Устройство для исследования и отбора проб горных пород

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для отбора проб горных пород из стенок скважины. Цель изобретения - повьшление эффективности дистанционного управления работой зондирующего стержня и породоотбирающих втулок. Для этого в напорной 16 и сливной линиях насоса установлены обратные клапаны. Преобразующий кулачковый механизм вьтолнен в виде обоймы, жестко закрепленной на верх- (Л - 1в

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) П1) 4 Е 21 В 49/06

1 ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1gГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3908907/22-03 (22) 11 ° 06.85 (46) 07. 11. 8(). Бвл. )1 - 41 (7 1) Всесоюзный научно-исследова- тельский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геолбго-разведочных скважин (72) M.В.Зотов, Г,А,Киреев, M.Н.Бильков, M.Ñ.ÃàáäðàõHìîâ и В.В.Нюренберг (53) 622.243.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 768952, кл. E 21 В 49/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1198196, кл. Е 21 В 49/06, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И

ОТБОРА ПРОБ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для отбора проб горных пород из стенок скважины. Цель изобретения — повьпчение эффективности дистанционного управления работой зондирующего стержня и породоотбирающих втулок. Для этого в напорной

16 и сливной линиях насоса установлены обратные клапаны. Преобразующий кулачковый механизм выполнен в виде обоймы, жестко закрепленной на верх12 нем торце штока 8 поршня 7 насоса, Обойма 3 имеет внешний упор 4 с выступом, а внутри нее размещен Кулачок

5 с винтовым пазом, взаимодействующим с внутренним выступом. Кулачок 5 закреплен на валу электродвигателя 2.

На корпусе t закреплены опорные плоскости (ОП) б, взаимодействующие с внешним упором 4 при повороте обоймы 3 на заданный угол, определенный положением ОП 6. Распределител,ьный элемент выполнен в шайбе 9 закрепЪ ленной с помощью шлицевого соединения на штоке 8 поршня 7 насоса. Шайба 9 размещена в корпусе 1 с возможностью поворота и сообщения при повороте в

68718 одну сторону нагнетательной линии

16 насоса с поршневой полостью зондирующего стержня 13. Поршневая полость породоотбирающей втулки сообщена со сливкой линией 17 при повороте в противоположную сторону — сооб- щения с нагнетательнои линией 16 с поршневой полостью породоотбирающей втулки. Поршневая полость зондирующего стержня 13 сообщается со сливной линией 17, Насос всасывает рабочую жидкость из заборно-сливной емкости

10 и нагнетает ее по линиям 16 и 18 в поршневую полость зондирующего стержня 13, который выдвигается и внедряется в породу. 5 ил.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, а именно к устройствам для отбора проб горных пород из стенок скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности дистанционного управления работой зондирующего стержня и породоотбирающих втулок.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — поршень насоса; ка. фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 при исходном положении поршня; на фиг. 4 — то же после поворота поршо, Э ня на.45, на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 3.

Ус гройство для исследования и отбора проб горных пород состоит из корпуса 1, электродвигателя 2 с редуктором, преобразующего кулачкового механизма, содержащего обойму 3 с внешним упором 4 и кулачок 5, опорных плоскостей 6, поршня 7 насоса со штоком 8, на шпицы которого посажена притертая одной плоскостью шайба 9 с пазами, причем шток 8 свободно перемещается относительно шайбы 9 в осевом направлении, а в круговом зафиксирован (фиг. 2),, заборно-сливной емкости 10, дифференциального поршня 11, узла 12 отбора, в котором расположены поршень с зондирующим стержнем 13 и породоотбирающие втулки 14, датчика 15 давления, напорной линии 16, сливной линии t7, нагнетательной линии 18, зондирующего стержня t3 и нагнетательной линии 19 породоотбирающих втулок, аварийных .пиний 20-22, воздушной полости 23. Корпус 1 и узел

12 отбора соединены срезными штифтами 24 и 25.

Устройство рабогает следующим

t 0 образом.

После спуска на заданную глубину исследования включается электродвигатель 2 с редуктором, который начинает вращать кулачок преобразующе15 го механизма. Обойма 3 преобразующего механизма совершает при этом возвратно-поступательное движение, взаимодействуя посредством упора 4 с одной опорной плоскостью 6, кото20 рая фиксирует обойму 3 от проворота.

