Съемный керноприемник Советский патент 1992 года по МПК E21B25/02 

переходник 6 средний, вал 7 с конусом, корпус уплотнения - сальника 8, гайку 9 сальника, контргайку 10, пакет тарельчатых пружин 14, винт 15, шарик 16, опорные элементы 17, поршень 18. Контейнер с коронкой-штампом состоит из переходника 11 нижнего, керноприемной трубы 12с кассетой 21 и коронкой-штампом 13, подпружиненного шарикового клапана 19 и 20. Опорные элементы 17 в виде цилиндрических вставок установлены в пяту 4 и вал 7 с конусом. Шариковый подпятник образован двумя вставками и шариком 16. Пята 4 подпружинена пакетом тарельчатых пружин 14, которые при замыкании муфты сжимаются, при этом шарик 16 перемещается вглубь переходника 5 с внутренним конусом. Детали узла подвеса образуют внутри с переходником 3 камеру постоянного объема, заполненную маслом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для разведки месторождений полезных ископаемых с использованием комплексов со съемными керноприемниками. Цель - повышение представительности кёрнового опробования угольных пластов сложного строения. Съемный керноприемник состоит из следующих основных узлов: головки фиксатора 1, удлинителя 2, переходника 3. узла подвеса с регулятором опережения и контейнера с коронкой штампом. Узел подвеса включает пяту 4. переходник 5с внутренним конусом.

Изобретение относится к горному делу, к устройствам для разведки месторождений полезных ископаемых с использованием комплексов со съемными керноприемника- ми, преимущественно при разведке уголь- ных месторождений комплексами КССК-76М.

Известны колонковые снаряды со съемными керноприемниками. Основным их недостатком является неудовлетворительное качество кернового опробования угольных месторождений, пласты которых сложены углями средней стадии метаморфизма, обладающими значительной хрупкостью и эн- дотрещиноватостью, особенно в районах интенсивного развития мелкоамплитудной тектоники.

На формирование керна отрицательное воздействие оказывает поток промывочной жидкости в нижней части снаряда.

Известен также съемный керноприемник Конус для отбора проб неустойчивых углей, состоящий из головки-фиксатора, узла подвеса с регулятором опережения, уд- линителя и контейнера со штампом. Керноприемник Конус - самонастраивающееся в процессе работы устройство, в котором в качестве автоматического регулятора применен упругий элемент (пакет тарельчатых пружин) с заданной расчетной нагрузочной характеристикой. В процессе опробования угольных пластов керноприемник автоматически настраивается по величине опережения штампа относительно торца вращающейся алмазной коронки колонкового набора комплекса КССК-76 и по удельному давлению под конусным торцом штампа.

Недостатки керноприемника Конус низкая представительность кернового опробования пластов угля сложного строения, представленных переслаиванием мягких. легкоразрушающихся углей и продольных прослоев в результате избирательного истирания более хрупких литотипов, снижение выхода керна углей и нарушение

структуры углей в пробуренном интервале; низкая механическая скорость бурения по пластам сложного строения при внедрении штампа в породный прослой; недостаточная надежность работы узла подвеса по причине отсутствия гидростабилизации внутри узла подвеса и давления жидкости в скважине (в момент сжатия пружин вал входит внутрь полости узла подвеса, изменяя

при этом ее объем, а при разжатии - выходит, создавая возможность подсоса жидкости из скважины). Шлам и песок при этом попадают в подшипниковый узел и неподвижность керноприемника при отборе слабых углей может нарушаться, что ведет к снижению качества кернового опробования.

Цель изобретения - повышение представительности кернового опробования

угольных пластов сложного строения.

Поставленная цель достигается применением съемного керноприемника комбинированного действия, узел подвеса которого помещен в изолированную камеру, заполненную маслом, а последняя имеет гидравлическую стабилизацию с давлением жидкости в скважине.

Предлагаемый съемный керноприемник обладает следующими отличиями (от прототипа).

Керноприемник снабжен фрикционным механизмом в виде конусной муфты и шариковым подпятником, опорные поверхности которого усилены цилиндрическими вставками высокой поверхностной твердости (НРС 60-65), причем верхняя пята подпятника опирается на пакет тарельчатых пружин. Указанная конструкция обеспечивает автоматическую регулировку опережения

коронки-штампа, а также автоматическую смену режима работы керноприемника (штампование-обуривание) в зависимости от твердости угля или пород на забое.

