Пробоотборник Советский патент 1991 года по МПК E21B25/18 

Изобретение относится к горному делу, к средствам для отбора проб породы в виде керна со дна акваторий.

Цель изобретения - повышение качества керна при извлечении из колонковой трубы.

На фиг.1 изображен общий вид пробоотборника в процессе извлечения керна; на фиг.2 - верхняя часть пробоотборника в процессе бурения; на фиг.З - верхняя часть пробоотборника в процессе извлечения керна перед ударом поршня-бойка по верхней наковальне; на фиг.4 - верхняя часть пробоотборника в процессе извлечения керна при ходе поршня-бойка вниз.

Пробоотборник содержит колонковую трубу 1 с гидроударником с корпусом, образованным наружной трубой 2, с верхней 3 и нижней 4 наковальнями, а также гильзой 5, закрепленной посредством клапанной коробки 6 на переходнике 7. Корпус имеет раздвоенный нагнетательный канал, одна ветвь которого образована межтрубным зазором 8, а другая проходит через каналы 9 клапанной коробки 6.

В этой ветви нагнетательного канала установлен клапанный механизм в виде пары клапанов верхнего 10 и нижнего 11, кинематически связанных друг с другом толкателем 12 по схеме ИЛИ. Верхний клапан подпружинен пружиной 13 относительно переходника 7, нижний клапан 11 - относительно поршня-бойка 14 пружиной 15, при этом поршень-боек 14 имеет ход перемещения по гильзе 5 с возможностью реверсивного взаимодействия с клапаном 11.

Переходник 7 и клапанная коробка 6 выполнены с отводными каналами 16 и соответственно 17, сообщающими нагнетательный канал с внешним пространством. В

О

VI VJ

ho

О

канале 17 установлен двухпозиционный зо- логник 18, подпружиненный в одном направлении пружиной 19 и ограниченный в процессе перемещения уступом 20. На верхней конце золотник 18 выполнен с выступом 21, взаимодействующим со съемным сливным патрубком 22, устанавливаемом в отводном канале 16 для переключения положения золотника 18. К патрубку 22 присоединен сливной шланг 23. В патрубке имеется боковое отверстие 24 с перемычкой 25. Патрубок фиксируется в рабочем поло- женим шплинтом 26.

Пробоотборник работает следующим образом.

В исходном положении поршень-боек 14 находится в нижнем положении, клапан 10 закрыт, клапан 11 открыт. Пробоотборник опускают на грузовом тросе 27 (или бурильных трубах) на забой скважины и включают подачу рабочей жидкости, которая поступает через нагнетательный шланг 28 (или бурильные трубы), переходник 7, зазор 8 в нижнюю полость гильзы 5. Поршень- боек 14 под действием давления жидкости поднимается (см. фиг.2). По мере подъема поршня-бойка 14 пружина 15 клапана 11 сжимается, Жидкость из верхней части гильзы 5 вытесняется через золотник 18 и канал 16.

В верхнем положении поршень-боек 14 через толкатель 12 наносит удар по клапану 10, что вызывает перестановку клапанов: клапан 10 открывается, клапан 11 закрывается. В момент перестановки клапанов поршень-боек 14 наносит удар по верхней наковальне 3. При новом положении клапанов рабочая жидкость начинает поступать через переходник 7 и каналы 9 клапанной коробки 6 в верхнюю часть гильзы 5. Под давлением рабочей жидкости со стороны верхней части гильзы 5 поршень-боек 14 совершает ход вниз. В нижнем положении поршень-боек 14 срывает клапан 11 и вызывает перестановку клапанов в нижнее исходное положение. Одновременно поршень-боек 14 наносит удар по нижней наковальне 4. Удары по нижней 4 и верхней 3 наковальням передаются на колонковую трубу 1 и обеспечивают его внедрение в горную породу. В процессе бурения золотник 18 находится в верхнем положении под действием пружины 19 и перекрывает канал 17. После окончания рейса пробоотборник извлекают из скважины, снимают коронку и кернорватель (не показан) и подвешивают на грузовом тросе 27 и дополнительной подвеске 29 под небольшим углом к горизонту, подставив при этом под нижний конец колонковой трубы 1 керноприемный лоток 30

(см. фиг.1). Затем в переходник 7 вставляют сливной патрубок 22 и шплинтуют его, при эгом патрубок 22, взаимодействуя своей боковой поверхностью с выступом 21 золотникз 18, отжимает последний вниз и канал 17 открывается. Перпендикулярное расположение выступа 21 и перемычки 25 i обеспечивает минимальное перекрытие проходного канала для жидкости. В исходном положении поршень-боек 14 находится в нихшем положении, клапан 10 закрыт, клапан 11 открыт.

