Керноотборник для многократного взятия проб Советский патент 1960 года по МПК E21B49/06 G01N1/08 

Отбор керна при бурении разведочных скважин обычно производят колонковыми долотами. Этот способ имеет ряд недостатков; дает низкий выход керна, нерациональный отбор его, снижает скорость бурения скважины по сравнению с бескерновым бурением. Известны также устройства для взятия проб из стенок скважины методо высверливания кольцевой коронки. Однако такие устройства сложны, ненадежны в работе, требуют специальной станции управления ими и высокопрочного кабеля. По этим причинам они не 11ан1ли промышленпого применения.

Предлагаемый керноотборник для многократного взятия проб устраняет недостатки известных конструкций.

Керноотборник состоит (см. чертеж) из цилиндрического корпуса /, компенсатора 2, предохранительного сбрасываюитего клапана 5, гидравлического баллона 4, закрепляюпхего керноотборник в скважине, зубчатого колеса 5, дифференциального механизл1а б, зубчатого колеса 7, бурового шпинделя 8, керноотдоляюшего устройства 9, коронки W, механизма Л для автоматического переключения бурового шпинделя, барабанного керноприемника 12.

По-еле того, как керноотборник закреплен в скважине, производят вращение вала керноотборника, которое передается -на буровой шпиндель через зубчатые конические колеса 5 и 7. С начала вращения осуществляется прямая подача бурового шпинделя. Величину прямой подачи шпинделя за один оборот устанавливают в соответствии со скоростью бурения данной коронкой крепких пород. Обуриеание керна осуществляется с одновременной промывкой коронки раствором, который поступает через вал керноотборника и буровой шпиндель.

После окончания обуривания керна на заданную длину цроисходит его отлом керноотделяющим устройством .9. Для отлома керна необходимы усилия прямой подачи вращающегося щпинделя посредством клина, за« зеплеННого на его внутренней поверхности, и действия резцов коронки. Изгибающий момент, действующий на керн посредством клина.

132149- 2 будет наибольшим у основания керна, т. е. в том месте, где создаются большие местные напряжения от резания. Благодаря этому керн легко отламывается у своего основаиня.

В конце прямого хода после того, как керн уже отделен от забоя, буровой шпиндель своим буртом освобождает взведенный механизм //. При этом зубчатая пара дифференциального механизма 6 под действием. пружи н механизма // расцепляется, буровой, шпиндель переключается на обратную подачу и быстро возвращается в первоначальное положение. В таком положении шпиндель, враш.аясь, может оставаться до тех пор, пока не будет остановлен ротор буровой установки. На этом заканчивается цикл отбора одного керна.

Вторичное включение шпинделя па прямую подачу произойдет после того, как будет сброшен и вновь подан раствор под давлением в керноотборник. После сброса давления керноотборник перемеш;ают в другой интервал скважины для отбора следуюш.его керна. О завершении цикла работы керноотборника-прямого и обратного хода шпинделя - можно судить либо по количеству оборотов ротора, либо, зная число оборотов в минуту, - по времени. Жесткая дифференциальная система подачи шпинделя с автоматическим переключением с прямой подачи на обратную и отключением подачи в конце обратного хода позволяет легко судить об окончании отбора керна.

Каждая проба керна, взятая из стенки скважины, поступает через нанравляюший бункер в одну из секций барабанного керноприемника 12, поворачиваюшегося каждый раз на одну позицию от удлинения резинового баллона. Поворот барабана для кернов на одну позицию осуществляется посредством дифференциального механизма 6, включающего шпиндель на прямую подачу.

Керноотборник такой конструкции позволяет безошибочно судить о том, с какого интервала скважины был взят тот или иной керн. При этом, если керн не был взят, то соответствующая этому интервалу скважины секция керноприемника останется пустой.

Предмет изобретен-и я

1.КерНоотборник для многократного взятия проб из стенок скважины методом высверливания кольцевой коронкой, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции, привод коронки осуществлен от вращающихся бурильных труб через дифференциальный механизм с быстродействующим автоматическим переключателем шпинделя в конце прямого хода на обратную передачу.

2.Ке-рноотборник по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с установленным внутри шпинделя клином для откалывания столбика, выбуренной породы.

3.Керноотборник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем установлен керноприемник барабанного типа, автоматически поворачивающийся на одну позицию перед очередным отбором керна.

4.Керноотборник по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен резиновым гидравлическим баллоном для закрепления механизма в скважине на время отбора керна, включения бурового шпинделя на прямую подачу и поворот барабанного керноприемника.