Устройство для отбора ориентированного керна

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11956743(51) М, Кл. Е 21 В 25/16 Гевудзрствелкмй квмитет Опубликовано 07.09.82. БюллетеньЗЗДата опубликования описания 07.09.82лв делам лзвбретеллй и вткрмтий(72) Авторы ,изобретения Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени исследовательский институт буровой технии Львовская геологическая экспедиция треста Кие 71) Заяви 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОТБОРА ОРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА 1Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для бурения с отбором керна и индикацией его пространственного положения.Известны устройства для отбора ориентированного керна, содержащие керноприем ную трубу с маркирующими зубьями и датчиком положения апсидальной плоскости 1.Однако для определения пространственного положения керна при применении этих устройств необходимы последующие измерения угла наклона ствола и азимута положения апсидальной плоскости, что уменьшает производительность бурения.Более совершенны устройства для ориентированного отбора керна, где угол наклона и азимут определяются одновременно с бу рением и нанесением метки .на керн.Известно устройство, содержащее керноприемную трубу, установленный с возможностью перемещения по керноприемной трубе инклинометрический датчик в замкнутом корпусе с выступающим вниз подпружиненным стержнем фиксатора арретирного механизма, а также маркирующие зубья для нанесения ориентированной метки на керн 21. Однако указанное устройство характеризуется недостаточной надежностью из-за постоянного контакта инклинометрического датчика с поверхностью керна и необходимостью удержания его от проворота относительно керноприемной трубы на протяжении всего хода наполнения керном. При наличии шлама возможно заклинивание и разрушение деталей соединения датчика с керноприемной трубой.Цель изобретения - повышение надежности за счет предотвращения разрушения инклинометрического датчика.Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве корпус инклинометрического датчика снабжен подъемной поплавковой камерой, соединен с керноприемной трубой срезным штифтом, а маркирующие зубья расположены на нижнем торце корпуса.Кроме того, керноприемная труба снабжена рычажковыми держателями.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 1.Устройство состоит из керноприемной трубы 1, к верхней части которой присоеди 956743нен рычажковый держатель 2 с подпружиненными рычажками 3, а к нижней - башмак 4 с кернорвателем 5.В верхней части башмака 4 выполненыотверстия под винты 6, посредством которыхчерез срезные штифты 7 инклинометрический датчик удерживается в исходном полок:ении.Инклинометрический датчик состоит иззамкнутого корпуса 8, внутри которого размещен инклинометр 9 с арретирным подпружиненным механизмом 10.Инклинометр 9 в исходном положениисвободно вращается на двух игольчатыхподшипниках скольжения. Верхний безупорный подшигник 11 жестко соединен с крышкой корпуса 12, Нижний упорный подшипник 13, поджатый пружиной 14 и находящийся внутри стержня 15, является подвижным и при движении последнего вверх опускается вниз.В нижней части стержня 15, выходящего 20из корпуса 8 к забою, выполнено отверстиепод штифт 16, удерживающий пружину 17в сжатом состоянии, В верхней части привод-.ного стержня 15 выполнена беговая дорожка для шарика 18,Эксцентрично основание датчика инклинометра 9 снабжено эластичной прокладкой 19, в которую вдавливается шарик 18при движении стержня 15 вверх.В подградуированном корпусе 8, противинклинометра 9, выполнены окно 20 изпрозрачного материала для взятия отчетовазимута 21 и угла наклона 22, а также определения положения нижних точек опсидальной плоскости по инклинометру 9 и шарику 18,Нижний торец корпуса 8 снабжен экс- з 5центрично расположенными твердосплавными маркирующими зубьями 23 для нанесения меток за керн.Инклинометрический датчик установленв керноприемной трубе, так что в исходномполо:кении зубья 23 опережают рабочие ор оганы бурильной головки или коронки.Стержень 15, со вставленным штиф-том 16, в свою очередь опережает вылетзубьев 23.