Устройство для отбора пробы при бурении Советский патент 1980 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к области исследования геологического строеня месторождений полезных ископаемых путем отбора проб буровой мелочи (шлам) при бурении скважин с продувкой воздухом. Известны устройства с полным отбором в пробу всей извлекаемой из. скважины буровой мелочи Область их применения ограничена, как правило, мелкошпуровым бурением 1. Известны также устройства для от бора пробы при бурении скважин боль шого, диаметра, содержащие провоотбо иые трубки, устанавливаемые в трубопроводе, соединяющем превентор с пылеосадителем 2. Недостатком этих устройств являе ся большая величина ошибки частных прЪб. . Известно также наиболее близкое по технической сущности, к изобретению устройство для отбора пробы при бурении, содержащее буров.ой) став, превентор пылепровод, пылеосадител с бункером и пробоотборник с приво перемещения в потоке опробуемого шлгма 13 . Однако в этом устройстве отсутствует автоматическая регулировка степени сокращения про(, что снижает достоверность опробования и/или увеличивает трудозатраты на пробоотбор. Цель изобретения - повыиение зффективности пробоотбора за счет автстиатического регулирования степени сокрсицения проб. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком управления, датчнхснм уровня заполнения бункера, приводсж поворота стенок пробозаборных окон пробоотборника и датчиком пол якения стенок, причем датчики уровня заполнения бункера и положения стенок подключены к входу блока управления, соединенного с при водами перемещения пробоотборника и поворота стенок пробозаборных окон пробоотборника. На фиг. 1 изображено устройство для отбора пробы при бурении, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Устройство для отбора пробы при бурении включает буровой став 1, превентор 2, пылепровод 3, пылеосадитель 4 с бункером 5, пробоотборник 6, подвешенный под разгрузочным отверстием бункера 5 с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси, совпадающей с осью разгрузочного отверстия, и блок 7 управления. Разгрузочное отверстие бункера 5 перекрыто конусным затвором-распределителем 8 с приводом 9. На уровне нижнего положения затвора 8 помещена направляющая воронка 10. Пробоотборник 6 имеет две ступени сокращения: секторный делитель 11 и многоярусный сократитель 12.

Секторный делитель 11 с помощью радиальных стенок 13-20 образует ряд пробоотборных окон 21-: Стенки 13, 15 17 и 19 расположены взаимно перпендикулярно и жестко связаны между собой

кольцом 22, свободно надетым на втул ку 23 соосную пробоотборнику 6. Аналогично с помощью кольца 24 установлены чстенки 14,16,181 и 20. Стенки 14 и 15 связаны между собой тягами 25 и 26 через гайку винтовой пары привода 27 поворота стенок пробоза-I «орных охон 21. На всех стенках имеются отражатели 28 шлама (показан один из них).

Многоярусный сократитель 12 выполнен/например, в виде трубчатого сократителя. Под каждым из пробоотборных окон 21 помещены приемные воронки 29 и трубы-сократители 30, в каждой из которых имеется ряд съемных дефлекторов 31 и концентрирующих воронок 32.Нижние дефлекторы всех труб сократителей,выведены в общий коллектор 33 под которым устанавливаетс емкость для пробы 34. Вместо трубсократителей могут быть использованы многоярусные желобковые делители.

. Пробоотборник 6 снабжен приводом 35 возвратно-вращательного перемещения.

В бункере 5 установлен датчик 36 уровня заполнения. У одной из стенок секторного делителя 11 помещен,датчик 37 положения стенки. Датчики 36 и.37 подключены к входу блока 7 управления. К выходу блока 7 подклю чены привода 27,9 и 35.

Устройство работает следующим обраэом.

При бурении заданного интервала опробования буровая мелочь в потоке воздуха движется в канапе между стенк ли скважины и буровым ставом 1 к скважины, затем через превен- тор 2f пылепровод 3 поступает в пылес}садитель 4, где отделяется от транспортируемого воздуха и оседает в бункере 5. После того, как бурение интервала опробования завершено, и вся буровая мелочь собрана в бункере 5, датчик -36 уровня заполнения подает сигнал, пропорциональный по величине массе опробуемого шлама, на вход блока 7 управления. На второй вход блока 7 датчика 37 положения стенок пробозаборных окон 21 се торного делителя 11 подает сигнгш.

величина которого пропорциональна степени сокращения делителя 11, в дан- ный момент. Блок 7 управления сравнивает поступившие сигналы и, в случае необходимости, вырабатывает комаНДУ на включение привода 27 поворота стенок. Привод 27 вращает винт винтовой пары, перемещая гайку, которая с помощью тяг 25 и 26 сближает (или разводит) стенки 14.и 15. Одновременно поворачиваются и жестко связанные с ними через кольца 22 и 24 стенки 16, 18 и 20 и 13, 17 и 19. При этом происходит одновременное и одинаковое изменение сечений всех пробозаборных окон 21, т.е. изменяется

степень сокращения пробоотборника 6. С помощью датчика 37 блок 7.следит за изменением степени сокращения, и, после тЬго, как она достигнет величины. Необходимой для получения пробы

заданной массы из собранного в бункере-5 шлама, блок 7 отключает привод 27 и включает приводы 9 и 35. I Привод 9 опускает конусный затвор|распределитель 8 в крайнее нижнее

положение. Буровая мелочь из разгру;зочного отверстия бункера 5 через зэзор основанием затвора 8 и срезом направляющей воронки 10 в виде струи кольцевого сечения

поступает в делитель 11 и затем в сократитель 12 пробоотборника 6. В делителе 11 одна часть буровой мелочи попадает в пробозаборные окна 21, а другая - между окнами в отброс. Та

часть буровой мелочи, которая попала в пробозаборные окна 21, далее через приемные воронки 29 поступает в тру бы-сократители 30 многоярусного .сократителя 12, где после сокращения на дефлекторах 31 попадает в коллектор

33. и далее в емкость 34. Отражатели 28 препятствуют попаданию лишнего шлама в воронки 29.

Одновременно с истечением буровой мелочи из бункера 5 привод 35 повора ивает пробоотборник 6 вокругего оси. При этом пробоотборные окна 21 пересекают сечение кольцевой струи буровой мелочи. Скорость вращения привода 34 выбирается так, чтобы за

время истечения всей буровоЯ мелочи из бункера 5 пробоотборник 6 повернулся на угоп, приблизительно равный углу между двумя соседними пробозаборными окнами 21. После того, как

вся буровая мелочь из бункера 5 выгружена,, подается команда на реверсирование привоев 9 и 35. Привод 9 поднимает затвор 8 вверх, закрывая разгрузочное отверстие бункера 5, а привод 35 поворачивает пробоотборник

6 в обратную сторону на тот же угол. Устройство готово к бурению следующе- го интервала скважины.

Использование предлагаемого устройства позволяет получить пробы заданной массы, независимо от |Кблеба