Устройство для отбора ориентированного керна Советский патент 1986 года по МПК E21B25/16 

ND

00 ел

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с отбором керна и индикацией его положения в пространстве.

Целью изобретения является повышение достоверности информации об ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - расположение взаимодействующих элементов конструкции в начале нанесения метки; на фиг. 3 - то же, после нанесения резцом метки регламентированной длины; на фиг. 4 - то же, при отсутствии керна; на фиг. 5 - график зависимости давления на манометре насоса от взаимного расположения дроссельной щайбы и кольцевого выступа при наличии керна; на фиг. 6 - то же, при отсутствии керна.

Устройство содержит (фиг. 1) наружную колонковую трубу 1, связанную с переходником 2 и коронкой 3. Переходник 2 связан с буровой колонкой (не показано) Внутри трубы 1 расположена не вращающаяся в процессе бурения керноприемная труба 4, соединенная подшипниковым узлом 5 с переходником 2. С трубой 4 жестко связаны датчик положения апсидальной плоскости многократного действия 6, конструкция которого содержит гидравлический привод в виде размещенного в корпусе 7 подпружиненного поршня 8. Устройство снабжено гидравлическим реле времени, представляющим собой совокупность маслонаполненных полостей корпуса 7 и сильфона 9, сообщающихся между собой через дроссельное отверстие 10 в дне корпуса, и порщня 8. С трубой 4 жестко связан также и корпус кернорвателя 11 с продольной прорезью, выполненной на уровне конической расточки, причем корпус сочленяется с трубой 4 при помощи срезных шпилек 12 (например, двух). На корпусе выще продольной прорези размещена пружина сжатия 13, на которой расположены последовательно поводок 14 с тягой 15 и дроссельная шайба 16 с возможностью их продольного перемещения на корпусе. Тяга связана с расположенным в продольной прорези корпуса упругодеформируемым держателем 17 с закрепленным на нем резцом 18 (например, в виде зерна алмаза) и взаимодействует с пружинным отклонителем 19 (например, V-образной формы), жестко закрепленным в прорези на корпусе 11.

Держатель-резец, дроссельная щайба 16, подпружиненная относительно корпуса 11, и отклонитель 19 образуют маркировочный механизм.

На перемычке прорези ниже отклонителя корпус 11 выполнен с элементом 20-клиновым ограничителем деформации отклонителя с возможностью взаимодействия его скоса (например, под углом 45°) и держателя 17. В корпусе кернорвателя расположен кернорватель 21 с возможностью перемещения. На внутренней поверхности трубы 1 закреплено кольцо 22, на таком уровне, чтобы внутри него могла пройти с небольшим зазором шайба 16 на всю высоту кольца, примерно соответствующую регламентированной длине метки.

Устройство работает следующим образом Во время бурения кернорватель 21 под действием входящего в него керна поднимается в верхнее предельное положение и постоянно находится в этом положении выще резца 18, который в это время не касается керна. Для нанесения метки останавливают

5 вращение и на некоторое время повышают расход промывочной жидкости до давления PI , под влиянием которого дроссельная шайба 16, преодолевая силу жесткости пружины 13, начинает двигаться вниз, приводя в движение поводок 14, который через

тягу 15 опускает держатель 17.

Если в корпусе кернорвателя имеется столбик керна с цилиндрической поверхностью (фиг. 2), то держатель начинает отжиматься отогнутой частью отклонителя 19

5 и когда шайба проходит путь S, резец соприкасается с керном, о чем сигнализирует резкий подъем давления Р (фиг. 2, 5) на манометре насоса, так как существенно уменьшается сечение для прохода промывочной жидкости между шайбой и кольцом.

0 Шайба продолжает двигаться внутри кольца (участок Si-Si на фиг. 5), а резец проводит метку на керне до тех пор, пока держатель не упирается в скос элемента 20. Геометрия (угол и длина) отогнутой части отклонителя 19 и взаимное расположение

по высоте кольца 22, шайбы 16, отклонителя и элемента 20 выбраны такими, что резец без поломки и с необходимым усилием нанесет метку (бороздку) регламентированной длины S -S , а верхний торец шайбы 16

0 не опустится ниже кольца 22, так как этому препятствует держатель, распертый (фиг. 3) между керном и скосом (с достаточно большим углом) элемента 20.

При наличии керна датчик 6 работает следующим образом.

5 Подъем давления до величины Рг, превышает силу жесткости пружины поршня 8 и он начинает медленно (из-за наличия гидравлического реле времени, т.е. перетекания масла из полости корпуса в полость сильфоQ на через дросселирующее отверстие 10) опускаться до срабатывани } механизма (не показан) датчика, регистрирующего положение апсидальной плоскости для данной метки. Оператор по постоянству величины Pt на манометре, получает информацию

5 с забоя, что за заданное время (например 30 с) нанесена метка на керне, а в датчике выполнена соответствующая ей регистрация.

сриг.5

фиг.6

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ОРИЕНТИРОВАННОГО КЕРНА, содержащее наружную колонковую трубу с переходником и коронкой, внутреннюю невращающуюся керноприемную трубу, связанные с керногтриемной трубой корпус с кернорвателем и датчик положения апсидальной плоскости с гидравлическим приводом, а также маркировочный механизм в виде резца, закрепленного на упругодеформируемом держателе, связанного с установленной в зазоре между наружной и керноприемной трубами подвижной и подпружиненной относительно корпуса с кернорвателем дроссельной щайбой и взаимодействующего с пружинным отклонителем, закрепленным на корпусе с кернорвателем, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации о ориентации керна за счет предотвращения ложного срабатывания датчика, он снабжен гидравлическим реле времени, установленным в гидравлическом приводе датчика, при этом корпус с кернорвателем выполнен с клиновым ограничи телем деформации отклонителя, размещен(Л ным ниже отклокителя.