Устройство для отбора многократноориентированного керна

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН 1191 (11 1 Е 21 В 25/16 ТИЙ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья(56) 1. Патент Франции Ф 1389932,кл. Е 21 В, опублик. 1964.2. Авторское свидетельство СССР(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА МНОГОКРАТНООРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, содер)кащее наружную колонковую трубус переходником, коронку с коническойрасточкой, стопорящий узел, внутреннюю продольно подвижную невращающуюся керноприемную трубу с датчикомположения апсидальной плоскости и цанговым кернорвателем, а также маркировочный механизм в виде поршня,связанного с керноприемной трубой изакрепленного на ней упругодеформируемым держателем резца, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности ориентированиякерна, оно снабжено копиром в видевтулки с внутренней профилированнойповерхностью, имеющей верхний участок с конусностью, совпадающей понаправлению с конусностью коническорасточки, средний - цилиндрическийи нижний - с конусностью равной повеличине, но противоположной по направлению конусности конической расточки,при этом копир размещен надконической расточкой, а держательимеет опорный выступ для взаимодействия с копирсм на пути перемещенияпо профильной поверхности копира.1087652 10 15 Изобретение относится к горному делу, к средстнам для бурения с отбором керна и индикацией его положения пространстве.Известны устройства для отборамногократноориентированного керна,содержащее наружную колонковую трубуи невращающуюся керноприемную трубус резцами, радиально установленными на внутренней поверхности ее нижнего конца. В процессе бурения керн находится н постоянном контакте с резцами, которые оставляют на нем непрерывные бороздики, одна из которых является маркировочной 1 . К недостаткам устройств подобного типа следует отнести возможность разрушения керна при бурении трещиноватых пород, а также возможность поломки резцов при бурении твердых пород.Наиболее близким к изобретению яВОляется устройство для отбора многократноориентированного керна, содержащее наружную колонковую трубу спереходником, коронку с коническойрасточкой; стопорящий узел, внутРеннюю продольно подвижную невращающуюся керноприемную трубу с датчикомположения апсидальной плоскости ицанговым кернорвателем, а также маркировочный механизм в виде поршня,связанного с керноприемной трубой изакрепленного на ней упругодеформитемым держателем резца 2,однако в связи с тем, что диаметркерна (из-за подработки коронки) иего твердость От Рейса к рейсу могутизменяться, то соответственно можетизменяться и глубина Внедрения резцав керн при контактировании кернорват,.ля с конической гасточкой коронки,Нри этом могут возникнуть следующие 40случаи. либо сила сопротивления, возникающая при перемещении рез.а;1 ре 1высит его прочность и ои может сломаться вероятность этого Возрастает ии мнОгократном нанесении меток с 4 фэа рейс, либо длина метки станетстоль малой, что ее трудно будет отличить от царапины естестненного происхождения,Все э.со понижает надежность ориенС,тации керна,)Цель изобретения - повышение надежности ориентирования керна.Укаэанная цель достигается тем,что устройство для отбора многократ 55ноориентированного керна, содержащее наружную колонковую трубу с переходником, коронку с конической расточкой, стопорящий узел, внутреннююпродольно подвижную невращающуюся 60,керноприемную трубу с датчиком положенифя апсидальной плоскости и цанговый кернорватель, а также маркировочный механизм в виде поршня, связанного с кеоноприемной трубой и закрепленного на ней. Упругодеформируемым держателем резца, снабжено копиром в виде втулки с внутренней профилированной поверхностью, имеющей верхний участок с конусностью, совпадающей по направлению с конусностью конической расточки, средний - цилиндрический и нижний - с конусностью равной по величине, но противоположной по направлению конусности конической расточки, при этом копир размещен над конической расточкой, а держатель имеет опорный выступ для взаимодействия с копиром на пути перемещения по профильной понерхности копира.