Устройство для отбора проб

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение производительности опробования. Устр-во содержит корпус 1 и размещенные в нем пробоотборные гильзы 2 с гидравлическим механизмом подачи, имеющим электроприводной насос. Устр-во имеет распределительный узел в нагнетательном канале и возвратный механизм с дифференциальным поршнем 13, установленным с возможностью взаимодействия с газовой средой в замкнутой полости камер 18. В нагнетательном канале размещен клапан 24, закрепленный тягой 23 на поршне 13. При этом рабочая полость 9 насоса сообщена с внешним пространством. Нагнетательный канал выполнен с участком 2, проходящим через поршень 13. Последний выполнен в виде золотникового элемента распределительного узла. После внедрения гильз 2 в породу давление в гидравлической системе увеличивается и при достижении определенной величины поршень 13 начинает двигаться вниз. Под действием гидростатического столба промывочной жидкости в скважине гильзы 2 с отобранными пробами породы возвращаются в исходное положение. После этого устр-во извлекается на поверхность. Для предотвращения попадания промывочной жидкости в камеру в момент срабатывания аварийной системы при движении корпуса устр-ва вверх клапан 24 перекрывает участок нагнетательного канала и исключает попадание промывочной жидкости из ствола скважины. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (191 (И) А1 (g1)g E 21 B 49/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬЗТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4483067/ 23-03 (22) 27.07.88 (46) 15.06.90. Вюл. Ф 22 (75) -А.Ф.Кузнецов, А.С.Семенов, Л.И.Рейтер и А.И.Дорошенко (53) 62?.243.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1198196, кл. Е 21 В 49/06, )984.

Авторское свидетельство СССР

М 1268718, кл. Е 21 В 49/06, ) 985.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение производительности опробования. Устр-во содержит корпус 1 и размещенные в нем пробоотборные гильзы 2 с гидравлическим механизмом подачи, имеющим электроприводной насос. Устр-во имеет распределительный узел в нагнетательном канале и возвратный механизм с дифференци1 571 234

50 альным поршнем 13, установленным с озможностью взаимодействия с газоой средой в замкнутой полости каер 18. B нагнетательном канале размещен клапан 24, закрепленный тя1"ой 23 на поршне 13. При этом рабочая полость 9 насоса сообщена с внешним пространством. Нагнетатель) ый канал выполнен с участком 12, роходящим через поршень 13. Последий выполнен в виде золотникового лемента распределительного узла. осле внедрения гильз 2 в породу авление в гидравлической системе еличивается, и при достижении on-!

Изобретение относится к горному елу, к устройствам для отбора проб орных пород из стенок скважины.

Цель изобретения — повышение производительности опробования.

На фиг. 1 изображено устройство для отбора пород в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, после срабатывания аварийной. системы и предохранительного клапана; на фиг. 3 — узел I на фиг. 2.

Устройство для отбора проб содержит корпус 1, в котором размещены пробоотборные гильзы 2 с возвратными пружинами 3. Корпус 1 подвижно соединен с корпусом 4 электроприводного насоса, образованного двигателем 5, редуктором 6 и винтовым меха- 40 низмом 7, осуществляющих возвратно поступательное движение поршня 8 в рабочей полости 9, сообщающейся с внешним пространством через клапан всасывания 10. Нагнетательный канал, выходящий в полость 9, образован участком 11 в корпусе 4, участ" ком 12, переходящим. через дифференциальный поршень 13, и участком 14, подводящим жидкость на торец гильз

2. В верхней части нагнетательного канала .установлены нагнетательный клапан 15, предохранительный клапан

16 с пружинным стопором 17.

В корпусе 1 имеется замкнутая ка55 мера 18, заполненная газовой средой, с которой взаимодействует дифференциальный поршень 13. Камера 18 сообщается с подпоршневым простраистределенной величины поршень 13 начинает двигаться вниз. Под действием гидростатического столба промывочной жидкости в скважине гильзы 2 с отобранными пробами породы возвращаются в исходное положение. После этого устр-во извлекается на поверхность. Для предотвращения попадания промывочной жидкости в камеру в момент срабатывания аварийной системы при движении корпуса устр-ва вверх клапан 24 перекрывает участок нагнетательного канала и исключает попадание промывочной жидкости из ствола скважины. 3 ил. вом каналом 19, а через канал 20с полостью кольцевой выточки 21.

Дифференциальный поршень 13 подпружинен пружиной 22 относительно корпуса 1. Совокупность каналов в корпусе 1 и дифференциальный поршень с каналами и проточкой образуют распределительный узел в нагнетательном канале. При э ом дифференциальный поршень является золотниковым элементом распределительного узла.

На поршне 13 посредством тяги 23 закреплен клапан 24, размещенный в участке 11 нагнетательного канала.

