Кернорватель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09. 10. 81(21) 3335823/22" 03

РЦМg з

Е 21 В 25/10с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

)53) УДК 622 ° 243 е б4 (088.8) Опубликовано 070283. Бюллетень HP 5

Дата опубликования описания 070283

) (72) Автор изобретения

Г, К. Ешимов

Белорусская геолого-гидрогеологическая э

Управления геологии Белорусско (71) Заявитель (54) KEPHOPBATEJIb

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам для бурения с отбором керна из скважин.

Известны кернорватели, содержащие корпус и кернозахватный элемент (1).

Недостатками этих кернорвателей являются, локальная зона захвата кер» на и низкая надежность работы в условиях, когда в месте захвата керна попадает участок разрушенной или трещиноватой породы.

Более совершенны кернорватели, которые удерживают керн по всей его поверхности.

Известны также кернорватели содержащие разъемный корпус со съемным кольцом, упругую керноудерживающую спираль и подпружиненный спиралью кернозахватный элемент (2). Однако применение таких кернорвателей также не обеспечивает требуемой надежности работы,. так как конструкция кернозахватного элемента не перекрывает всего сечения керноприемной полости. В сильно разрушенных породах, где поперечные размеры керна могут быть существенно меньше, чем это требуется для надежного контакта с .-кернозахватным элементом, керноудерживающая спираль не изменяет своего положения, не увеличивается в ди аметре и препятствует нормальному кернообразованию.

Цель изобретения -.обеспечение удержания керна трещиноватых и разрушенных пород.

Указанная цель достигается тем, что в кернорвателе, содержащем разъ- емный корпус со съемным кольцом, упругую керноудерживающую спираль и подпружиненный спиралью керноэахвасный элемент4 спираль выполнена дВойной, с диаметрально расположенными нижними концами в виде радиально-ориентированных осей с расположенными по образующей переходными на витки спирали участками, а керноэахватный элемент выполнен в форме полукольца закрепленного на нижних концах спирали шарнирно и с эксцентрично расположенными относительно осей краевыми скосами, сопряженными с наклонной поверхностью витков спирали.

На фнг. 1 изображено устройство при бурении, кернозахватний элемент и спираль сжаты поступающим в трубу столбиком керна, (не показан) на фиг. 2 - устройство.в свободном сос» тоянин; на фиг. 3 — кернозахватный элемент и фрагменты витков спирали, 994685

Устройство работает следующим образом.

При спуске на забой кернорватель спускается в положении, как показано на фиг. 2. Элемент 7 повернут вниз от пружин 4 за счет взаимодействия эксцентричного скоса 11 с нижним вит-ЗО ком 14 пружины 4, так как минимальное расстояние от центра осей 6 элемента 7 до его поверхности 13 больше, чем длина участка конца 5 пружины 4 от нижнего края витка до цент" 35 ра оси. Упоры 9 не позволяют элемен" ту 7 повернуться в вертикальное положение, чем обеспечивается его последующее перемещение в нужном направлении. Затем под действием входяще- 4Q го в корпус l керна элемент, 7, поворачиваясь вокруг осей б, и за счет крутящего момента и сил трения с керном при правом вращении снарядавокруг оси скважины относительно кор-4 пуса 1, раскручивает пружины 4, природ, спираль выполнена двойной с диаметрально расположенными нижними кон. Ц цами в виде радиально-ориентированвания. После завершения бурения, ког-65 вид спереди на фиг. 4 - кернозахватный элемент и фрагменты спирали, продольный разрез, вида сбоку.

Кернорватель состоит из разъемно" го корпуса 1, между частями которого размещено съемное кольцо 2 с пазом под фиксатор 3 и присоединенной к нему двойной спиралью в виде цилиндрических с правой навивкой пружин 4, нижние концы 5 витков которых отогнуты вдоль образующей и затем в радиальном направлении и служат, таким образом, в качестве шарнирных осей б кернозахватного элемента 7 в форме полукольца, армированного твердым сплавом 8. Концы 9 элемента 7 имеют упоры 10 с эксцентричными относительно,оси скосами 11, в которые переходит поверхность 12, сопряженная с нижней наклонной поверхностью 13 нижнего витка пружины 14. В качестве породоразрушающего инструмента используется коронка 15 с ребрами 16, армированная резцами 17. жимая их нитки к стенкам полости корпуса 1 и увеличивая их диаметр, и сжимает их вдоль оси, как показано на фиг. 1. Расположение осей б рвательного элемента 7 на диаметрально противоположных концах пружин 4, вэаимодействие рвательного элемента 7 с пружиной 4 на возрастающем участке площади и наличие корпуса 1 способст- вует самоцентрированию пружин в сжа" том состоянии относительно оси скважины. При этом разрушенный керн, взаимодействуя с вращающимися выступающими витками пружин 4, совершает поступательное движение в полость керноприемной трубы. В комплексе с восходящим потоком это обеспечивает улучшение, условий формирования керна и предотвращение его самозаклиийида прекращается вращение, пружины

4 закручиваются, уменьшая свой диаметр, и разжимаются вдоль оси за счет своей упругости, отжимая при этом элемент 7 книзу, и перекрывая, таким образом, полость керноприемной трубы. Обжатие керна на значительном участке, равном длине спирали в свободном-состоянии, обеспечивает надежность удержания целых столбиков керна, а перекрытие рвательным элементом полости керноприемной трубы снизу — надежное удержание разрушенного керна, причем, при закручивании пружин 4 элемент 7, перемещаясь вокруг керна, подрезает его. Если керн не подрезается при этом полностью, то его срыв можно обеспечить, повернув снаряд на несколько оборотов влево. Затянутые при бурении резьбовые соединения не отворачиваются, а керн надежно зажимается пружинами 4, так как их верхняя часть, присоединенная к кольцу 2, закрепленному в корпусе с помощью фиксатора 3, вращается вместе с корпусом, а нижняя удерживается трением резцов 8 рвательного элемента 7 об основание керна. Причем, растяжение пружин 4 весом поднимаемого столбика керна, нижний край которого упирается в элемент 7, приводит к еще более крепкому обжатию керна пружинами 4. Для извлечения керна достаточно развинтить корпус 1 кернорвателя и извлечь кольцо 2 с пружинами 4 и рвательным элементом 7, либо упереть рвательный элемент 7 в трубку, имеющую размеры, позволяющие ей разместиться между керном и стенками корпуса, и „пазы для прохода ребер 16 и резцов 17, котора сжимает пружины 4 и пропускает керн

Формула изобретения

Кернорватель, содержащий разъемный корпус со съемным кольцом, упругую керноудерживающую спираль и подпружиненный спиралью кернозахватный элемент, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удержания керна трещиноватых и разрушенных поных асей с расположенными по образующей переходными на витки спирали участками, а кернозахватных элемент выполнен в форме полукольца, закрепленного на нижних концах спирали шарнирно и с эксцентрично расположенными относительно осей краевыми скосами, сопряженными с наклонной поверхностью витков спирали.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе

1. Гребенюк A.À.Òåõíèêà и технология получения керна. N,, Недра, 1973, с. 22, рис, 8.

2. Патент США Р 2850265, кл. 175251,,опублик. 1958 (прототип).

Составитель В,Акслер

Редактор И.Касарда Техред A.Бабинец Корректор E.Рошко

Заказ 596/14 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )Х-35, Рау)аская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4