Наличие копира с профилированной поверхностью, имеющей конические и цилиндрический участки, обеспечивает нанесение маркирующей риски регла-. ментированной длины, при этом направление конусности нижнего участка иопорный выступ на держателе предотвращают поломки резца и лимитируютнагрузку при изгибе держателя. На фиг. 1 показано устройство, общий вид, реэрез; на Фиг. 2 - положение кернорвателя и маркировочногомеханизма нри выходе опорного выступа на цилиндрический участок копира,разрез; на фиг. 3 - положение кернорвателя и маркировочного механизмапосле прохождения цилиндрического участка; на фиг. 4 - положение кернорнателя и маркировочного механизмапосле прохождения копиром нижнегоучастка," на фиг. 5 - график зависимости усилия внедрения резца в кернОт пройденного ути по участкам проФильной поверхности (штриховая линиятот же график для прототипа) . устройсво содержит внутренюю иевращающуюся в процессе бурения керноприемную трубу 1, которая может перемещаться возвратно-поступательно Относительно наружной колонковой трубы 2 с коронкой 3, имеющей над матрицей коническую расточку, С тру бой 1 жестко связаны датчик положения апсидальной плоскости многократного действия 4 н цангоный кернорватель 5, в одной из прорезей которого установлен маркировочный механизм 6, состоящий иэ упругого держателя 7 (например, н виде пцоской пружины), жестко закрепленного на трубе 1 иоснащенного резцом 8 (например, в виде зерна алмаза) и - выше него опорным выступом 9, имеющим воэможность контактирования с копиром 10, помещенным выше конической расточки. Верхняя внутренняя часть 11 копира имеет конусность, совпадающую по направлению с конусностью расточки коронки, средняя 12 - вертикальна, а нижняя 13 имеет конусность, равную но величине, но противоположную понаправлению конусности расточки. Тру-., ба 1 соединена подшипниковых узлом 14 с подпружиненным поршнем 15, который, в свою очередь, соединен подвиж- нов аксиальном направлении с пере.ходником 16, последний жестко связан 5 с бурильной колонной не показана) . Пружину поршня поджимает гайка, над которой расположен стопорящий узел 17 в виде инерционного диска.Устройство работает следующим об разом.Во время бурения труба 1 находится в предельном верхнем положении, кернорватель 5 и резец 8 не касаются керна, а упор 9 не контактирует с копиром, дЛя нанесения метки останавливают вращение и повышают расход промывочной жидкости, под давлением которой поршень 15 перемещает трубу 1 вниз. При этом упор 9 еще до захода кернорвателя в коническую расточку коронки входит в контакт с верхней внутренней частью 11 копира, перемещается по ней и к моменту выхода на вертикальный участок 12 отжимает упругий держатель 7 до касания рез.цом 8 керна (фиг. 2) . Причем конус- ность участка 11 и жесткость держателя в том числе, на плече резец - выступ) выбраны такими, что, во-первых, резец всегда касается керна З 0 при допускаемых отклонениях его диаметра из-за изношенности коронки), во-вторых, усилие прижатия резца к керну заведомо не превосходит опре-деленной величины фиг. 5), могущей З 5 сломать резец.При дальнейшем перемещении выступ 9 скользит по вертикальной части 12 копира, а резец проводит на керне метку с усилием прижатия, достигну тым на участке 11. В конце участка 12 кернорватель касается конической расточки коронки. Теперь гри дальнейшем ходе трубы кернорватель начинаетприжиматься к керну, вместе с нимприжимается и держатель 7. Но усилие прижатия резца к керну остаетсяпрежним .(фиг. 5), так как выступ 9начинает скользить по участку 13,имеющему конусность, равную по величине, но обратную по направлению конусности коронки, т,е, насколько сжимается кернорватель, настолько жеотходит в его прорези держатель срезцом 8, поэтому глубина погруженияпоследнего в керн остается постоянной. На фиг, 5.штриховой линией показано для сравнения, как увеличивается усилие прижатия в прототипе, неимеющем копира здесь же видно, кроме того, что длина метки в предлагаемом изобретении больше и величина еепостоянна),В предельном нижнем положении(фиг, 4) керн полностью обжат цанговым кернорвателем, а резец отошел натолщину прорези к конической поверхности расточки.После нанесения метки снижают расход промывочной жидкости, и труба 1под действием пружины поршня 15 вращается в исходное положение. Приэтом резец и упор маркировочного механизма проходят путь,"обратный описанному,Аналогичный цикл нанесения меткиповторяется столько раз, сколько иеток нужно нанести.Предохранение резца маркировочного механизма от поломки и надежноеразличие ориентированных меток на бо.ковой поверхности керна позволит повысить ресурс керноориентатора, атакже сократить число дорогостояющихспуско-подъемных операций (в среднеи25 руб. каждая 1 на отбор ориентированного керна, что, в конечно;. счете,повысит производительность бурения,