корпусе которого размещены и кинематически соединены с канатным приводом бур, механизм подачи бура, меха^ низм преобразования возвраТяО-посту— пательного движения канатного приво 30 да во вращательное и якорь для закрепления снаряда в скважине [2).

Однако конструктивная сложность кинематических связей и управляющих· элементов снижает надежность Керноотборника»

Целью изобретения является повышение надежности за счет упрощения конструкции.

Эта цель достигается тем, что в известном керноотборнике канат привода соединен срезным штифтом с корпусом снаряда, а корпус снаряда соединен срезными штифтами с якорем и буром, при*этом штифты имеют различное поперечное сечение для обеспечения последовательности срабатывания механизмов.

С этой же целью механизм подачи бура выполнен в виде пневмопружин, механизм преобразования возвратнопоступательного движения во вращательное в виде передачи винт-гайка с храповой муфтой, а якорь снабжен пневмопружиной, для вдавливания его в поверхность обсадной трубы.

На фиг.1-3 показан боковой свер- , лящий керноотборник, продольный разрез ; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2;

на фиг.5 - храповая муфта сверлящего керноотборника в положении рабочего хода приводного вала, продольный разрез; на фиг.6 - храповая муфта керноотборника в положении холостого хода приводного, вала, продольный разрез; на фиг.7 - разрез Б-Б на фиг,5. Боковой сверлящий керноотборник состоит из снаряда с корпусом, 1 в ^котором на приводном валу 2, жестко соединенном с гибким удлинителем 3 закреплена буровая коронка 4. Корон-ка 4 и' удлинитель 3. образуют бур керноотборника.

Приводной вал 2 расположен внутри' специальной храповой муфты 5, приводного винта би гидроцилиндра 7. Приводная гайка 8 вместе с винтом 6, приводным валом 2, тягами 9с утяжеляющим грузом 10, подвешенном на тросе li, соединенном ,с наземным приводом (не показан), образуют механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

Гидроцилиндр 7 через срезной штифт 12 соединен с корпусом 1 снаряда. По периферии гидроцилиндра 7 установлены пневмопружины. 13, штоки 14 которых постоянно соединены с .

.·? траверсой 15, взаимодействующей с приводным валом 2 через упорный подшипник 16. Утяжеляющий груз 10 посредством штока 17 соединен с поршнем 18 гидроцилиндра 7. Промывочная ; жидкость на забой поступает через окна 19 в гидроцилиндре 7, каналы 20 в поршне 18, через обратный клапан 21, приводной вал 2, гибкий удлинитель 3 и буровую коронку 4.

Для обеспечения долговечности гибкого удлинителя 3 последний уста•новлен в криволинейном канале 22 корпуса 1..

Муфта 5 приводного вала 2 состоит из корпуса 23, который одновременно является и наружной обоймой подшипника 24, храповика 25 рабочего хода, установленного на торце винта 6 втулки 26, находящейся на приводном валу 2 и храпового останова 27. В отверстиях .28 втулки размещены две собачки 29 рабочего хода муфты 5 и собачки 30 холостого хода, прижимные пружины 31. '

Постоянный поджим бура к плоскос. ти забоя обеспечивается пневмопружинами 13, причем в первоначальный момент резания усилие пневмопружин 13 сдерживается резьбовым соединением элементов 32 и 33 Приводного вала 2 с корпусом гидроцилиндра 7.

Жесткая фиксация керноотборника в обсадной трубе 34 достигается якорем 35, соединенным посредством срезного штифта 36 со снарядом, который в свою очередь связан с ответвлением' 37 троса. 11 срезными штифтами 38.

Трос 11 имеет также ответвление 39, соединенное с грузом 10. Для ограничения перемещения груза 10 на нем. вы,10 ,полнены выступы 40,а на корпусе 1 снаряда - ограничители 41. ,Первоначальное вдавливание якоря 35 в обсадную трубу обеспечивается пневмопружиной 42. Срезные штифты 12, 36 и 38 имеют $ различное поперечное сечение,, разрушаемое при различном натяжении троса и в совокупности образуют систему, обеспечивающую последовательность работы механизмов керноотборника. На приводном валу 2 имеется кольцевой выступ 43, ограничивающий его перемещение вниз.

