КЕРНОРВАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК E21B25/10 

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для отрыва и удержания керна - кернорвателям.

Известен кернорватель, содержащий обойму с окнами и размещенные в них рычажки, выполненные в виде лопатки с двумя консольными валиками, причем диаметр валиков равен толщине лопатки.

Известен кернорватель, содержащий обойму с окнами и размещенные в них рычажки, выполненные в виде лопатки с двумя консольными валиками, причем толщина лопатки превышает диаметр валиков.

Известен кернорватель, содержащий обойму, кольцо и поворотные рычажки, выполненные в виде лопатки с двумя консольными валиками, диаметр которых равен толщине лопатки, контактирующие с обоймой и кольцом.

Недостатками всех известных кернорвателей являются малая стойкость из-за срезания валиков рычажков по основанию, и, в результате, недостаточно высокий выход керна.

Целью изобретения является повышение надежности работы кернорвателя путем повышения его прочности за счет роста площади опасного сечения в сочленении валика с лопаткой рычажка и увеличение выноса керна.

Поставленная цель достигается тем, что в кернорвателе, содержащем обойму, кольцо и поворотные рычажки, выполненные в виде лопатки с двумя консольными валиками и контактирующие с обоймой и кольцом, причем нижней поверхностью - с обоймой, а верхней поверхностью - с кольцом, диаметр основания валика превышает толщину лопатки, а также тем, что поверхность основания лопатки касательна к окружности основания валика, часть основания валика, имеющая форму кругового сегмента, выступает над верхней поверхностью лопатки, в кольце выполнено окно, верхняя кромка которого имеет выступ, контактирующий с лопаткой рычажка, и поверхность контакта рычажка с кольцом расположена ниже верхней поверхности валика.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается тем, что диаметр основания валика превышает толщину лопатки, а также тем, что поверхность основания лопатки касательна к основанию окружности валика, часть основания валика, имеющая форму кругового сегмента, выступает над верхней поверхностью лопатки, в кольце выполнено окно, верхняя кромка которого имеет выступ, контактирующий с лопаткой рычажка, и поверхность контакта рычажка с кольцом расположена ниже верхней поверхности валика.

Таким образом заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнительный анализ заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими известными решениями в данной области техники, не выявил 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 диаметр основания валика превышает толщину лопатки, предопределяет повышение прочности рычажка, ибо опасное сечение - основание валика имеет диаметр больший, чем толщина лопатки, тогда как во всех известных решениях диаметр валика максимально равен толщине лопатки. А уменьшение числа поломок кернорвателя способствует увеличению выхода керна.

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что поверхность основания лопатки касательна к окружности основания валика, часть основания валика, имеющая форму кругового сегмента, выступает над верхней поверхностью лопатки, в кольце выполнено окно, верхняя кромка окна кольца имеет выступ, контактирующий с лопаткой рычажка, и поверхность контакта рычажка с кольцом расположена ниже верхней поверхности валика, характеризует оптимальное, на наш взгляд, конкретное конструктивное решение предложенного кернорвателя. А именно, выступающая над лопаткой "лишняя" часть валика сохраняется, т.к. обеспечивает лучшее вращение валика в своем гнезде в обойме; для контакта рычажка с кольцом в кольце выполнено окно, на верхней кромке окна кольца сделан выступ, спускающийся между выступающими над лопаткой "лишними" частями валика, вследствие чего этот контакт происходит ниже верхней поверхности валика, и рычажки занимают горизонтальное положение.

Таким образом, приведенные отличительные особенности кернорвателя обеспечивают достижение цели изобретения.

На фиг.1 показан общий вид кернорвателя в частичном продольном разрезе; на фиг. 2 - то же, сечение; на фиг.3 - вид рычажка сбоку с разрезом по основанию валика, косой штриховкой показана площадь основания валика у рычажка обычной конструкции, крестообразной штриховкой показана добавочная площадь, прибавленная за счет того, что диаметр основания валика превышает толщину лопатки рычажка; на фиг. 4 - вид окна 4 кольца 3 и рычажка 5 с торца.

Кернорватель состоит из обоймы 1 с окнами 2, заключенной в кольцо 3 с окнами 4, и размещенных в окнах рычажков 5, выполненных в виде лопатки 6, к которой примыкают поворотные валики 7, диаметр основания 8 которых превышает толщину лопатки 6. Центр валиков 7 поднят над серединой толщины лопатки 6 так, что поверхность основания лопатки 6 касательна к окружности валика 7. Поскольку выступающие над лопаткой 6 сегменты 9 валиков 7 не срезаны, то в окне 4 кольца 3 имеется выступ 10, размещенный между сегментами 9 и контактирующий с верхней поверхностью лопатки 6. Если у современного рычажного кернорвателя для керна диаметром 80 мм диаметр основания валика 7, так же, как и толщина лопатки 6, равны 7 мм, и площадь основания валика равна 38,5 мм, то у предлагаемого кернорвателя при толщине лопатки также 7 мм и диаметре основания валика 10 мм площадь основания валика, примыкающая к лопатке, составляет около 58 мм, то есть площадь опасного сечения в 1,5 раза больше. Если поместить центр окружности основания валика 7 посередине толщины лопатки 6, то прибавка будет еще несколько больше, но это усложнит конструкцию обоймы 1.

В работе, когда керн входит внутрь обоймы 1 рвателя, он поднимает рычажки 5, которые, поворачиваясь вокруг осей валиков 7, переходят в положение, близкое к вертикальному. Когда кернорватель поднимают для отрыва керна, рычажки 5 врезаются в керн и возвращаются в горизонтальное положение, удерживая керн. При отрыве керна и его удержании при подъеме инструмента срезающая нагрузка воспринимается основаниями валиков. Благодаря большей площади опасного сечения происходит меньше поломок валиков. И растет стойкость кернорвателя. А вследствие этого увеличивается вынос керна.

По предлагаемому техническому решению разработан кернорватель для керна диаметром 100 мм.

Техническим преимуществом предлагаемого кернорвателя является повышение прочности кернорвателя и, в результате, рост надежности его работы и, как следствие, также увеличение выноса керна.

Общественно-полезным преимуществом предлагаемого технического решения является сокращение средств и времени, затрачиваемых на разведку и освоение новых месторождений.

Использование: бурение с отбором керна. Сущность: кернорватель состоит из обоймы 1 с окнами 2, заключенной в кольцо 3 с окнами 4, и размещенных в окнах рычажков 5, выполненных в виде лопатки 6, к которой примыкают поворотные валики 7. Диаметр основания 8 валиков превышает толщину лопатки 6. Выступающие над лопаткой сегменты 9 не срезаны, и в окне 4 кольца 3 имеется выступ 10, размещенный между сегментами 9 и контактирующий с верхней поверхностью лопатки 6. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. КЕРНОРВАТЕЛЬ, содержащий обойму, кольцо и поворотные рычажки, выполненные в виде лопатки с двумя консольными валиками и установленные с возможностью контактирования с обоймой и кольцом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе кернорвателя путем повышения его прочности за счет роста площади опасного сечения рычажка в сочленении валика с лопаткой и увеличения выхода керна, диаметр основания валика превышает толщину лопатки, часть основания каждого валика, ограниченная частью окружности валика, примыкает к телу лопатки, а поверхность контакта рычажка с кольцом расположена не выше верхней точки окружности основания валика. 2. Кернорватель по п.1, отличающийся тем, что поверхность основания лопатки выполнена касательно к окружности оснований валиков, а в кольце выполнены окна, верхние кромки которых имеют выступы для контактирования с лопатками рычажков.