Кернорватель Советский патент 1992 года по МПК E21B25/10 

Изобретение относится к горному делу, к средствам для отделения от массива и удержания в трубах керна, сформированного при бурении.

Известны кернорватели, содержащие корпус, обойму в виде кольца с окнами и подпружиненные в окнах рычажки с осями.

Недостатками известных устройств являются нерегулируемость жесткости пружин рычажков и отсутствие деталей, удерживающих рычажки в обойме, вследствие чего возникают определенные трудности при сборке и разборке кернорвателя.

Известен кернорватель, содержащий обойму со сквозными прямоугольными окнами с внутренней опорной поверхностью и шарнирно закрепленные на нижней грани окон кернозахватные рычажки с пружинными элементэми, установленные с возможностью поворота, ограниченного внутренней опорной поверхностью обоймы.

Однако в известном кернорвателе имеются недостатки, заключающиеся в нетехнологичности изготовления металлической обоймы с пазами и окнами квадратной формы и высоком коэффициенте трения обоймы о корпус, вследствие чего обойма вращается вместе с корпусом и происходит разрушение керна рычажками

Цель изобретения - повышение выхода керна.

При этом улучшаются условия формирования керна путем смягчения контакта рычажков с керном и снижается коэффициент трения рычажков и обоймы о корпус, а также повышается технологичность изготовления кернорвателей благодаря отливке обойм из полимеров на пресс-автоматах.

Поставленная цель достигается тем, что в кернорвателе, содержащем обойму со сквозными прямоугольными окнами с внутренней опорной поверхностью и шарнирно закрепленные на нижней грани окон кернозахватные рычажки с пружинными элементами, установленные с возможностью поворота, ограниченного внутренней опорной поверхностью обоймы, пружинные элементы выполнены в виде пластинчатых выступов на верхних гранях окон, при этом обойма выполнена из упругодеформируемого полимера с армирующими металлическими кольцами с внешней стороны и на внутренней опорной поверхности.

На фиг.1 изображен предлагаемый кернорватель, вид сбоку; на фиг.2 - обойма кернорвателя, аксонометрия.

Кернорватель содержит корпус 1 с присоединительной резьбой 2 и выступом 3, в

(S

С

N

сс

ОС

С 3 43

полости которого подвижно размещена обойма 4, выполненная литьем под давлением из полимера, например, из полиамида. Обойма 4 армирована верхним наружным 5 и нижним внутренним 6 металлическими кольцами, размещенными соответственно выше и ниже окон 7, в которых отлиты совместно с обоймой 4 пружинные элементы в виде пластинчатых выступов 8, размещенные под углом к поверхности обоймы 4. Непосредственно под окнами 7 в обойме 4 выполнены пазы 9 для размещения осей 10 рычажков 11. Пазы 9 имеют форму отверстий, перпендикулярных диаметрам обоймы 4, проведенных к срединам окон 7. Наружное кольцо 5 также выполнено с пазами, совпадающими с окнами 7, а нижний край кольца 5 выполнен со скосом 12, взаимодействующим с осями 10 рычажков 11.

Кернорватель работает следующим образом.

Сборка осуществляется вставкой рычажков 11 в окна 7 с наружной стороны обоймы 4 до упора осями 10 в поверхность пазов 9. При этом к рычажкам 11 необходимо приложить усилие для того, чтобы вставить оси 10 в пазы 9. После этого обойма 4 вставляется в корпус 1, который посредством резьбы 2 свинчивается с керноприем- ной трубой. При этом выступ 3 служит для удержания обоймы 4 от выпадения из корпуса 1.

При бурении рычажки 11, поворачиваясь под действием поступающего в керноп- риемную трубу керна вокруг осей 10 в пазах 9 обоймы 4, размещаются в окнах 7, отжимая кнаружи пластинчатые выступы 8. При этом незначительный коэффициент трения металла рычажков 11 о полимер обоймы 4 позволяет снизить величину усилия, поворачивающего рычажки 11 вокруг осей 10, чем улучшаются условия формирования керна. Кроме того, благодаря низкому значению коэффициента трения полимера о металл в условиях жидкостной смазки буровым раствором, обойма 4 не вращается вокруг керна даже в случае вращения корпуса 1. Упругость пластинчатых выступов 8, выполненных из полимера, достаточна для выталкивания рычажков 11 из окон 7 и обеспечивает мягкий контакт рычажков 11с керном.

При подъеме рычажки 11 выталкиваются пластинчатыми выступами 8 из окон 7 и

врезаются в керн, отрывая его от массива.

При этом рычажок 11 опирается своей

центральной частью на внутреннее кольцо

6, а осью 10 - в скосы 12 наружного кольца

5, располагаясь под острым углом к внутренней поверхности обоймы 4 над рычажками 11.

В случае, если керн слагается из прочных пород и не отрывается при повороте

рычажка 11 на острый угол, дальнейший подъем кернорвателя приводит к повороту рычажка 11 до достижения прямого угла между ним и поверхностью обоймы 4. Это достигается благодаря определенной упругости полимера, из которого изготовлена .обойма 4.

При этом концы рычажков 11 сближаются до минимального возможного расстояния между ними, вследствие чего

происходит отрыв керна от забоя.

После подъема снаряда из скважины отвинчивают корпус 1 от керноприемной трубы. При этом низкое значение коэффициента трения обоймы 4 о корпус 1

предохраняет рычажки 11 от поломок, так как обойма 4 остается неподвижной относи- тельно керна. После извлечения керна цикл повторяется.

Формула изобретения

Кернорватель, содержащий обойму со сквозными прямоугольными окнами с внутренней опорной поверхностью и шарнирно закрепленные на нижней грани окон керно- захватные рычажки с пружинными элементами, установленными с возможностью поворота, ограниченного внутренней опорной поверхностью обоймы, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода керна, пружинные элементы выпол-.

нены в виде пластинчатых выступов на верхних гранях окон, при этом обойма выполнена из упругодеформируемого полимера с армирующими металлическими кольцами с внешней стороны и на внутренней опорной поверхности.

Использование: отделение и удержание керна в колонковых снарядах при геологоразведочном бурении скважин. Сущность изобретения: кернорватели имеют обойму из упругодеформируемого полимера с армирующими металлическими кольцами со сквозными прямоугольными окнами, на верхней грани которых имеются пластинчатые выступы, взаимодействующие с шарнирно закрепленными в окнах кернозахватными рычажками. 2 ил.

Фиг /