На тросе 11 снаряд опускают на необходимую глубину в скважину. При выбирании троса 11 с помощью наземного привода, керноотборник движется вверх, якорь 35 поворачивается вокруг точки контакта якоря с обсадной трубой 34 до тех пор, пока не зажмет снаряд в обсадных трубах. Дальнейшее натяже- . ние троса срезает штифт 38. После чего разгружается ответвление 37 тро- : са 11.

Выбирая слабину ответвления 39 троса 11, заложенную в виде бухты, перемещаем трос 11 вверх вместе с груэом 10, поршнем 18 и приводной гайкой на величину рабочего хода при-, водной гайки 8. Приводной винт 6 через специальную храповую муфту 5 вращает приводной вал 2, при этом храповик 25 находится в зацеплении с собачками 29 рабочего хода, а собачки 30 холостого хода проскальзывают по храповому останову 27. Приводной вал 2 при вращении постепенно вывинчивается из резьбового соединения деталей 32 и 33 с гйдрОцйлиндром 7,а коронка 4 плавно врезается в обсадную трубу 34. При этом пневмопружины 13 не передают усилие поджима на коронку 4 до тех пор, пока конецприводного вала 2 полностью не вывинтится из днища гидроцилиндра 7. После этого усилия пневмопружии 13 через траверсу 15 и упорный подшипник 16 передается на приводной вал 2. Последний совершает одновременно вращательное и поступательное движение.

Холостой ход приводного винта 6 происходит при движении вниз утяжеляющего груза 10 и связанных с ним деталей. При этом обратный клапан 21 закрыт. Жидкость из полости гидроцилиндра 7 под давлением через резьбовое отверстие 33 перетекает на забой по каналу в приводном валу 2. Гайка 8 8 вращает винт 6 в направлении, про55 тиврположном направлению рабочего хода, а приводной вал 2 не вращается, так как собачки 29 рабочего хода проскальзывают по храповику 25. Кро60 ме того, приводной вал 2 от вращения в сторону, противоположную рабочему вращению, удерживается храповым остановом 27, в зацеплении с которым находятся собачки 30 холостого хода, то есть приводной вал '2 благодаря муфте 5 имеет только правое вращение и, за счет постоянного поджима пневмопружйнами 13, поступательное движение на забой.

При достижении гайкой 8 крайнего нижнего положения цикл повторяется.

После того, как прорезан.заданный канал в пласте, и взят достаточной длины керн, размещенный в гибком удлинителе 3 и буровой коронке 4, выби.раюТ трос 11, поднимают утяжеляющий , груз 10 до упора поршня 18 в верхнее днище гидроцилиндра 7 и срезают штифт 12. При дальнейшем перемещении нижнее днище гидроцилиндра 7 достигает выступа 43 на приводном валу 2 и перемещает последний вверх, т.е. про- 15 исходит вытаскивание гибкого удлинителя 3 из просверленного канала.

Как только выступы 40 на грузе.. 10 достигают ограничителя 41 на корпусе 1 срезания^ штифт 36 и якорь 35 сжимают пневмопружину 42поворачиваясь вокруг точки. Контакт опрокидывается и освобождает ’ снаряд, керноотборника в скважине, после чего кадим грузом и тросом, соединенным с наземный механизмом, а также опускаемый в скважину снаряд, в корпусе которого размещены и кинематически соедайены с канатным приводом бур, механизм подачи бура, механизм преобразования воэвратно-поступательНо- ( го движения канатного привода во вращательное и якорь для закрепления < снаряда, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежное** ти за счет упрощения конструкции,ка,'нат привода соединен срезным штиф?'том с . корпусом снаряда, а корпус , .снаряда соединен срезными штиф- тами с якорем и буром, при этом штифты имеют различное поперечное сечение для обеспечения последовательности срабатывания механизмов.

2. Керноотборник по п.1, от ли- . ч а ю щ и й & я тем, что механизм подачи бура выполнен в виде пневмопружин*

3. Керноотборник по п.1, о т лича ю Щ и й с я тем, что механизм преобразования возвратно-поступатель- . последний тросом 11 поднимают на по- 55 ного движения во вращательное выполверхность земли. · ------ _

Предлагаемый керноотборник позволит производить отбор устойчивого . кернового материала в действующих и законсервированных скважинах с одновременным высверливанием перфорационного канала глубиной до 1000 мм, с сохранением изоляции скважин и долговечности обсадных:труб.

йен в виде передачи винт-гайка с храповой муфтой.