Подвижное соединение корпусов 4 и 1 содержит элементы аварийной системы в виде срезного штифта 25 и стопорного штифта 26, поджимаемого пружинным кольцом 27. Для спуска в скважину корпус 4 соединен с кабелем 28. Информация о работе обеспечивается датчиком 29 давления. !

Устройство работает следующим образом, После установки устройства на глубину отбора породы с поверхности по кабелю 28 подается ток на двигатель

5, вращение которого передается че" рез редуктор 6 на винтовой механизм

7, преобразующий вращение в возвратно-поступательное движение поршня 8.

Перемещаясь вниз, поршень 8 нагнетает промывочную жидкость, поступившую через всасывающий клапан 10 при движении поршня 8 вверх, через клапан 15, участки 1), 1 2, 14 канала под гильзы 2, Под действием избыточного давления, создаваемого поршнем

5 157

8, гильзы 2 выдвигаются и вдавливаются в породу. Контроль за процессом отб ора проб породы (вдавлив ания бойков) ведется по показаниям датчика

29 давления.

После внедрения гильз 2 в породу давление в гидравлической системе устройства начинает увеличиваться и при достижении определенной величины начинается движение вниз дифференциального поршня 13, который преодолевает сопротивление пружин 22 и разобщает участки 11 и 12 канала от участка 14 канала. При этом участок 1 4 канала совмещается через проточки 21 и каналы 19 и 20 с камерой

18. Жидкость, находящаяся под гильзами под избыточным давлением, сбрасывается в камеру 18, давление в которой равно атмосферному.

Поскольку объем камеры 18 в несколько раз превышает объем жидкости, находящейся в нагнетательном канале и под гильзами 2, то давление под гильзами 2 и в участке канала 14 падает почти до атмосферного. Под действием пружин 3 и гидростатического давления столба промывочной жидкости в скважине гильзы 2 с отобранными пробами породы возвращаются в исходное положение. После этого устройство извлекается на поверхность, В случае обрыва цепи питания электродвигателя или отказа клапана разгрузки и в момент, когда устройство в скважине находитс я в раб оч ем положении, т.е. бойки внедрены в породу, предусмотрена аварийная система, работающая следующим образом.

При возникновении аварийной ситуации производится натяжка кабеля 28 и происходит срезание штифта 25 (фиг. 2). Корпус 4 движется вверх до тех пор, пока стопорный штифт 2б не входит в паз корпуса 1 под действием пружинного кольца 27. При этом нижний конец корпуса 4 выходит из посадочного места корпуса 1 и сообщает полости под гильзами 2 через участки 14 и 12 канала с камерой 18. Давление под гильзами 2 падает и они возвращаются в исходное положение под действием пружин 3 и гидростатического давления столба промывочной жидкости в скважине.

Для того, чтобы предотвратить попадание промывочной жидкости в камеyv 18 в момент срабатывания аварий1 234 6 нои системы при движении корпуса 4 вверх клапан 24 перекрывает участок

11 канала и исключает попадание промывочной жидкости из ствола скважины через клапаны 10 и 15, участок 11 в камеру 18 °

После отбора проб пород при подъеме из скважины в гидравлической системе устройства давление остается постоянньм и оно равно давлению, создаваемому насосом, плюс давление, равное гидростатическому давлению столба промывочной жидкости в скважине на глубине отбора проб.

Для того, чтобы исключить работы с устройством, находящимся под давлением, после извлечения из скважины, предохранительный клапан срабатывает во время подъема устройства из скважины, когда давление окружающей среды (гидростатическое давление столба промывочной жидкости в скважине) уменьшается на некоторую величину (например 20 †.30 кгс/см ), и занимает положение, изображенное на фиг. 2 и 3. В этот момент гидравлическая система устройства сооб1цается со скважиной, и давление в ней во время подъема устройства из скважины остается равным давлению окружающей среды.

Формула изобретения

Устройство для отбора проб, содержащее корпус и размещенные в нем пробоотборные гильзы с гидравлическим механизмом подачи, имеющим электроприводный насос, распределительный узел в нагнетательном канале и возвратный механизм с дифференциальным,поршнем, установленным с возможностью взаимодействия с гаsовoh средой в замкнутой полости, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности опробования, оно снабжено клапаном, размещенным в нагнетательном канале и закрепленным тягой на дифференциальном поршне, при этом рабочая полость насоса сообщена с внешним пространством, нагнетательный канал выполнен с участком, проходящим через дифференциальный поршень, а дифференциальный поршень выполнен в виде золотникового элемента распределительного узла.

157) 234 с с

° 1

I с

С ос тави тель В, Аксл ер

Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Редактор И. Касарда

Заказ 1495 Тираж 480 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101