Кернорватель Советский патент 1982 года по МПК E21B25/14 

(БОКИРНОРОАТЕЛЬ

Изобретение относится к горному делу, к средствам для отбора керна, применяемым в колонковых снарядах дл геологоразведочного бурения. Известны.кернорватели содержащие корпус и подпружиненные рычажки 12. Эта конструкция содержит один ряд рычажков, расположенных через 60°, п чередовании длинных с короткими. При правильном выборе длины рычажков вне рение их в керн невелико и не может обеспечить надежного отрыва керна, особенно при уменьшении его диаметра Увеличение длины рычажков приводит к тому, что они скользят по поверхности керна без заклинивания. Наиболее близким к предлагаемым являются кернорватели с несколькими рядами подпружиненных рычажков. Изве ный такой кернррватель содержит корпус, связанный с породоразрушающим наконечником, и несколько рядов под:пружиненных рычажков, закрепленных в корпусе, имеющих различную длину в рядах и острую керноподрезающую кромку 21, Кернорватель этой конструкции обладает теми )хе недостатками, т.е. его рычажки зацепляются с керном в процессе его отрыва только при попадании в изъян или трещину, Т оторые образуются во время бурения. Это приводит к оставлению части керна на забое и, как следствие, к уменьшению процента его выноса. Поскольку расположение изъянов и трещин на керне носит случайный характер, то и зацепление рычажков подчиняется этой зависимости. Кроме того, в процессе бурения рычажки должны свободно скользить по керну, не разрушая его. В известной конструкции рычажки при встрече с изъяном или нарезкой на поверхности керна могут самопроизвольно заклиниваться, что приводит к поломке рычажков или разрушению керна. 90 Цель изобретения - повышение надежности захвата керна. Указанная цель достигается тем, что в кернорвателе керноподрезающая кромка выполнена в форме ломанной линии с горизонтальным и наклонным участками, при этом угол между ними U определяется по формуле 1.7 Д arctg ГТ. -1 90 а сама кромка расположена относитель но оси рычажка на расстоянии , , оп ределяеиом по формуле и 1, - порядковый номер ряда расположения рычажка в направлени сверху вниз; f - радиальное расстояние меж ду кернообразующем кромко породоразрушающего наконеч-20 в силу ника и осью рычажка. На фиг. 1 изображен предлагаемый кернователь, общий вид; на фиг. 2 рычажок кернорвателя в аксонометричес КОМ изображении. Кернорватель, содержащий корпус 1 и несколько рядов подпружиненных рыча ков 2 с осями 3, связан с породоразрушающим наконечником Ц, который имеет кернообразующую кромку 5. Радиальное расстояние между кернообразую|дей кромкой 5 породоразрушающего наконечника 4 и осью 3 noBopQj.a рычажка равен t. Рычажок 2 кернорвателя им ет рабочую кромку, которая взаимодействует с керном, выполненную в форме ломанной линии с горизонтальным участ ком 6 и наклонным участком 7. Угол между этими участками равен д , а положение кромки рычажка соответствующего ряда, измеряемое от оси, равно U Кернорватель работает следующим об разом. При бурении образующийся керн входит в Кернорватель и отжимает подпруя ненные рычажки. При этом рычажки долж ны свободно скользить по поверхности керна, имеющего изъяны или нарезку. В случае гладкой поверхности керна прямолинейный участок 6 рабочей кромки рычажка 2 будет беспрепятственно скользить по керну. В случае появления препятствия на поверхности керна наклонный участок 7 рабочей кромки рычажка на него и приподнимет рычажок над ним. Поскольку рычажки имеют различную длину в рядах, то положение их во время работы в пррст4ранстве будет различным, а следовательно, и угол подъема наклонного участка для каждого ряда рычах ков будет различным. При отрыве керна рычах ки верхнего ряда, имеющие оптимальную длину, рассчитанную по формуле, а следовательно, и оптимальный угол наклона поверхности керна, равный углу трения, внедрятся в керн. Остальные рычажки будут находиться в состоянии равновесия и будут свободно скользить по поверхности керна при вращении и вертикальном перемещении. Дальнейшее движение кернорвателя вверх приводит либо к отрыву керна, либо к образованию борозд на его поверхности. В случае образования борозд рычах ки следующего ряда попадают в них и раскрываются на больший угол, котоустановленного соотношения размеров и угла наклона кромки становится равным углу трения. В этом случае рычажки совершают работу, аналогичную работе рычажков первого ряда. Последовательное воздействия рычажков на поверхность керна в конечном итоге приводит к отрыву его от забоя. Зависимости, определяющие положение кромки и угол наклона участка кромки, обеспечивают последовательную работу рычажков, в результате которой достигается надежный отрыв керна при значительных колебаниях его диаметра, твердости поверхности и оуклоне формы, Формула изобретения Кернорватель, содержащий корпус связанный с породоразрушающим наконечником и несколько рядов подпружиненных рычажков, закрепленных на осях в корпусе, имеющих различную длину в рядах и острую керноподрезающую кромку,отличающийся тем, что. С целью повышения надежности захвата керна, керноподрезающая кромка выполнена в форме ломанной линии с горизонтальным и наклонным участками, при этом угол между ними д. определяется по формуле u qvcic : |1, а сама кромка расположена относительно оси рычажка на расстоянии L, , определяемом по формуле L 1,