Далее включают насос и подают рабочую жидкость по нагнетательному шлангу

5 28 в гидроударник. Жидкость поступает в нижнюю полость гильзы 5. Поршень-боек 14 под действием давления жидкости поднимается (см фиг.З). По мере подъема поршня-бойка 14 пружина 15 клапана 11

0 сжимается. Жидкость из верхней части гильзы 5 вытесняется в канал 17, боковое отверстие 24 и далее поток поступает в сливной патрубок 22 и через сливной шланг 23 изливается во внешнюю среду. В верх5 нем положении поршень-боек 14 наносит удар через толкатель 12 по клапану 10, что вызывает перестановку клапанов: клапан 10 открывается, клапан 11 закрывается. В момент перестановки клапанов поршень-боек

0 14 наносит удар по верхней наковальне 3, который вызывает относительное смещение колонковой трубы 1 и керна, в результате чего керн перемещается из колонковой трубы 1 на некоторую величину.

5 При новом верхнем положении клапанов рабочая жидкость начинает поступать через переходник 7 в клапанную коробку 6, где поток разделяется. Значительная часть потока через каналы 9, золотник 18, сливной

0 патрубок 22 и сливной Шланг 23 изливается во внешнюю среду. Часть потока поступает через каналы 9 клапанной коробки 6 в верхнюю полость гильзы 5. Под избыточным давлением, возникающим вследствие по5 терь напора на гидравлических сопротивлениях в каналах движения жидкости, усилием пружины 15 и собственным весом поршень- боек 14 совершает ход вниз (см. фиг.4). Скорость движения поршня-бойка 14 вниз

0 значительно меньше скорости движения вверх из-за относительно малых величин избыточного давления и подачи жидкости в верхнюю полость гильзы 5. В нижнем положении поршень-боек 14 срывает клапан 11

5 и вызывает перестановку клапанов в нижнее исходное положение. Из-за малой скорости движения поршня-бойка 14 удар по нижней наковальне 4 практически отсутствует и после перестановки клапанов снова начинается движение бойка 14 вверх. Цикл

повторяется. За определенное количество ударов весь керн выходит из колонковой трубы 1 и поступает в лоток 30. Формула изобретения Пробоотборник, содержащий колонковую трубу с гидроударником в виде корпуса с раздвоенным нагнетательным каналом, установленный в одной из ветвей нагнетательного канала клапанный механизм с парой подпружиненных клапанов, кинематически связанных друг с другом по схеме ИЛ И, и поршень-боек, установленный с возможностью перемещения и реверсивного

взаимодействия с одним из клапанов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества керна при извлечении из колонковой трубы, он снабжен делителем потока, выполненным в виде отводного канала в корпусе, сообщающего нагнетательный канал с внешним пространством, установленного в нагнетательном канале и подпружиненного в одном направлении двухпозиционного золотника и переключающего положение золотника съемного сливного патрубка, установленного в отводном канале.

Изобретение относится к горному делу, к средствам для отбора проб породы в виде керна со дна акваторий. Цель изобретения - повышение качества керна при извлечении из колонковой трубы. Пробоотборник содержит колонковую трубу с гидроударником, имеющим корпус с раздвоенным нагнетательным каналом, В одной из ветвей нагнетательного канала установлен клапанный механизм, пара подпружиненных клапанов которого кинематически соединена по схеме ИЛИ, а один из клапанов подвергается реверсивному взаимодействию с поршнем-бойком. Пробоотборник снабжен делителем потока в виде отводного канала, сообщающего обе ветви нагнетательного канала с внешним пространством, и установленного в нагнетательном канале двух- позиционного золотника, который в одну сторону переключается пружиной, а в другую - съемным патрубком, установленным в отводном канале. 4 ил. (Л С

i////////////7//////7/////y////S//////w

фиг.1

28

в

фиг. 2

(О

т сч

г 1 «о