КЕРНОРВАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК E21B25/14 

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

Известен кернорватель, содержащий обойму с пазами, рычажок с поворотными валиками, снабженный режущей кромкой, и кольцо, запирающее рычажок в пазах обоймы [1].

В таком кернорвателе при отрыве и удержании керна нагрузка, воспринимаемая рычажком, передается на его нижнюю поверхность и на поворотные валики. При этом работают на срез два сечения - самого рычажка по его наибольшему сечению и валиков, имеющих значительно меньшую площадь. (У современных кернорвателей КЦР4-80 для керна 80 мм площадь сечения нагруженного сечения составляет около 2 см, а суммарная площадь оснований двух валиков - 0,6 см). В результате валики срезаются, кернорватель выходит из строя.

Известен принятый в качестве прототипа кернорватель, содержащий обойму с окнами, рычажок с поворотными валиками, выполненный с режущей кромкой на одном конце и с хвостовиком на другом конце, и кольцо с окном, запирающее рычажок в окне обоймы и контактирующее с хвостовиком рычажка [2].

Преимуществом такого конструктивного решения кернорвателя является несколько повышенная прочность и стойкость вследствие того, что поворотные валики разгружены, а нагрузка воспринимается хвостовиком. (У серийно выпускаемого кернорвателя КЦР4-80 площадь этого сечения составляет 0,9 см или в полтора раза больше, чем у валиков).

Недостатки такого кернорвателя - наличие окна в кольце, через которое поступает раствор, размывая керн, а также меньшая площадь одного из опасных сечений (сечение хвостовика) по сравнению с другим (наибольшее поперечное сечение рычажка).

Цель изобретения - увеличение эффективности работы кернорвателя за счет роста выноса керна вследствие предотвращения размыва керна потоком промывочной жидкости, а также повышение надежности работы кернорвателя путем повышения его прочности.

Указанная цель достигается тем, что в кернорвателе, содержащем обойму с окнами, рычажок с поворотными валиками, выполненный с режущей кромкой на одном конце и хвостовиком на другом конце, и кольцо, запирающее рычажок в окнах обоймы и контактирующее с хвостовиком рычажка, рычажок установлен с контактом его хвостовика с кольцом по образующей внутренней поверхности кольца. По меньшей мере часть поверхности контакта рычажка с кольцом лежит ниже плоскости, проходящей через ось валика перпендикулярно продольной оси кренорвателя. Высота контакта хвостовика рычажка с кольцом превышает радиус торца валика.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается тем, что рычажок установлен с контактом его хвостовика с кольцом по образующей внутренней поверхности кольца, а также тем, что по меньшей мере часть поверхности контакта рычажка с кольцом лежит ниже плоскости, проходящей через ось валика перпендикулярно продольной оси кернорвателя, и высота контакта хвостовика рычажка с кольцом превышает радиус торца валика.

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

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

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что хвостовик рычажка установлен с контактом его хвостовика с кольцом по образующей внутренней поверхности кольца, позволил исключить опасное сечение по хвостовику, т. к. хвостовик упирается в кольцо не вертикально (контакт по горизонтальной плоскости), а всей площадью затылка хвостовика, контактирующего с внутренней поверхностью кольца. Это же позволило обойтись без окна в кольце. Сплошность кольца предотвращает проникновение промывочной жидкости внутрь кернорвателя и размыв керна.

Отличительный признак заявленного технического решения, заключающийся в том, что по меньшей мере часть поверхности контакта рычажка с кольцом лежит ниже плоскости, проходящей через ось валика перпендикулярно продольной оси кернорвателя, и высота контакта хвостовика рычажка с кольцом превышает радиус торца валика, ширина контакта равна ширине кольца, предопределяет минимальную площадь контакта, которая превышает половину площади поперечного сечения валика.

Таким образом, приведенные отличительные признаки изобретения обеспечивают достижение его цели.

На фиг. 1 изображен кернорватель, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

В окнах 1 обоймы 2 находятся рычажки 3 с поворотными валиками 4, имеющие на одном конце режущую кромку 5, а на другом - хвостовик 6. Кольцо 7 запирает рычажки 3 в обойме 2. Хвостовик 6 опирается своей нижней поверхностью на обойму 2, а своим затылком 8 упирается во внутреннюю поверхность 9 кольца 7. Поверхность контакта рычажка с кольцом лежит ниже плоскости, проходящей через ось валика перпендикулярно продольной оси кернорвателя. Высота контакта хвостовика 6 рычажка 3 с кольцом 7 равна радиусу торца валика 4.

В работе при бурении с отбором керна, когда керн выходит внутрь кернорвателя, керн поднимает кромки 5 рычажков. Рычажки 3 поворачиваются в обойме на своих поворотных валиках 4. Промывочная жидкость обтекает кернорватель снаружи и, поскольку в кольце 7 нет никаких отверстий, внутрь кернорвателя не проникает, и керн не размывается. По окончании бурения, при подъеме инструмента, режущие кромки 5 внедряются в керн, и рычажки 3 поворачиваются в горизонтальное положение. Рычажок 3 опирается своей нижней поверхностью на обойму, а затылком 8 хвостовика 6 упирается во внутреннюю поверхность 9 кольца 7.

По предложенному техническому решению разработан кернорватель Р11-100.

Технические преимущества кернорвателя- повышение выноса керна и увеличение стойкости кернорвателя. Общественно-полезные преимущества - лучшее освещение разреза, сокращение сроков разведки месторождений.

Использование: в буровой технике, а конкретно - в устройствах для отрыва и удержания керна. Сущность изобретения: кернорватель содержит обойму 2 с окнами 1, рычажок 3 с поворотными валиками, выполненный с режущей кромкой 5 на одном конце и хвостовиком 6 на другом конце, и кольцо 7, запирающее рычажок в окнах обоймы и контактирующее с хвостовиком 6 рычажка 3. Рычажок 3 установлен с контактом его хвостовика с колцом по образующей внутренней поверхности кольца. Часть поверхности контакта рычажка 3 с кольцом 7 лежит ниже плоскости, проходящей через ось валика перпендикулярно продольной оси кернорвателя. Высота контакта хвостовика 6 рычажка 3 с кольцом 7 превышает радиус торца валика. Использование изобретения предотвращает размыв керна и повышает надежность работы кернорвателя за счет повышения его прочности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. КЕРНОРВАТЕЛЬ, содержащий обойму с окнами, рычажки с поворотными валиками, выполненные с режущими кромками на одних концах и с хвостовиками на других концах и установленные в окнах обоймы с возможностью контактирования хвостовиками с запирающим кольцом, отличающийся тем, что, с целью увеличения выноса керна за счет предотвращения его размыва потоком промывочной жидкости и повышения надежности работы за счет увеличения прочности конструкции, рычажки установлены с возможностью контактирования хвостовиками с внутренней образующей поверхностью запирающего кольца. 2. Кернорватель по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть поверхности контакта хвостовиков рычажков с внутренней образующей поверхностью запирающего кольца лежит ниже плоскости, проходящей через оси валиков перпендикулярно продольной оси кернорвателя, а высота поверхности контакта хвостовиков рычажков с внутренней образующей поверхностью запирающего кольца по меньшей мере равна радиусу валика.