Поршень 7 насоса, жестко связанный через шток 8 с обоймой 3 преобразующего механизма, также начинает совершать возвратно-поступательное

25 движение, что обеспечивает работу насоса.

Насос всасывает рабочую жидкость из заборно-сливной емкости 10 и нагнетает ее по линиям 16 и 18 в поршневую полость зондирующего стержня

Зондирующий стержень выдвигается и внедряется в породу. Контроль за работой устройства и зались диаграмм

1268718 давления производятся с помоцью датчика 15 давления.

При достижении поршнем с зондирующим стержнем крайнего положения электродвигатель реверсируется.

Обойма 3 преобразующего механизма поворачивается вместе с кулачком в крайние положения на определенный угол (например, 45 ) до взаимодействия внешнего упора 4 с другой опорной плоскостью 6, поворачивая при этом поршень 2 и насаженную на него шайбу 9 . Поворот происходит за счет сил трения между кулачком и обоймой, на которую действует дополнительная осевая нагрузка от избыточного давления в полости.

В этом положении шайба 9 посредством пазов соединяет нагнетательную линию 18 насоса с гидравлическои линией 19 втулок, а сливную линию

12 с нагнетательной линией поршня с зондируЬщим стержнем 13. Масло изпод поршня со стержнем 13 под дейст.вием гидростатического давления 25 скважины и пружины перетекает в полость 10, и поршень с зондирующим стержнем 13 занимает исходное положение. Устройство готово для отбора проб.

Если же данный интервал скважины не представляет интереса, то повторным реверсом привода устройства в нагнетальную линию насоса включается снова поршень с зондирующим стержнем. Работа устройства в режиме отбора проб аналогична описанной.

Предлагаемое устройство позволяет многократно исследовать боковые стен ки скважины по всему разрезу.

Щ формула изобретения

30

При отказе привода устройства (например, сгорел электродвигатель) извлечение прибора из стенок скважины происходит с помощью аварийной систе. > мы

Натяжкой кабеля порядка 300-400 кгс

:срезаются штифты 24 и 25. Корпус 1 .при этом несколько смещается отно» сительно узла 12 отбора и аварийные линии 20 и 21 посредством линии 22 соединяются с воздушной полостью 23, находящейся под атмосферным давлением. Масло за счет полного перепада давления перетекает в полость 23, и исполнительные органы 13 и 14 возвращаются в исходное положение. Объем полости 23 выполнен таким, что он всегда больше или равен объему вытесняемого из полости 10 масла. Устройство извлекается на поверхность.

Устройство для исследования и отбора проб горных пород, содержащее

-корпус и размещенные в нем электродвигатель, насос со штоком и поршнем, цилиндры с породоотбирающими втулками в виде полых штоков с поршнями, цилиндр с зондирующим стержнем и поршнем, распределительный элемент, сообщенный с напорной и сливной линиями насоса, заборно-сливную емкость, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности дистанционного управления работой зондирующего стержня и породоотбирающих втулок, оно снабжено обратными клапанами, установленными в напорной и сливной линиях насоса, преобразующим кулачковым механизмом, выполненным в виде обоймы, жестко закрепленной на верхнем торце штока поршня насоса, снабженной внешним упором, внутренним выступом и размещенным внутри нее кулачком с винтовым пазом, взаимодействующим с внутренним выступом обоймы, кулачок закреплен на валу электродвигателя, а на корпусе закреплены опорные плоскости, взаимодействующие с внешними упорами обоймы при повороте последней в крайнее положение, причем распределительный элемент выполнен в виде шайбы, закрепленной с помощью подвижного шлицевого соединения на штоке поршня насоса и размещенной в корпусе с возможностью поворота и сообщения при повороте в одну сторону нагнетательной линии насоса с поршневой полостью зондирующего стержня, а поршневой полости породоотбирающей втулки — с линией слива, при повороте в противоположную сторону сообщения нагнетательной линии с поршневой полостью породоотбирающей втулки, а поршневой полости зондирующего стержня - с линией слива.

1268718

rrocmu

Составитель E.Ñàìoéëåíêo

Техред В.Кадар Корректор М. Мак симишинец

Редактор О.Бугир

Заказ 6004/30

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4