Устройство для отбора проб

(51) Е 21 В 49/06 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН А 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(088 свидеЕ 21идетЕ. 21 ельство СССР 49/06, 1984. ельство СССР49/06, 1985,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 4483067/232) 27. 07,886) 15,06.90.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПОРОД(57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение производительности опробования. Устр-во содержит корпус 1 иразмещенные в нем пробоотборные гильзы 2 с гидравлическим механизмомподачи, имеющим электроприводной насос. Устр-во имеет распределительный узел в нагнетательном канале ивозвратный механизм с дифференци1571234 51015 альным поршнем 13, установленным с озможностью взаимодействия с газоой средой в замкнутой полости каер 18. В нагнетательном канале размещен клапан 24, закрепленный тя"ой 23 на поршне 13. При этом рабочая полость 9 насоса сообщена с внешним пространством. Нагнетательиый 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 величивается, и прй достижении опИзобретение 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 - узелна фиг. 2. Устройство для отбора проб содержит корпус 1, в котором размещены пробоотборные гильзы 2 с возвратными пружинами 3. Корпус 1 подвижносоединен с корпусом 4 электроприводного насоса, образованного двигателем 5, редуктором б и винтовым механизмом 7, осуществляющих возвратнопоступательное движение поршня 8 врабочей полости 9, сообщающейся свнешним пространством через клапанвсасывания 1 О. 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 гильз2. В верхней части нагнетательногоканала .установлены нагнетательныйклапан 15, предохранительный клапан16 с пружинным стопором 17,В корпусе 1 имеется замкнутая камера 18, заполненная газовой средой,с которой взаимодействует дифференциальный поршень 13, Камера 18 сообщается с подпоршневым простраист 25 30 35 40 45 50 55 ределенной величины поршень 13 начинает двигаться вниз. Под действиемгидростатического столба промывочной жидкости в скважине гильзы 2 сотобранными пробами породы возвращаются в исходное положение. Послеэтого устр-во извлекается на поверхность. Для предотвращения попаданияпромывочной жидкости в камеру в момент срабатывания аварийной системыпри движении корпуса устр-ва вверхклапан 24 перекрывает участок нагнетательного канала и исключает попадание промывочной жидкости из стволаскважины. 3 ил,вом каналом 19, а через канал 20 с полостью кольцевой выточки 21.Дифференциальный поршень 13 подпружинен пружиной 22 относительнокорпуса 1. Совокупность каналов вкорпусе 1 и дифференциальный поршеньс каналами и проточкой образуют распределительный узел в нагнетательном канале. При эом дифференциальный поршень является золотниковымэлементом распределительного узла.На поршне 13 посредством тяги 23закреплен клапан 24, размещенный вучастке 11 нагнетательного канала.Подвижное соединение корпусов 4 и 1содержит элементы аварийной системыв виде срезного штифта 25 и стопорного штифта 26, поджимаемого пружинным кольцом 27. Для спуска вскважину 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 покабелю 28 подается ток на двигатель5, вращение которого передается че"рез редуктор 6 на винтовой механизм7, преобразующий вращение в возвратно-поступательное движение поршня 8,Перемещаясь вниз, поршень 8 нагнетает промывочную жидкость, поступившую через всасывающий клапан 1 О придвижении поршня 8 вверх, через клапан 15, участки 11, 1 2, 14 каналапод гильзы 2, Под действием избыточного давления, создаваемого поршнем1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 1578, гильзы 2 выдвигаются и вдавливаются в породу. Контроль за процессомотб ора проб породы (вдавлив ания бойков) ведется по показаниям датчика29 давления,После внедрения гильз 2 в породудавление в гидравлической системеустройства начинает увеличиваться ипри достижении определенной величиныначинается движение вниз дифференциального поршня 13, который преодолевает сопротивление пружин 22 иразобщает участки 11 и 12 канала отучастка 14 канала. При этом участок 1 4 канала совмещается черезпроточки 21 и каналы 19 и 20 с камерой18. 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 каналеи под гильзами 2, то давление подгильзами 2 и в участке канала 14 падает почти до атмосферного. Под действием пружин 3 и гидростатическогодавления столба промывочной жидкостив скважине гильзы 2 с отобраннымипробами 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 устройствов скважине находится в рабочем поло"женин, т.е. бойки внедрены в породу,предусмотрена аварийная система,работающая следующим образом.При возникновении аварийной ситуации производится натяжка кабеля 28и происходит срезание штифта 25(фиг. 2). Корпус 4 движется вверх дотех пор, пока стопорный штифт 2 б невходит в паз корпуса 1 под действиемпружинного кольца 27. При этом нижний конец корпуса 4 выходит из посадочного места корпуса 1 и сообщаетполости под гильзами 2 через участки 14 и 12 канала с камерой 18. Давление под гильзами 2 падает и онивозвращаются в исходное положениепод действием пружин 3 и гидростатического давления столба промывочнойжидкости в скважине.Для того, чтобы предотвратить попадание промывочной жидкости в камер 18, в момент срабатывания аварий 1234 6ной 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 18После отбора проб пород приподъеме из скважины в гидравлической системе устройства давление остается постоянньм и оно равно давле"нию, создаваемому насосом, плюс давление, равное гидростатическому давлению столба промывочной жидкостив скважине на глубине отбора проб.Для того, чтобы исключить работыс устройством, находящимся под давлением, после извлечения из скважины, предохранительный клапан срабатывает во время подъема устройства изскважины, когда давление окружающейсреды (гидростатическое давлениестолба промывочной жидкости в скважине) уменьшается на некоторую величину (например 20 в 30 кгс/см ),и занимает положение, изображенноена фиг. 2 и 3. В этот момент гидравлическая система устройства сооб 1 цается со скважиной, и давление в нейво время подъема устройства из сква"жины 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 газовой 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.1571 234 2 слер Составитель ктор И, Касарда Техред М,ХКор р Н.Король аказ 1495 Тираж 480НИИПИ Государственного комитета по иэоб113035, Москва, Ж, Ра льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 оизводственноИ г 7 Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., д, 4/5