Колонковый пробоотборник Советский патент 1989 года по МПК G01N1/10 E21B25/18 

1

(21)4395921/31-26

(22)22о03.88

(46) 23.12„89. Бюл. 47

(71)Донецкий политехнический институт

(72)И.В.Равилов, А.А.Чаленко, ДоА.Чаленко и А.Н.Рудковский (53) 543.053(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1320385, кл. Е 21 В 25/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1033703, кл. Е 21 В 25/18, 1983.

(54) КОЛОНКОВЫЙ ПРОБООТБОРНИК (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьппение достоверности пробы. Поставленная . цель достигается тем, что в колонковом пробоотборнике, содержащем погру- жатель I, колонковую трубу 2 со штуцером 3, имеется поршень 4, соединенный тросом 7 с преобразователем 8 вида движения. Преобразователь связан с ротором I2,. размещенным в рабочей камере 14, сообщающейся с надпоршне

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение достоверности пробы. Поставленная цель достигается тем, что в колонковом пробоотборнике, содержащем погружатель 1, колонковую трубу 2 со штуцером 3, имеется поршень 4, соединенный тросом 7 с преобразователем вида движения 8. Преобразователь связан с ротором 12, размещенным в рабочей камере 14, сообщающейся с надпоршневым пространством 16 и камерой нагнетания 18, причем надпоршневое пространство 16 снабжено каналом разгрузки 19, взаимодействующим с плунжерным клапаном 21, размещенным в канале 20, связанном с надпоршневым пространством 16 и камерой нагнетания 18. 1 ил.

(Л

ел

со

о

QO

00

вым пространством 16 и камерой 18 нагнетания, причем надпоршневое пространство 16 снабжено каналом 19 разгрузки, взаимодействующим с

Изобретение относится к горному делу и предназначено для пробоотбора донных отложений при геологических и инженерно-геологических изысканиях, а также может быть использовано для отбора проб в нефтяных и газовых сква жинах.

Цель изобретения - повьшение достоверности отбираемой пробы.

На чертеже изображен пробоотборник общий вид.

Колонковый пробоотборник содержит погружатель 1, соединенный с колонковой трубой 2, имеющей штуцер 3, к которому может быть подсоединена напорная линия от насоса (не показана). Внутри колонковой трубы 2 размещен поршень 4 с осевым сквозным каналом 5 и обратным клапаном 6. К поршню А прикреплен трос 7, намотанньй на барабан 8, являющийся преобразователем поступательного движения во вращательное. Вал 9 барабана 8 черезмультипликатор 10 связан свалом 11 ротора 12, имеющего радиальные лопатки 13. Ротор 12 установлен в рабочей камере 14, сообщающейся каналом 15 с надпоршневым пространством 16 и каналом 17, выполненным в плоскости вращения ротора 12 с камерой 18 нагнетания. Надпоршневое пространство 16 соединено с внешним пространством посредством канала 19 разгрузки, а в пересекающем его канале 20 установлен редукционный плунжерный клапан 21 с отверстием 22 и пружиной 23, причем подпружиненная сторона плунжерного клапана 21 соединена с надпоршневым пространством 1 6 ,а противоположная - с камерой 18 нагнетания. Кроме того, конец вала 9 барабана 8 выполнен вы- ступающим во в}1ешнее пространство.

Колонковый пробоотборник работает следующим образом.

Перед спуском в скважину поршень находится в колонковой трубе 2 в кра нем верхнем положении, удерживаясь там за счет сил трения о трубу, а плунжерньй клапан 21 под действием

15309784

плунжерным клапаном 21, размещенным в канале 20, связанном с надпоршне- вым пространством 16 и камерой 18 нагнетания. 1 ил.

пружины 23 перекрывает канал 19 разгрузки После постановки пробоотборника на забой включается погружатель 1 и производится отбор пробы. В процессе пробоотбора жидкость, выдавливаемая керном из колонковой трубы 2, поступает через канал 5 поршня А, надпоршневое пространство 16 и штуцер 3 во внешнее пространство.

