Керноотборный снаряд

СОЮЭ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (1) г 992 21 В 25/00 51) РЕ ЕТЕЛЬСТ ВТО У С ными 8 иуриз поверхнправлениита рычажкарасстояние мвечают за ычажков по стей выпол т режущей к Длины рыча ежду осями д Виси мости еньшеи мере одна на выпуклой в на- омки к оси повороков и вертикальное ух рычажков отльский х+1,мм где Х осями рычаждли кромк ры 4 аж В - р мм; нием допус з,п, ф ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИ(72) Ф.Ф,Равилов, Я,А.Эдельман, А.Г.Мессер, В.В.Макушин, С,В.Никитин, Сианка Ибарра Луис и В,Н.Филиппов. (56) Авторское свидетельство СССР М 1093788, кл. Е 21 В 25/14, 1984,(57) Использование: бурение с отбором керна. Сущность изобретения: керноотборный снаряд включает бурильную головку 2 с кернообразующим отверстием 3 и расположеннье друг над другом снабженные режущими кромками 10 и 11 поворотные кернозахватные рычажки 8 и 9 разной длины, причем короткие рычажки 9 размещены над длинное расстояние между мм; О - длина длинндгд щей 1 ромки до оси), мм; К о рычажка (от режущей м; Р - расстояние от оси кальной оси снаряда.мм; образующего отверстия, е, определяемое округлелины до целого числа и отовление деталей, мм, 1- вертикаль рычажков, ка (от режу на коротког и до оси) м ка до верти адиус керна - отклонени расчетной д ками на изг -лы,4 ил.к - (г =я ) +,м 2 2стояние межд ос о --2 где Х - вЕртикальное рас Я 3ми рычажков, мм;О - длина длинного рычажка (от режущей кромки до оси), мм;К - длина короткого рычажка (от режущей кромки до оси), мм;Р - расстояние от оси рычажктикальной оси снаряда, мм;В - радиус кернообразующего отверстия, мм;т - отклонение, определяемое округлением расчетной длины до целого числа идопусками на изготовление деталей, мм,а также тем, что у расположенных друг наддругом рычажков обращенные друг к другуповерхности выполнены выпуклыми,Отличительный признак заявленноготехнического решения, заключающийся втом, что длины рычажков и вертикальноерасстояние между осями двух рычажков отвечают зависимости 5 3э до вер 2 я2 Изобретение относится к буровой технике, а конкретно к устройствам для бурения с отбором керна - керноотборным снарядам,Цель изобретения - повышение выхода керна и стойкости кернозахватных рычажков путем обеспечения соприкосновения на диаметре кернообразующего отверстия режущих кромок каждых двух расположенных друг над другом поднятых рычажков и создания в керне рэстягивающих напряжений при внедрении в него рычажков.Цель достигается тем, что в керноотборном снаряде, включающем бурильную голо,вку с керообрэзующим отверстием и расположенные друг над другом, снабженные режущими кромками поворотные кернозахватные рычажки разной длины, причем короткие рычажки размещены над длинными, и у рычажков по меньшей мере одна из поверхностей выполнена выпуклой в направлении от режущей кромки к оси поворота рычажка, длины рычажков и вертикальное расстояние между осями двух рычажков отвечают зависимости позволяет обеспечить совместную работу всех рычажков в процессе их взаимодействия с керном при захвате, отрыве и удержании керна, так как при этом обеспечивается принудительное внедрение в керн длинных рычажков короткими, угол встречи которых с керном всегда достаточен для самопроизвольного внедрения их режущих кромок в.керн при захвате. Таким образом, гарантированно обеспечивается весь цикл работы5 всех рычажков при захвате, отрыве и удер. жании керна,Отличительный признак заявленноготехнического решения, заключающийся втом, что у расположенных друг нэд другомкернозахватных рычажков обращенные.друг к другу поверхности выполнены выпук- .лыми в направлении от режущей кромки коси поворота рычажка, позволяет создать втеле керна при внедрении в него рычажков15 интенсивные растягивающие напряжения,которые еще более усиливаются по мереповорота рычажков вокруг своих осей приотрыве керна, так как режущие кромки. рычажков интенсивно расходятся в теле керна.20 В результате этого отрыв керна происходитпри меньшем по сравнению с иными механизмами отрыва керна моменте(короче расстояние от места приложения нагрузки, т.е.от режущей кромки рычажка до точки опоры: не дооси рычажка, как в известных устройствах, а до места контакта рычажковдруг с другом), следовательно, и меньшемусилии, которое,кроме того, распределяется по всем рычажкам,0 На фиг. 1 представлен общий вид заяв-.ленного керноотборного снаряда; на фиг. 2;- фрагмент снаряда, где показано положение рычажков на продвигающемся в снаряде керне до врезания рычажков в керн; на5 фиг. 3 - аналогичный фрагментпоказывающий момент, когда рычажки при подъемекернователя уже начала внедряться в керн,причем, если на фиг, 1 и 2 показаны рычажкис плоскими поверхностями, то на фиг, 3 дан0 вариант выполнения рычажков, у которыхобращенные друг к другу поверхности выполнены выпуклыми в направлении от режущей кромки к оси поворота рычажка; на фиг,4 приведена расчетная схема кернователя,5 Керноотборный снаряд содержит корпус 1, бурильную головку 2 с кернообрэзующим отверстием 3, диаметр которого равен2 Я, где В - радиус отверстия, керноприемник 4, обойму 5 с пазами 6 и 7 на двух ярусах,0 длинные рычажки 8 и расположенные надними в тех же вертикальных плоскостях короткие рычажки 9, Рычажки 8 и 9 снабженысоответственно режущими кромками 10 и11. Обращенные друг к другу поверхности55 12 и 13 рычажков 8 и 9 на фиг, 3 выполненывыпуклыми, Рычажки 8 и 9 поворачиваютсяна валиках 14. Длинные рычажки 8 имеютдлину О, а короткие рычажки 9 - длину К.