Устройство для отбора ориентированного керна

(51) 4 Е 21 В 25/16 КЕСОИЗфф 11 УтЩ, ЮВМотаИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ юл. 9 11дена Трудполитехн скин пковССР1981 ТБОРА ОРИЕ ержащее наруж-.внутреннюю м ей тки ньной апси-регистрируюнанесения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Донецкий орКрасного Знамениинститут(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТИРОВАННОГО КЕРНА, со ную трубу с коронкой, керноприемную трубу с для нанесения ориенти керн, датчик положени плоскости с индикатор щей частью и механизмо метки, а также привод возвратнопоступательного движения для согласованного перемещения элементов датчика и керноприемной трубы, о т л и -ч а ю щ е е с,я тем, что, с цельюповышения достоверности ориентациии уменьшения габаритов, индикаторно.регистрирующая часть выполнена в виде полого цилиндра с эксцентричнымгрузом, установленного на осях с возможностью свободного вращения, амеханизм нанесения метки - в видекинематически связанного реечно-храповым механизмом с приводом, возвратно-поступательного действия отметчика, наносящего метки на цилиндрическую поверхность цилиндра, при этом,реечно-храповой механизм имеет элементы последовательного изменения да отметчика на величину, равнуюгу зубьев рейки.1219780 Изобретение относится к горномуделу, а именио к геологораэведочному колонковому бурению и предназначено для отбора ориентированногокерна в наклонных скважинах,Цель изобретения - повышениядостоверности ориентации и умейьшения габаритов,На фиг. 1 приведено устройстводля отбора ориентированного керна,общий вид; на фиг, 2 - разрез податчику апсидальной плоскости.Устройство для отбора ориентиро-,ванного керна состоит иэ наружнойколонковой трубы 1 с коронкой 2 ипереходником 3, внутренней трубы 4,дпя приема керна, расположеннойвнутри трубы 1, На нижнем концетрубы 4 расположен механизм 5 длянанесения ориентирующей метки, выполненный, например, в виде подпружиненного резца. В верхней частитрубы 4 размещен датчик 6 апсидальной плоскости и пружина 7,Датчик 6 апсидальной плоскостисодержит полый цилиндр 8 с эксцент-.ричным грузом 9, установленный наосях 10 и 11 с возможностью свободного вращения, На внутренней поверхности цилиндра 8 размещен бланк12 иэ металлической фольги. От смещения бланк 12 защищен ножом 13,который расположен строго в плоскости, проходящей через ось датчика 6и центр тяжести эксцентричного груза 9, Детали 8 - 13 образуют индикаторно-регистрирующую часть. Пооси датчика апсидальной плоскости6 размещены пружина 14 и толкатель15, верхний конец которого проходит через уплотнение 16.Пружины 14 и 7, а также толкатель 15 являются элементами привода возвратно."поступательного движения, обеспечивающего согласованное перемещение элементов датчика и механизма для нанесения ориентированной метки на керн,Подпружиненная собачка 17, контактирующая с зубчатой рейкой 18,образуют реечно-храповой механизм,кинематически связывающий приводвозвратно-поступательного движенияс механизмом нанесения метки в ви,це отметчика 9, закрепленного упру"гой пластиной 20 на конце рейки 18.Хвостовик 21 собачки 17 имеетзакругленную форму. 2Зубчатая рейка заканчивается стержнем 22, расположенным в отверстии 23. К стержню 22 прижат пружинный тормоз 24. С диаметрально противоположной зубчатой рейке 18 стороны датчика 6 размещена направляющая плоскость 25 с выемкой 26,Размер выемки соответствует высотезубьев рейки 18,Пружинный тормоз 24 и направ-:ляющая плоскость 25 с выемкой 26являются элементами последовательного изменения хода отметчика навеличину, равную шагу зубьев рейки.Рейка 18 и отметчик 19 расположены на одной образующей с резцоммеханизма 5.