После отбора пробы колонковый пробоотборник извлекают на поверхность, переводят в горизонтальное положение и к штуцеру 3 подсоединяют напорную линию от насоса (не изображен). В надпоршневое пространство 16, канал 20, рабочую камеру 1А и камеру 18 нагнетания начинает поступать напорная жидкость, под действием которой обратный клапан 6 перекрывает канал 5 поршня А. В то же время плунжерный клапан 21 будет находиться в исходном положении, перекрывая канал 19 разгрузки, так как давление жидкости на него с обеих сторон (при отсутствии перемещения поршня А) будет уравновешенным. При дальнейшем повьпиении давления жидкости в надпоршневом пространстве 16 поршень А начинает перемещаться, выдавливая керн. Одновременно из-за натяжения троса 7 вращается барабан 8, передавая через мультипликатор 10 более быстрое вращение валу 11 ротора 12. Радиальные лопатки 13 ротора 12, захватывая жидкость в рабочей камере 1А, отбрасывают ее за счет возникающих при вращении центробежных сил в плоскости вращения ротора 12.

Таким образом, жидкость из рабочей камеры 1А нагнетается по каналу 17 в камеру 18 нагнетания, а возникающее разрежение в рабочей камере 1А восполняется потоком жидкости из над- Яоршневого пространства 16 по каналу 15. При полном заполнении камеры 18

нагнетания поток жидкости отсутствует однако в камере 18 нагнетания сохраняется повышенное давление, зависящее от скорости вращения ротора 12.

При превышении поршнем 4 оптимальной скорости продольного перемещения, т.е. выгрузки керна, повьшенное давление жидкости в камере 18 нагнетания и канап.е 20 приводит к преодолению усилия пружины 23 и смещению плунжерного клапана 21, В результате отверс-ч тие 22 плунжерного клапана 21 совмещается с каналом 19 разгрузки и часть жидкости из надпоршневого пространства 16 отводится во внешнее пространство. Давление жидкости в надпоршневом пространстве 16 снижается, уменьшается силовое воздействие на поршень 4 и в результате снижается скорость его перемещения, а значит, и выгрузки керна.

При снижении скорости перемещения поршня Аи, следовательно, выгрузки керна ниже оптимальной усилие сжатой пружины 23 преодолевает усилие на плунжерный клапан 21, обусловленное давлением жидкости в камере 18 нагнетания, которое снижается в результате уменьшения скорости вращения ротора 12. Клапан 21 смещается, в большей степени или полностью перекрывая канал 19 разгрузки. Давление жидкости в надпоршневом пространстве 16 повышается и скорость выгрузки керна увеличивается.

Таким образом осуществляется автоматическое регулирование скорости выгрузки отобранной пробы в оптимальных пределах. При этом выбор необхо-- ДИМОЙ скорости извлечения керна произ водится подбором пружины 23 необходимой жесткости.

После окончания выгрузки керна вращением конца вапа 9 барабана 8 переводят поршень 4 в исходное верхнее

0

5

O

5

5

0

положение. Колонковый пробоотборник готов к следующему спуску.

Применение предлагаемого пробоотборника позволит повысить сохранность качества керна при выгрузке отобран- ной пробы, так как уменьшит нарушения структуры керна при его выдавливании, а также позволит выбрать наиболее удобную для работы скорость выгрузки пробы.

Формула изобретения

Колонковый пробоотборник, содержащий колонковую трубу со штуцером, поршень, размещенный внутри нее с возможностью перемещения и выполненный с осевым сквозным каналом, снабженным обратным клапаном, и погру- жатель, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения достоверности пробы, он снабжен приспособлением для автоматического регулирования скорости выгрузки отобранной пробы, вьпюлненным в виде рабочей -камеры, внутри которой установлен ротор с радиальными лопатками, сообщенной с ней камеры нагнетания и барабана, кинематически соединенного с ротором, при этом надпоршневое пространство колонковой трубы сообщено посредством каналов с рабочей камерой, камерой нагнетания и окружающей средой, канал, соединяющий камеру нагнетания с надпоршневым пространством колонковой трубы, снабжен редукционным плунжерным клапаном, установленным с возможностью перекрытия канала, сообщающего надпоршневое простстран- ство колонковой трубы с окружающей средой, а поршень соединен с барабаном при помощи гибкой связи.