Для удобства взятия отчетов, шкала 45угла наклона 22 проградуирована, положение зубьев 23 перенесено метками на градуированный корпус 8 с окнами 20, а положение эксцентрика инклинометра 9 - на егорамку. Инклинометр 9 работает в среде прозрачного масла. Герметизация маслянойкамеры, образованной корпусом 8 и крышкой 12 достигается гофрированными элементами 24, которые обеспечивают работоспособность устройства при любых перепадах давления.55Датчик защищен от воздействия промывочной жидкости кожухом 25, верхняя внутренняя часть которого представляет поплавковую камеру 26, заполненную газом или воздухом. На наружной верхней кожуха 25выполнены конические пазы 27 для зацепления с рычажками 3 во время подъема датчика в область держателя 2.В случае применения одинарной колонковой трубык башмаку 4 присоединяетсябурильная головка или коронка.Работает устройство следующим образом.В собранном виде устройство спускают вскважину. В призабойной зоне спуск осуществляют с промывкой до посадки на забойс целью очистки последнего.По достижении забоя на него создаютосевое нагружение, обеспечивающее качественное оставление следа от зубьев 23 и срезштифтов 7, прочность которых выбираетсяв зависимости от прочности горных пород.Если невозможно создать необходимую осевую нагрузку, то устройством повторно ударяют о забой. При этом стержень 15, первымкоснувшись забоя, передает осевое нагружение на штифт 16 под действием чего происходит его срез. Пружина 17, таким образом, освобождается и своим усилием поднимает стержень 15 до полного прижатия арретирного механизма 10 и шарика 18, Арретирный механизм 10 инклинометра 9 приэтом будет прижат к крышке корпуса 12,зафиксировав тем самым зенитный и азимутальный углы и положение апсидальнойплоскости.Дальнейшее совместное внедрение зубьев 23 в породу приводит к оставлению наней ориентированных меток, изображенныхна фиг. 3 и срезу штифтов 7.Инклинометрический датчик освобождается от защемления с керноприемной трубой 1.После полной посадки устройства на забой промывку выключают. За счет поплавковой камеры 26 датчик поднимается в область рычажкового держателя 2, где удерживается при последующей промывке засчет зацепления конических пазов 27 с рычажками 3. Это предотвращает разрушениеили искажение ориентированных меток после их нанесения зубьями 23.Этим же устройством оббуривают и извлекают керн на поверхность,При извлечении устройства по меткам,оставленным зубьями 23, из керна и аналогичным пересеченным на градуированныйкорпус 8, сразу можно приступить к определению естественной ориентации керна.Для этого через, окна 20 берутся отсчетызенитного угла, а также положение магнитной стрелки 21, шарика 18 и аксидальнойплоскости по инклинометру 9 относительнопроградуированного корпуса, В вертикальных скважинах ориентирование ведется только по азимуту 21.К преимуществам данного устройстваследует отнести: оперативность в отбореориентированных кернов; достоверность получения нижней точки апсидальной плоскости и возможность проверки показаний датчика 9 последующими инклинометрическими работами на скважине; возможность отбора ориентированных кернов на базе любых колонковых наборов и снарядов в вертикальных и наклонных скважинах; простота в обслуживании, не требующая большой квалификации обслуживающего персонала.Формула изобретения1. Устройство для отбора ориентированного керна, содержащее керноприемную трубу, установленный с возможностью перемещения по керноприемной трубе инклинометрический датчик в, замкнутом корпусе с выступающим вниз подпружиненным стержнем фиксатора арретирного механизма, а такжемаркирующие зубья для нанесения ориентированной метки на керн, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности за счетпредотвращения разрушения датчика, кор 5 пус инклинометрического датчика снабженподъемной поплавковой камерой, соединенс керноприемной трубой срезным штифтом,а маркирующие зубья расположены на нижнем торце корпуса.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что керноприемная труба снабжена рычажковыми держателями.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1188404, кл. Е 21 В 25/16, 1965.2. Патент ФРГ163270, кл, 5 А 25/00,1962 (прототип).итель В. АкслеБойкас3ого комитетаний и открытРаушская набжгород, ул. Состав едактор С. Запесочный Техред А аказ 6547/14 Тираж 62 ВНИИПИ Государственн по делам нзобрете 113035, Москва, Ж - 35,Филиал ППП Патент, г, У