СКРЕБКОВЫЙ ПРОБООТБОРНИК Российский патент 1995 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к технике отбора проб, а именно к устройствам для отбора проб мягкого грунта со стенок скважины.

Известен скребковый пробоотборник, включающий траверсу с шарнирно подсоединенными к ней скребками, установленный с возможностью перемещения относительно скребков конус и шламосборник, причем траверса со скребками и конус связаны с грузоподъемным механизмом двумя гибкими связями [1]
Известен также скребковый пробоотборник, связанный с грузовым механизмом на устье скважины и включающий полый цилиндрический корпус, кассету и скребок, причем последний выполнен желобчатой формы с возможностью выдвижения из корпуса по продольным направляющим при отборе пробы и с возможностью его размещения внутри корпуса при спускоподъемных операциях в скважине [2]
Указанное техническое решение наиболее близко к предложенному по совокупности существенных признаков и принимается в качестве прототипа.

К недостатку прототипа (как и аналога) следует отнести необходимость в двух гибких звеньях, а следовательно, и в двух грузоподъемных механизмах при спускоподъемных операциях с пробоотборником, а также применение мерного по длине грузоподъемного гибкого звена для установки пробоотборника в заданном интервале скважины.

Целью изобретения является обеспечение автоматической работы пробоотборника при его спуске-подъеме на заданный интервал скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в скребковом пробоотборнике, соединенном с грузоподъемным механизмом и включающем полый цилиндрический корпус с проемом в боковой стенке и установленный в полости корпуса скребок желобчатой формы с режущей кромкой на верхнем торце, согласно изобретению, скребок установлен с возможностью поворота относительно оси, расположенной в его нижней части, а в верхней части подпружинен относительно корпуса, причем пробоотборник снабжен грузом, расположенным вне корпуса и соединенным посредством гибкого звена со скребком.

Кроме того, с целью повышения достоверности отбираемых проб внешняя поверхность скребка снабжена козырьком с режущей кромкой, установленной противоположно режущей кромке скребка.

Кроме того, с целью снижения трудоемкости при отборе проб с различных по глубине интервалов скважины, гибкое звено по всей длине снабжено элементами для крепления груза.

На фиг. 1 изображен общий вид пробоотборника в процессе спуска или подъема в скважине при неработающем скребке; на фиг. 2 положение скребка при зачистке стенки скважины; на фиг. 3 то же, при отборе пробы.

Скребковый пробоотборник включает полый цилиндрический корпус 1 с проемом 2 на боковой стенке, связанный гибкой подвеской 3 с грузоподъемным механизмом на устье скважины. На закрепленной в корпусе оси 4 с возможностью поворота установлен скребок 5 желобчатого профиля, верхний конец которого выполнен в виде режущей кромки 6. На наружной поверхности скребка имеется козырек 7, режущая кромка которого направлена в противоположную сторону от режущей кромки 6.

В полости корпуса на оси 8 установлен отклоняющий ролик 9, огибаемый гибким звеном 10, один конец которого связан со скребком, а другой с грузом 11, размещенным вне корпуса. Посредством оси 12, закрепленной на скребке, и оси 13, закрепленной на корпусе, установлена пружина 14 сжатия. На корпусе имеются также упор 15, ограничивающий поворот скребка, и крышка 16, служащая для выгрузки отобранной пробы. На гибком звене 10 по всей его длине имеется ряд элементов 17 (колец или крючков) для поочередного к ним крепления груза 11.

Работает предложенный пробоотборник следующим образом.

На гибкой подвеске 3 пробоотборник опускают в скважину. В начальный момент спуска от веса груза 11 в гибком звене 10 появляется усилие, сжимающее пружину 14, и скребок 5 располагается в габаритах корпуса 1, не задевая при спуске за стенки скважины. Перед спуском в скважину длину гибкого звена 10 (от корпуса 1 до места крепления груза 11) устанавливают равной расстоянию от места отбора пробы на стенке скважины до ее забоя.

При достижении грузом 11 забоя вес груза передается на забой и в гибком звене усилие исчезает, а рабочим усилием пружины 14 скребок 5 прижимается к стенке 18 скважины. Усилие пружины 14 выбрано по величине небольшим с таким расчетом, что вес корпуса 1 преодолевает трение корпуса и скребка о стенку скважины, и корпус продолжает опускаться вниз. Высота козырька 7 над наружной поверхностью скребка выбрана с таким расчетом, что первым стенки 18 касаетcя режущая кромка козырька (см. фиг. 2). При спуске пробоотборника вниз под собственным весом козырек 7 своей режущей кромкой снимает со стенки 18 скважины слой грунта, привнесенного при бурении с других интервалов скважины, что значительно повышает достоверность отобранной пробы с заданного геологом интервала скважины.

Спуск пробоотборника с уложенным на забой грузом производят на величину интервала, с которого необходимо отобрать пробу, затем начинают подъем пробоотборника.

При перемещении пробоотборника вверх усилие сопротивления грунта резанию, приложенное на кромке 6, производит дальнейший поворот скребка по часовой стрелке на оси 4 и режущая кромка 6 снимает стружку грунта, поступающего по желобу скребка внутрь корпуса, при этом упор 15 не позволяет увеличить поворот скребка (см. фиг. 3) и предотвращает расклинку пробоотборника в скважине.

После поднятия груза 11 над забоем скважины в гибком звене 10 опять появляется усилие, которое сжимает пружину 14 и убирает скребок в полость корпуса. Пробоотборник поднимается на поверхность и отобранная проба грунта разгружается через открываемую крышку 16.

В зависимости от глубины интервала, с которого необходимо отобрать пробу, груз 11, имеющий одну из известных конструкций быстросъемного крепления, крепят на элементах 17, чем избавляются от необходимости применять гибкие звенья 10 различной по величине длины.

Использование: в горной промышленности для отбора проб мягкого грунта со стенок скважины. Сущность изобретения: пробоотборник соединен с грузоподъемным механизмом на устье скважины и состоит из полого корпуса с премом в боковой стенке и установленного шарнирно в полости корпуса скребка (С) желобчатой формы с режущей кромкой на верхнем торце и с режущим козырьком на внешней поверхности С. Пробоотборник снабжен грузом, расположенным вне корпуса и связанным со С при помощи гибкого звена, причем свободное плечо С подпружинено в направлении от оси пробоотборника. Гибкое звено, связывающее С и груз, снабжено по всей длине элементами для крепления груза. Изобретение позволяет обеспечить автоматическую работу пробоотборника при его спуске-подъеме на заданный интервал скважины, а также повысить достоверность отобранной пробы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СКРЕБКОВЫЙ ПРОБООТБОРНИК, соединенный с грузоподъемным механизмом и включающий полый цилиндрический корпус с проемом в боковой стенке и установленный в полости корпуса скребок желобчатой формы с режущей кромкой на верхнем торце, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматической работы пробоотборника при его спуске-подъеме на заданный интервал скважины, скребок установлен с возможностью поворота относительно оси, расположенной в его нижней части, а в верхней части подпружинен относительно корпуса, причем пробоотборник снабжен грузом, расположенным вне корпуса и соединенным посредством гибкого звена со скребком. 2. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности отбираемых проб, внешняя поверхность скребка снабжена козырьком с режущей кромкой, установленной противоположно режущей кромке скребка. 3. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости при отборе проб с различных по глубине интервалов скважины, гибкое звено по всей длине снабжено элементами для крепления груза.