Устройство для отделения керна Советский патент 1981 года по МПК E21B25/14 

даются непосредственно на корпус колонкового бура и концентрируются на нем. Но предварительным расчетам для отделения керна диаметром 100 см при бурении в песчаниках (а 7,2 Н/мм) необходимо, чтобы суммарное усилие всех гидроцилиндров было не менее 8870 кн, а при диаметре керна 200 см - не менее 35940 кн. При бурении в гранитах (0 13,5 н/мм) оно соответственно должно быть не менее 16640 и 66550 кн. Поскольку такие же нагрузки передаются не только на керн, но и на корпус колонкового бура, то для обеспечения его прочности необходимо иметь значительную площадь поперечного сечения корпуса, которая может быть достигнута, главным образом, за счет увеличения его металлоемкости.

Целью изобретения является увеличение усилия для отделения керна за счет снятия реактивных нагрузок с колонкового бура, возникающих в процессе отделения керна в скважине.

Указанная цель достигается тем, что гидроцилиндры подпружинены относительно корпуса и установлены с возможностью осевого перемещения и взаимодействия со стенками скважины.

На фиг. 1 представлен общий вид керноотделительного устройства в составе колонкового бура; на фиг. 2 - продольный разрез по гидроцилиндру до завершения процесса отделения; на фиг. 3 - то же, после завершения процесса отделения.

Устройство для отделения керна включает корпус 1 колонкового бура, гидроцилиндры 2 со штоками 3 и маслопроводы 4. Па одном конце штока закреплен поршень 5, на другом рабочая головка 6. Гидроцилиндр закрыт крышкой 7 и имеет уплотнения 8. В теле гидроцилиндра размещены каналы 9 и 10. На гидроцилиндр надета пружина 11, упирающаяся одним концом в корпус колонкового бура, а другим в гидроцилиндр. Перед отделением керна устройство размещается в кольцевой щели между стенкой скважины 12 и стенкой выбуренного кернового столба 13, от которого впоследствии отделяется керн 14.

Устройство работает следующим образом.

Под давлением масла, нагнетаемого в левую от поршня 5 полость гидроцилиндра 2, поршень со штоком перемещаются вправо до упора в стенку столба 13. Поскольку сопротивление внедрений рабочей головки 6 штока 3 в стенку кернового столба резко

возрастает, оно быстро становится больше усилия, необходимого для с катия пружины il, в результате чего гидроцилиндр 2 начинает перемещаться в сторону, противоположную движению штока до упора со стенкой скважины 12. При дальнейщем увеличении давления усилие, передаваемое через шток на керновый столб, также увеличивается и по достижении предельной разрушающей нагрузки происходит отделение керна 14 от породного массива. При этом реактивное усилие через крышу 7 передается на стенку скважины, а корпус бура остается полностью разгруженным. При извлечении

из скважины керн удерживается на штоках гидроцилиндров. Для возвращения штока в исходное положение масло нагнетается в правую от поршня полость гидроцилиндра. При выходе штоков из-под керна корпус

гидроцилиндра также приходит в первоначальное положение под действием ранее сжатой пружины И.

Положительный эффект от применения устройства состоит в разгрузке корпуса колонкового бура от значительных по величине радиальных усилий, что позволяет предельно облегчить условия его работы. При реализации устройства конструкция бура может быть значительно упрощена, что снизит металлоемкость, трудоемкость изготовления и в конечном счете стоимость колонкового бура.

Формула изобретения

Устройство для отделения керна, включающее корпус колонкового бура, радиально размещенные в корпусе гидроцилиндры со штоками и маслопроводы, отличающее с я тем, что, с целью увеличения усилия для отделения керна за счет снятия реактивных нагрузок с колонкового бура, возникающих в процессе отделения керна, в скважине гидроцилиндры подпружинены

относительно корпуса и установлены с возможностью осевого перемещения и взаимодействия со стенками скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 578430, кл. Е 21В 25/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 102732, кл. Е 21В 25/00, 1955.

3.Брылов С. А. и др. Современная технология и механизация горно-разведочных работ, М., «Недра, 1976, с. 42.