Коронка-штамп армирована твердосплавными резцами, что поозволяет ей работать в режиме штампования и обуривания.

Конусный фрикцион, подпятник и чувст- вительный пружинный элемент помещены в изолированную маслозаполненную камеру, снабженную устройством стабилизации давления масла внутри камеры и жидкости в скважине. Устройство стабилизации давления выполнено в виде поршня, перемещающегося внутри цилиндрического канала, расположенного параллельно продольной оси верхнего переходника узла подвеса и соединенного в верхней части со скважиной, а в нижней - с камерой.

На чертеже изображен съемный керноприемник, разрез.

Устройство содержит головку-фиксатор 1, удлинитель 2, переходник 3, узел подвеса с регулятором опережения и контейнер с коронкой-штампом.

Узел подвеса включает пяту 4, переходник 5с внутренним конусом, переходников средний, вал .7 с конусом, корпус уплотнения-сальника 8, гайку 9 сальника,контргайку 10, пакет тарельчатых пружин 14. винт 15, шарик 16, опорные элементы 17, поршень 18.:

Контейнер с коронкой-штампом состоит из переходника 11 нижнего,керноприем- ной .трубы 12 с кассетой 21 и коронкой-штампом 13, подпружиненных шариковых клапанов 19 и 20.

Опорные элементы в виде цилиндрических вставок 17 установлены в пяту 4 и вал 7 с конусом.

Шариковый подпятник образован двумя вставками 17 и шариком 16. Пята 4 под- пружинена пакетом тарельчатых пружин 14, которые при замыкании муфты сжимаются. При этом шарик 1.6 перемещается вглубь переходника 5 с внутренним конусом.

Детали узла подвеса с переходником 3 образуют внутри заполненную маслом камеру постоянного объема.

Съемный керноприемник работает следующим образом.

При бурении по углю коронка-штамп 13 опережает наружную коронку 22 комплекса КССК-76, формируя керн путем штампования. При этом контейнер 12 с кассетой 2.1. переходник 11, вал 7 с конусом остаются неподвижными, т.е. не вращаются. С по- ступлением керна в контейнер промывочная жидкость из него удаляется через осевой и радиальный каналы переходника 11 и подпружиненные клапаны 19 и 20 в скважину.

При встрече коронкой-штампом 13 породного прослоя или крепкого угля реакция забоя возрастает, пакет тарельчатых пружин 14 дополнительно сжимается, вал 7 с конусом вдвигается вовнутрь камеры, образованной деталями 5-9. Рост давления масла в камере приводит к перемещению поршня 18 в цилиндрическом канале переходника 3, связанного с камерой каналом б, а со скважиной - каналом а. Поршень 18 при этом является поверхностью раздела сред масло-сквзжинная жидкость.

Конусная муфта замыкается, и вращение передается на контейнер и коронку штамп. После перебуривания более прочных литотипов угля или пород реакция забоя уменьшается, пружины разжимаются .и коронка-штамп, опережая коронку КССК- 76, снова штампует уголь. Вал с конусом 7 вернется в исходное положение, увеличивая объем полости внутри узла подвеса и понижая в ней давление. Под воздействием сква- жинной жидкости через канал а поршень 18 перемещается вниз, выравнивания давление жидкости в скважине и масла в камере. Таким образом, обеспечивается автомати ческая регулировка величины опережения коронки-штампа в зависимости от реакции забоя, автоматическое изменение режима работы съемного керноприемника, стабилизация давления в скважине и камере узла подвеса.

При применении предлагаемого изобретения повышается представительность кернового опробования угольных пластов сложного строения и рост достоверности геологических прогнозов: сокращаются непроизводительные работы бурового персонала при некачественном керновом опробовании, рост производительности буровых работ; снижаются потери от брака и непроизводительных работ.

Формулаизобретения

щена с зазором в маслозаполненной каме-поверхностной твердостью, равной твердоре.сти шаровой опоры.

2. Керноприемник поп. 1, отличаю щ ийсятем.что.с целью повышения износоустой-3. Керноприемник по п. 1, отличаю щичивости подпятника, опорные элементы вы-5 и с я тем, что коронка-штамп армированатверполнены в виде цилиндрических вставок сдосплавными резцами.