Устройство для отбора ориентированного керна работает следующимобразом,Бурение по породе ведется обычным способом с передачей осевой на-,грузки через переходник 3 и наружную колонковую трубу 1 на коронку2. В зависимости от конструктивноговыполнения устройства внутренняятруба 4 вращается вместе с наружнойтрубой 1 или остается неподвижной.Для нанесения метки вращение останавливают, а подачу промывочнойжидкости увеличивают. За счет этогоувеличивается перепад давления впромывочном канале верхней частивнутренней трубы 4. Под давлениемжидкости сжимается пружина 7, ивнутренняя труба 4 смещается вниз.Механизм 5 нанесения ориентирующейметки, входя в конусную часть коронки 2, выдвигает резец, который на-носит продольную метку на керн,Одновременно под действием давленияжидкости толкатель 15 смещаетсявниз, сжимая пружину 14 на фиксированную величину рабочего хода. Воздействуя через собачку 17 на нижнийэуб рейки 18, толкатель 15 перемещает рейку 18, а вместе с ней пластину 20 и отметчик 19. Отметчик 19входит внутрь цилиндра 8 и наноситна бланк 12 продольную царапину.Благодаря грузу 9 и свободному расположению на осях 10 и 11 цилиндр 8в наклонной скважине всегда расположен так, что нож 13 находится стро.го в апсидальной плоскости. Такимобразом, угловое расстояние на бланке 12 между прорезью от ножа 13 иметкой, нанесенной отметчиком 9,10 5 20 25 30 35 40 45 50 553 1 представляет собой апсидальный угол между апсидальной плоскостью и меткой на керне, нанесенной механиэ-, мом 5.После уменьшения подачи промывочной жидкости до исходного значения давление падает, Пружина 7 поднимает вверх внутреннюю трубу 4, механизм 5 возвращается в исходное положение. Одновременно пружина 14 возвращает в исходное положение толкатель 15, который проходит через уплотнение 16. При подъеме вверх толкателя 15 собачка 17 контактирует с рейкой 18, а ее хвостовик 21 - с направляющей плоскостью 35. Рейка 18 и ее стержень 22, расположенный в отверстии.23, вместе с пластиной 20 и отметчиком 19 перемещаются вверх. Когда хвостовик 21 достигает выемки 26 ф собачка 17, которой до этого приходилось преодолевать трение, создавае" мое тормозом 24, сжимает свою пружину и, смещаясь по наклонной плоскости зуба, выходит из зацепления с рейкой 18, которая останавливается. При дальнейшем движении вверх собачка 17 под действием пружины вновь вхо" дит в зацепление с рейкой 18 на следующем зубе. Таким образом рейка 18 и отметчик 19 по окончании возвратного хода вверх толкателя 15 будут находиться на длину одного зуба ниже, чем в исходном положении,После определенного технологией интервала бурения цикл повторяется. При этом длина метки, наносимой от" 21978 О 4метчиком 19 на бланке 12, каждыйраз будет длийее на длину одногошага между зубями рейки 18. Этопозволяет после окончания бурения5 и подъема керна определить положение каждой метки на керне относитель"но апсидальной плоскости по извлеченному из датчика апсидальной плоскости 6 бланку 12.,О Использование предлагаемого уст-,ройства для отбора ориентирдванногокерна по сравнению с известным обес"печивает увеличение в несколько разстепени многократности действия,так как число зубьев храпового механизма и длина цилиндра практически ничем не ограничены и абсолютноне зависят от диаметра датчика; повышение надежности работы .эа счетустройства в условиях малых габари.гтов применения деталей достаточной прочности и существенногоупрощения конструкции в целом;точности определения положения апсидальной плоскости за счет применения более чувствительной системы ввиде цилиндрического отвеса и инаюрмативности кернового материалаза счет увеличения степени многократности нанесения меток.Эскизная проработка конструкциипоказала, что ее элементы свободноразмещаются в габаритах для скважиндиаметром 36 мм, что исчерпываетпрактически применяемый в настоящеевремя диапазон диаметров алмазногобурения.