Оси всех рычажков отстоят от центральнойоси снаряда на расстоянии Р. Размер по10 15 20 25 30 Рассмотрим конкретный случай, Нужно разработать предлагаемое устройство для отбора керна диаметром 28 = 80 мм из перемежающихся мягких и крепких пород. Принимаем длины рычажков (от режущей кромки до оси валика) равными О = 44 мм и К = 16 мм, а размер от центральной оси снаряда до осей валиков равным Р = 46 мм. Рассмотрим треугольник аОб (рис. 4). Принят. как сказано выше, размер О = 44 мм, Катета найдем как разницу Р-В =46-4-6 мм, а катеты б и с найдем как разницу квадратов катетов; 35 40 6 = О - 6 = 44 - 6 =43,6889 им и с = К - а щ 16 - 6 =14,8324 мм; б - с = 43,5889 - 14,8324 = 28,7565 мм.Поскольку б - с = х, искомое расстояние между осями валиков х равно разнице длин двух катетов, и х = д - с = 28,7565 мм. Естественно, эта величина требует округления до целой цифры, т.е. до 29 или 28 мм, Кроме того, надо учитывать допуски на изготовление. Эти допуски не могут быть заранее приняты, поскольку технология изготовления может быть различной, например рычажки могут изготавливаться методами штампования или механической обработки, или литья, в т.ч. литья либо в землю, либо кокильного литья, либо, лучше всего, литья по выплавляемым моделям. Практически все четыре отечественных завода, выпускающие эти изделия, используют три различ 4550 55 вертикали между осями двух рычажков составляет Х.При проектировании конструктор выбирает длины оычажков О и К исходя иэ заданного диаметра керна 2 Я и принимает расстояние Р, исходя из размеров, конструктивных особенностей и задач инструмента. Расстояние Х должно обеспечить при данных й. Р, О и К контакт режущих кромок 10 и 11 рычажков 8 и 9 на цилиндрической поверхности керна, имеющего диаметр 2 В. Величину Х находят, что видно из расчетной схемы (фиг. 4), из двух прямоугольных треугольников; аОб и аКс, в которых оДин катет (а) и гипотенуза (соответственно О и К)известны, как разни цу двух рассчитываемых по теореме Пифагора вторых катетов (д и с); ных технологии и четвертую в опытном про изводстве, Поскольку и допускаемые откло.нения различны. На практике допускаемые отклонения на длину рычажков в рассматриваемом случае составляют от 0,027 до 1,6 мм, а на размер Р отклонение в зависимости от квалитета точности может быть от 0,33 по Н 8 до 0,6 мм по Н 14, Поэтому в формулу зависимости и введен член 1, который представляет собой суммарную величину округления и допускаемых отклонений,Работает керноотборный снаряд следующим образом (фиг, 2 и 3). При бурении образуется керн, который через кернообразующее отверстие 3 "продвигается" внутрь снаряда, поднимая рычажки 8 и 9, которые, как показано на фиг. 2, поворачиваются на своих валиках 14 до соприкосновения их режущих кромок 10 и 11 друг с другом. При отрыве керна кромки 10 и 11 рычажков 8 и 9 сначала совместно внедряются в керн, а потом расходятся, разрывая керн, особенно при выпуклых поверхностях 12 и 13, после чего рычажки 8 и 9 занимают горизонтальное положение (фиг. 1) и удерживают керн.Разработан керноотборный снаряд УКР - 270/135, основанный на отличительных признаках описанного технического решения.Техническим преимуществом предлагаемого керноотборного снаряда является обеспечение совместной работы коротких идлинных рычажков при захвате, отрыве иудержании керна, что снижает нагрузки на них и повышает надежность работы рычажков, а также, следовательно, повышает вынос керна,Общественно полезным преимуществом описанного технологического решения является снижение затрат на эксплуатациюи ремонт керноотборных снарядов и расходов на отбор керна и улучшение геологического освещения разведываемых месторождений.Формула изобретения 1. Керноотборный снаряд, включающий бурильную головку с кернообразующим отверстием и расположенные друг над другом, снабженные режущими кромками поворотные кернозахватные рычажки разной длины, причем короткие рычажки размещены над длинными, и по меньшей мереодна из поверхностей рычажков выполнена выпуклой в направлении от режущей кромки к оси поворота рычажка, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода керна и стойкости кернозахватных рычажков путем обеспечения соприкосновения надиаметрекернообразующего отверстия режущих кромок каждых двух расположенныхдруг над другом поднятых рычажков и создания в керне растягивающих напряжений при внедрении в него рычажков, длины рычажков и вертикальное расстояние между осями двух рычажков отвечают зависимости 5Х = О - (Р - й) - К - (Р - В ),мм 2 д 2 . 2Ф. где Х - вертикальное расстояние между ося ми рычажков, мм;О - длина длинного рычажка (от режущей кромки до оси), мм; К - длина короткого рычажка ,от режущей кромки до оси), мм;Р - расстояние от оси рычажка до вертикальной оси снаряда, мм;й - радиус кернообразующего отверстия, мм;1 - отклонение, определяемое округлением рассчетной длины до целого числа и допусками на изготовление деталей, мм.2. Снаряд поп.1,отл ича ю щийс я тем, что у расположенных друг над другом кернозахватных рычажков обращенные друг к другу поверхности выполнены выпуклыми1799992 Риг,4Составитель Ф.РавиловТехред М.Моргентал Корре Патрушев дактор оизводственно-издательский комбинат "Патент"; г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1143 Тираж В НИИПИ Государственного комите 113035, Москва, Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР