ЦАНГОВЫЙ КЕРНОРВАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к буровой технике, конкретно к устройствам для отрыва и удержания керна.

Известны цанговые кернорватели, выполненные в виде конусного разрезного кольца [1].

Известен также принятый нами в качестве прототипа кернорватель, выполненный в виде конусного разрезного кольца с цилиндрической внутренней поверхностью, причем прорезь выполнена по всей высоте рвателя и имеет постоянную ширину [2].

Недостатком всех известных цанговых кернорвателей, включая прототип, является передача равномерного усилия на керн по всей высоте цангового кольца при отрыве керна, в результате чего кернорватель проскальзывает по керну, особенно в плотных однородных породах, и часть керна теряется, т.е. снижается его выход, что зачастую имеет место при алмазном бурении.

Цель изобретения - повышение надежности работы цангового кернорвателя и увеличение выхода керна.

Поставленная цель достигается тем, что в цанговом кернорвателе, выполненном в виде конусного разрезного кольца, причем прорезь выполнена по всей высоте кернорвателя, прорезь выполнена переменной ширины по высоте кольца, а также тем, что направление конусности прорези обратно направлению конусности кольца.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается тем, что прорезь выполнена переменной ширины по высоте кольца, а также тем, что направление конусности прорези обратно направлению конусности кольца.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими известными решениями в данной области техники, не выявило в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что разрез в конусном кольце выполнен переменной ширины по высоте кольца, обеспечивает возможность необходимого распределения усилия, передаваемого на керн. Так, при направлении конусности прорези, совпадающей с направлением конусности кольца, обеспечивается выравнивание усилия, передаваемого кольцом на керн, поскольку разная жесткость кольца на верхнем и нижнем его концах выравнивается разной шириной прорези. Это способствует лучшему отрыву и удержанию слабосцементированных, рыхлых, дезинтегрированных пород. Следовательно, повышается эффективность работы кернорвателя и увеличивается выход керна из таких пород.

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что направление конусности обратно направлению конусности кольца, увеличивает неравенство усилий, передаваемых кольцом вверху и внизу на керн. Увеличение усилия в одной плоскости способствует лучшему отрыву керна плотных твердых пород. Таким образом, повышается надежность работы кернорвателя и увеличивается выход керна в таких породах.

Таким образом, отличительные признаки обеспечивают достижение цели изобретения.

На фиг.1 показан кернорватель с прорезью, расширяющейся снизу вверх; на фиг.2 - кернорватель с прорезью, расширяющейся сверху вниз.

Цанговый кернорватель выполнен в виде кольца 1 с конической наружной поверхностью 2 и цилиндрической внутренней поверхностью 3. Над конической частью кольца имеется цилиндрический хвостовик 4. По всей длине рвателя идет прорезь 5, расширяющаяся снизу вверх (фиг.1) или сверху вниз (фиг.2). Кернорватель с расширяющейся снизу вверх прорезью предназначен для работы в слабосцементированных, трещиноватых породах, а с прорезью с противоположной конусностью - в твердых.

Кернорватель устанавливают в конусное седло керноотборного инструмента и спускают в скважину. В процессе бурения керноотборный инструмент с кернорвателем продвигается вниз и керн проходит через кернорватель, поднимая его вверх. При этом кольцо 1 разжимается, края паза 5 расходятся. При подъеме керноотборного инструмента кольцо 1 смещается вниз, сжимается конусным седлом, края паза 5 сходятся, цанга зажимает керн и отрывает его. При подъеме инструмента на цангу 1 передается вес керна и цанга 1 сжимается еще больше, удерживая керн. Наличие прорези 5 переменной ширины предотвращает торможение опускающейся цанги в седле и способствует лучшей заклинке керна в кернорвателе, способствует выравниванию усилий по высоте кольца, что обеспечивает лучший отрыв и удержание керна рыхлых, слабосцементированных, трещиноватых, дезинтегрированных пород. А кернорватель с сужающейся кверху прорезью, предпочтительнее для отрыва и удержания керна плотных, твердых пород. В результате при обоих исполнениях кернорвателя повышается надежность работы цангового кернорвателя и увеличивается выход керна.

По предлагаемому техническому решению разработаны два цанговых кернорвателя для керна диаметром 80 мм.

Использование: изобретение относится к буровой технике, а конкретно к устройствам для отрыва и удержания керна. Сущность изобретения: цанговый кернорватель выполнен в виде кольца с конической наружной поверхностью и цилиндрической внутренней поверхностью. Над конической частью кольца имеется цилиндрический хвостовик. По всей высоте кернорвателя идет прорезь, расширяющаяся снизу вверх или сверху вниз. Кернорватель с расширяющейся снизу вверх прорезью предназначен для работы в слабосцементированных, трещиноватых породах, а с прорезью с противоположной конусностью - в твердых. 2 ил.

ЦАНГОВЫЙ КЕРНОРВАТЕЛЬ, содержащий корпус в виде конусного разрезного кольца с прорезью по всей высоте кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и увеличения выхода керна, прорезь в разрезном кольце выполнена конической, а направление конусности прорези обратно направлению конусности разрезного кольца или совпадает с ней.