Устройство для отбора ориентированного керна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 1 В 25/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья(56) Авторское свидетельство СССР1087652, кл. Е 21 В 25/16, 1983.Авторское свидетельство СССР1146409, кл. Е 21 В 25/16, 06 02 84, (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОТБОРА ОРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, содержащее наружную колонковую трубу с переходником и коронкой, внутреннюю невращающуюся керноприемную трубу, связан. ные с керноприемной трубой корпус с кернорвателем и датчик положения апсидальной плоскости с гидравлическим приводом, а также маркировочный механизм в виде резца, закрепленного на упругодеформируемом держателе, связанного с установленной в зазоре между наружной и керноприемной трубами подвижной и подпружиненной относительно корпуса с кернорвателем дроссельной шайбой и взаимодействующего с пружинным отклонителем, закрепленным на корпусе с кернорвателем, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации о ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика, он снабжен гидравлическим реле времени, установленным в гидравлическом приводе датчика, при этом корпус с кернорвателем выполнен с клиновым ограничи телем деформации отклонителя, размещен ным ниже отклонителя.Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна и индикацией его положения в пространстве.Целью изобретения является повышение достоверности информации об ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика.На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг, 2 - расположение взаимодействующих элементов конструкции в начале нанесения метки; на фиг. 3 - то же, после нанесения резцом метки регламентированной длины; на фиг. 4 - то же, при отсутствии керна; на фиг. 5 - график зависимости давления на манометре насоса от взаимного расположения дроссельной шайбы и кольцевого выступа при наличии керна; на фиг. 6 - то же, при отсутствии керна.Устройство содержит (фиг. 1) наружную колонковую трубу 1, связанную с переходником 2 и коронкой 3, Переходник 2 связан с буровой колонкой (не показано) Внутри трубырасположена не вращающаяся в процессе бурения керноприемная труба 4, соединенная подшипниковым узлом 5 с переходником 2. С трубой 4 жестко связаны датчик положения апсидальной плоскости многократного действия 6, конструкция которого содержит гидравлический привод в виде размещенного в корпусе 7 подпружиненного поршня 8. Устройство снабжено гидравлическим реле времени, представляюшим собой совокупность масло- наполненных полостей корпуса 7 и силь- фона 9, сообщающихся между собой через дроссельное отверстие 10 в дне корпуса, и поршня 8. С трубой 4 жестко связан также и корпус кернорвателя 11 с продольной прорезью, выполненной на уровне конической расточки, причем корпус сочленяется с трубой 4 при помощи срезных шпилек 12 (например, двух). На корпусе выше продольной прорези размещена пружина сжатия 13, на которой расположены последовательно поводок 14 с тягой 15 и дроссельная шайба 16 с возможностью их продольного перемещения на корпусе, Тяга связана с расположенным в продольной прорези корпуса упругодеформируемым держателем 17 с закрепленным на нем резцом 18 (например, в виде зерна алмаза) и взаимодействует с пружинным отклонителем 19 (например, Ч-образной формы), жестко закрепленным в прорези на корпусе 11.Держатель-резец, дроссельная шайба 16, подпружиненная относительно корпуса 11, и отклонитель 9 образуют маркировочный механизм,На перемычке прорези ниже отклонителя корпус 11 выполнен с элементом 20-клиновым ограничителем деформации отклонителя с возможностью взаимодействия его скоса (например, под углом 45) и держателя 17. В корпусе кернорвателя расположен кернор ватель 21 с возможностью перемещения. На внутренней поверхности трубы 1 закреплено кольцо 22, на таком уровне, чтобы внутри него могла пройти с небольшим зазором шайба 16 на всю высоту кольца, примерно соответствующую регламентированчой длине метки.Устройство работает следующим образом 10 Во время бурения кернорватель 21 поддействием входяшего в него керна поднимается в верхнее предельное положение и постоянно находится в этом положении выше резца 18, который в это время не касается керна. Для нанесения метки останавливают 15 вращение и на некоторое время повышаютрасход промывочной жидкости до давления Р под влиянием которого дроссельная шайба 16, преодолевая силу жесткости пружины 13, начинает двигаться вниз, приводя в движение поводок 14, который через тягу 15 опускает держатель 17.Если в корпусе кернорвателя имеетсястолбик керна с цилиндрической поверхностью (фиг, 2), то держатель начинает отжиматься отогнутой частью отклонителя 19 д и когда шайба проходит путь 5 резец соприкасается с керном, о чем сигнализирует резкий подъем давления Р (фиг. 2, 5) на манометре насоса, так как существенно уменьшается сечение для прохода промывочной жидкости между шайбой и кольцом. ЗО Шайба продолжает двигаться внутри кольца (участок 5 - 5на фиг, 5), а резец проводит метку на керне до тех пор, пока держатель не упирается в скос элемента 20, Геометрия (угол и длина) отОгнутой части отклонителя 19 и взаимное расположение по высоте кольца 22, шайбы 16, отклонителя и элемента 20 выбраны такими, что резец без поломки и с необходимым усилием нанесет метку (бороздку) регламентированной длины 5 - 5, а верхний торец шайбы 16 40 не опустится ниже кольца 22, так как этомупрепятствует держатель, распертый (фиг. 3) между керном и скосом (с достаточно большим углом) элемента 20.При наличии керна датчик 6 работаетследующим образом.Подъем давления до величины Р превышает силу жесткости пружины поршня 8 и он начинает медленно (из-за наличия гидравлического реле времени, т.е. перетекания масла из полости корпуса в полость сильфона через дросселируюшее отверстие 10) опускаться до срабатывания механизма (не показан) датчика, регистрирующего положение апсидальной плоскости для данной метки. Оператор по постоянству величины Р на манометре, получает информацию 55 с забоя, что за заданное время (например30 с) нанесена метка на керне, а в датчике выполнена соответствующая ей регистрация.Если в операции нанесения метки в корпусе кернорвателя керна нет (фиг. 4), то при повышении расхода промывочной жидкости до давления Р шайба, как и в первом случае, проходит путь 5, (фнг. 6), давление достигает величины Р, но теперь шайба 16, двигаясь вниз, проходит путь Я, так как держатель (из-за отсутствия керна) по скосу элемента входит внутрь корпуса 11. Как только шайба окажется ниже кольца, увеличивается проходное отверстие, давление падает до величины Р, и пружина 13 перемещает шайбу вверх, что вновь уменьшает проходное сечение, повышение .давления заставляет шайбу опуститься и т.д. Колебательное движение приводит и к колебаниям стрелки манометра между давлениями Р, и РзУказанные колебания шайбы не воспринимаются поршнем датчика 8 и он практически остается в исходном положении, поскольку частота колебания шайбы 16 во много раз выше частоты перетекания жидкости из плоскости корпуса 7 в полость силь- фона 9 и обратно через отверстие 10.Таким образом, при отсутствии керна датчик автоматически блокируется и не выполняет регистрации. Оператор по колебаниям стрелки манометра от значения Р до Рз получает информацию от забоя, что метка на керн нанесена, а датчик в это время был заблокирован (что будет учтено в дальнейшем ориентированном отборе, потому что число регистраций ограничено). После нанесения метки снижают расходпромывочной жидкости, шайба и поводок под действием пружины возвращается в исходное положение, резец снова утапливается в прорези. Операция срыва керна осуществляется по обычной технологии: подъемом снаряда и заклинованием керно рвателя.Повышение достоверности информацииоб ориентации керна за счет получения информации с забоя о состоянии керна и автоматической блокировки датчика при его отсутствии позволяет сократить число спусков благодаря точному соответствию количества нанесенных меток и количества регистраций для них, что позволяет полностью использовать потенциальные возможности 25 прибораАксл мокосов едактор Н. Горва аказ 639925 ВНИИП по 113035, М Филиал ПППСоставитель В Техред И. Верес Тираж 548 Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рау Патент, г. УжгоКорректор АПодписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5д ул Проектная