4. Керноотборник поп.1, отлич а ю щ и й с я тем, что якорь снабзд жен пневмопружиной для вдавливания ³⁰ ·его в. поверхность обсадной трубы*

Источники Информации, принятые во внимание при экспертизе ‘ 1, Авторское свидетельство СССР

Claims (2)

1. кёрноотборника в положении рабочего хода .приводного вала, продольный разрез; ва фиг,6 - хра.пова  муфта кёрноотборника в положении холостого хода приводного, вала, продольный раз рез; на фиг.7 - разрез Б-Б на фиг.5. Боковой сверл щий керноотборник гОстоит из снар да с корпусом, 1 в ротором на приводном валу 2, жестко соединенном с гибким удлинителем 3 закреплена бурова  коронка 4. Коронка 4 и .удлинитель 3. образуют бур кёр ноотборника. .Приводной вал 2 расположен внутри специальной храповой муфты 5, привод ного винта б и гидроцилиндра 7. Приводна  гайка 8 вместе с винтом б приводным валом 2, т гами 9с ут жел ющим грузом 10, подвешенном .на Тро се 11j соединенном ,с наземным приводом (не показан ) , образуют механизм преобразовани  возвратно-поступатель ного л вижени  во вращательное. Гидроцилиндр 7 через срезной штифт 12 соединен с корпусом 1 снар  да. По периферии гидроцилиндра 7 установлены пнезмопружины. 13, штоки 14 которых посто нно соединены с . траверсой 15, взаимодействующей с Приводным валом 2 через упорный подшипник 16. Ут жел ющий груз 10 посредством штока 17 соединен с поршйем 18 гидроцилиндра 7. Промывочна  : жидкость на забой Поступает.через окна 19 в гидроцилиндре 7,-каналы 20 в поршне 18, через обратный клапан 21, приводной вал 2V гибкий удлинитель 3 и буровую кородку 4. Дл  обеспечени  долговечности .гибкого удлинител  3 последний установлен в криволинейном канале 22 Корпуса 1.. Муфта 5 приводного вала 2 состоит из корпуса 23, который одновремен но  вл етс  и наружной обоймой лодшипника 24, храповик.а 25.рабочего хода, установленного на торце винта 6 ВТУЛКИ 26, наход щейс  на; приводном валу 2 и храпового останова 27. В отверсти х .28 втулки размещены две собачки 29 рабочего хода муфты 5 и собачки 30 холостого хода, прижимные пружины 31. Пр.сто йный поджим бура к .пдоскос . ти забо  обеспечиваетс  пневмопру: .жинами 13, причем в первоначальнм  момент урезани  усилие пневмопружин 13 сдерживаетс  резьбовым соединением элементов 32 и 33 приводного вала 2 с корпусом гидроциливдра 7,. . ЗКес:тка  фиксаци) кернрбтбЬрника в обсадной трубе 34 Достигаетс   Ко рем 35, соединеиньм посредством сре ного штифта 36 со снар дом, который в свою Очередь св зан с ответвление 37 троса. 11 срезными штифта ш 38. Трос Л имеет так се ответвление 39, срелиненное с грузом Ю. Дл  ограни чени  перемещени  груза 10 на нем.. в , полнены выступы 4О,а на корпусе 1 снар да - ограничители 41. ,Первоначальное вдавливание  кор  35 в обсадную трубу обеспечиваетс  пневмопружиной 42. Срезные штифты 12, 36 и 38 имеют различное поперечное сечение,, разрушаемое при различном нат жении трРса и в совр.купности образ.уют систему, обеспечивающую последовательность работы механизмов кёрноотборника. На приводном валу 2 имеетс  кольцевой выступ 43, ограничивающий его Перемещение вниз. : На тросе 11 снар д опускают на .необходимую глубину в скважину. При выбирании троса 11 с помощью наземного привода, керноотборник движетс  вверх,  корь 35 поворачиваетс  вокруг точки контакта  кор  с обсадной трубой 34 до тех пор, пока не зажмет снар д в обсадных трубах. Дальнейшее нат же- . ние троса срезает штифт 38. После ч.его разгружаетс  ответвление 37 трР- : са 11. . Выбира  слабину ответвлени  39 троса 11, заложенную в виде бухты, перемещаем трос 11 вверх вместе с грузом 10, поршнем 18 и приводной гайкой на величину рабочего хода при-, водной гайки 8. Приводной винт б через специалвнук храповую муфту 5 вращает приводной вал 2 цри этом храповик 25 находй.