РЫЧАЖКОВЫЙ КЕРНОРВАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК E21B25/10 

Изобретение относится к буровой технике, а конкретно - к устройствам для захвата и извлечения керна.

Известен рычажковый кернорватель, содержащий обойму и расположенные в окнах обоймы короткие и длинные рычажки с режущими кромками, в котором короткие рычажки установлены на одной половине окружности обоймы, а длинные - на другой.

Создание в керне при его отрыве изгибающих напряжений вследствие приложения усилий к керну с двух сторон на разных уровнях достигается не в полной мере вследствие малой разницы высот, приложения усилий от коротких и от длинных рычажков. Эта разница равна разнице длин короткого и длинного рычажков. В современных рычажковых кернорвателях эта разница невелика. В результате разница уровней приложения усилий не превышает величины, составляющей по большей мере 12-15% от диаметра керна.

Цель изобретения - повышение надежности работы кернорвателя и увеличение выхода керна вследствие повышения величины изгибающих керн усилий при его отрыве за счет приложения усилий на высотах, расстояние между которыми превышает радиус керна.

Поставленная цель достигается тем, что в рычажковом кернорвателе короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях. Длинные рычажки размещены выше коротких, расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и короткого К рычажков: L=R-(D-K).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается тем, что короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях, а также тем, что длинные рычажки размещены выше коротких и расстояние L между центрами их поворота равна, по меньшей мере, величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и короткого К рычажков: L=R-(D-K). 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 короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях, приводит к тому, что при движении кернорвателя вверх для отрыва керна все короткие рычажки передают усилие на керн с одной стороны на одном уровне, а все длинные - с другой стороны и на другом уровне выше, чем у известного кернорвателя. В результате увеличена величина действующего на керн изгибающего момента, керн ломается, подхватывается рычажками и выносится на поверхность. Выход керна у такого кернорвателя выше, чем у известного.

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что длинные рычажки размещены выше коротких и расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и короткого К рычажков: L=R-(D-K), определяет рациональные конструктивные характеристики и соотношения кернорвателя. Расположение длинных рычажков над короткими, а не наоборот, позволяет получать большую разницу уровня приложения нагрузок при меньшей разнице уровней размещения рычажков. Разница уровней приложения нагрузок, чтобы керн гарантированно ломался под действием изгибающих нагрузок, должна быть не меньше величины радиуса керна. Это достигается тем, что длинные рычажки размещены выше кротких и расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R керна и разницы длин длинного D и которого K рычажков: L=R-(D-K).

На фиг. 1 показан кернорватель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кернорватель в момент начала отрыва керна; на фиг. 4 - расчетная схема.

Кернорватель содержит обойму 1, в окнах 2 и 3 которой размещены короткие 4 и длинные 5 рычажки с поворотными валиками 6, приводимые в горизонтальное положение пружинками 7. Рычажки 4 и 5 c пружинками 7 заперты в обойме 1 кольцом 8. Валики 6 длинных рычажков 5 расположены выше валиков 6 коротких рычажков 5 на величину L=R-(D-K), благодаря чему длинные 5 рычажки прилегают к керну выше коротких 4 рычажков на величину, равную по меньшей мере радиусу R керна.

Для проектирования предлагаемого рычажкового кернорвателя рассмотрим расчетную схему. Чтобы с уверенностью сломать керн, надо приложить нагрузку на уровнях, по меньшей мере отстоящих на расстояние, равное величине радиуса керна. Если не вносить поправки, связанные с наклонным положением рычажков, а влияние их значений несущественно, то сумма величины L, определяющей разницу уровней размещения валиков коротких и длинных рычажков, и длины длинного рычажка D должна быть равна сумме длины короткого рычажка К и радиуса керна R: L+D=K+R, откуда L=K+R-D или L=R-(D-K).

При эксплуатации кернорвателя за счет передачи усилия от рычажков на керн на разной высоте, при подъеме кернорвателя и врезании рычажков в керн создается значительный момент, изгибающий керн и приводящий к его слому. Благодаря этому удается отобрать керн из самых крепких пород, в которые рычажки внедриться не могут, например в джеспилитах.

По предлагаемому техническому решению разработан кернорватель Р32-80.

Технические преимущества предлагаемого кернорвателя - увеличение надежности его работы и повышение выхода керна. Общественно-полезное преимущество предлагаемого технического решения - сокращение сроков разведки и освоения новых месторождений.

Использование: захват и извлечение керна при бурении скважин. Сущность изобретения: длинные рычажки размещены выше коротких рычажков. Расстояние L между центрами их поворота равно по меньшей мере величине, составляющей разность радиуса R окружности, образованной концами рычажков при их максимальном раскрытии, и разницы длин длинного D и короткого K рычажков: L = R - (D - K). 4 ил.

РЫЧАЖКОВЫЙ КЕРНОРВАТЕЛЬ, содержащий обойму с окнами и размещенные на одной половине окружности обоймы короткие рычажки, а на другой - дллинные рычажки с режущими кромками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы и увеличения выхода керна за счет повышения величины изгибающих керн усилий при его отрыве в результате приложения усилий на высотах, расстояние между которыми превышает радиус керна, короткие и длинные рычажки установлены на разных уровнях, при этом длинные рычажки размещены выше коротких и расстояние L между центрами их поворота по высоте равно по меньшей мере величине внутреннего радиуса R обоймы за вычетом разности длин D и K длинного и короткого рычажков соответственно:
L = R - (D - K).