тс  в зацеплении с собачками 29 рабочего хода, а собачки 30 холостого 5сода проскальзывают по . храповрму останову 27. Приводной вал 2 при вращении постепенно вывинчиваетс  из реэьбоврро соединени  деталей: 32 и 33 с гидрбцнлиндром; 7,а коронка 4 плавно врезаетс  в обсадную трубу 34. При этом пнеэмопружины 13 че передают усилие поджима на коронку 4 до тех йор, пок крнец приводного вала 2 полностью не вывинтитс  .из днища гидроцилиидра 7. После этого усили  пневмоПруж и 13 через траверсу 15 и упорный прдцдапник 16 передаетс  на приводнрй вал 2. Последний совершает одновременно вращательное и поступательное движение. . . XoflocToil ход приводного винта 6 происходю при дви сеуии вниз ут жел нщегр груза 10 и св занных с ним деталей. При этом клапан 21 закрыт. Ж.чдкость из полости гидроцилиндра 7 по  давлением через резьбРвое отверстие 33 перетекает на забой по каналу в приводврм валу 2. Гайка 8 8 вращает винт 6 в шаправМекии, противоположном ндП1: ав  е.НИ19 рабочего хода, а 11ривр)цной 0йл 2 не зращаетс , так как собачка 29 рабочего хода проскальзывают по храповику 25. Кроме того, привод ой вал 2 от вращени  в сторо у, противоположную рабочему врс1щению, удерживаетс  храповым остановим 27, э зацеплении с которьал нахрд тс  собачки 30 холостого хода, то есть приводной вал 2 благодар  муфте 5 имеет только правое вращение и, за счет посто нного поджима пневмопружйнами 13, поступательное движение на забой.: При достижении гайкой 8 крайнего нижнего положени  цикл побтор етс . После того, как прорезан.заданный канал в пласте и вз т достаточной длины керн, разметенный в гибком удлинителе 3 и буровой коронке 4 выбр . рают трос 11, поднимают ут же  к ций груз 10 д6 упора поршн  18 в верхнее днище гидроцилйндра 7 и срезают 1ШТИФТ 12. При дальнейшем перемещении нижнее днище гидроцилиндра 7 достига ет выступа 43 на приводном валу 2 и перемещает последний вверх, т.е. про исходит вытаскивание гибкого удлинител  3 из просверленного канала. ; Как только выступы 40 «i грузе.. 10 достигают ограничител  41 на кЬрпусе 1 срезани ;,штифт 36 и  корь 15 сжимают пневмопружйну 42 повх:)рачива сь вокруг трчки. Контакт опрокидываетс  и освобождает снар д, керно отборника в скважине,, после чего последний тросом 11 поднимают на поверхно сть земли.. Предлагаемый керноотборник позволит производить отбор устойчивого кернового материала в №йcтвyкициx и законсервированных скважинах с одновременным высверливанием перфорадионного канала глубиио1й до 1000 мм, С сохранением изол ции скважин и дЬл говечности обсадных:труб. . . Формула изобретени  1, Боковой сверл щий керноотборник, содержащий канатный привод с ут же  -: 35 ющим грузсад И тросом, соединенным с наземньм механизмом, а также опускаемйй э скважину снар д, в корпусе ico торого размещены и кинематически со- единены с канатным приводом бур, механизм 11одачи бура механизм прег образовани  возвратно-поступательйб - У го движени  канатного привода во вращательное и  корь дл  закреплени  снар да, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  нгздежности за счёт упрощени  конструкции,канат привода соединен срезным штифтом с . корпусом снар да, а корпус , |СНар да соединен срезньоли штйф тами с  корем и буром, при этом штифты имеют различное поперечное сечение дл  обеспечени  последовательности срабатывани  механизмов. 2.Керноотборник по п,1 от д ч- , ч а JO 1д и и б   тем, что механизм подачи бура выполнен в виде пневмопружин .. 3.Керноотборник по п.1, о т л и ч а ю Щ и и с   тем что мехайизм преобразовани  Возвратно-поступательного движени  во вращательное вьтолйен в виде передачи винт-гайка с храповой муфтой. . 4.Керноотборник по n.l, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что  корь снабйсен пневмопружиной дл  вдавливани  его в поверхность обсадной трубы Источники информаци , рин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9 244979, кл. Ж 21 В 49/06, 29.04.65.
2. 2. Авторское свидетельство GCCiP 68284, кл. Е 21 В 49/06, 14.02.33.