устройство для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда

Формула изобретения

1. Устройство для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда, включающее верхний обжимной хомут с рукоятками и нижнюю часть, отличающееся тем, что верхний обжимной хомут состоит из звеньев, соединенных между собой шарнирно, и закрепляется на керноприемной трубе с помощью верхнего винта-стяжки и гайки, нижняя часть устройства выполнена в виде стягивающегося на поверхности керна нижним винтом-стяжкой и гайкой нижнего обжимного хомута, состоящего из имеющих спрофилированную внутреннюю поверхность звеньев, соединенных между собой шарнирно, на боковой поверхности которых выполнены отверстия с установленными в них винтами-керноломателями, причем нижний хомут соединен с верхним.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний обжимной хомут состоит из двух или более звеньев, соединенных между собой шарнирно.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что звенья верхнего обжимного хомута могут иметь гладкую или спрофилированную внутреннюю поверхность.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний обжимной хомут состоит из двух или более звеньев, соединенных между собой шарнирно.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что спрофилированная внутренняя поверхность нижнего обжимного хомута выполнена на самих звеньях или на сменных вкладных элементах.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сменные вкладные элементы скреплены со звеньями нижнего обжимного хомута жесткой механической связью.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний обжимной хомут соединяется с верхним жесткой или гибкой механической связью.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что шарниры звеньев верхнего и нижнего обжимных хомутов совмещены и выполняют функцию связи между верхним и нижним хомутами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин с отбором керна, а именно к устройствам для отрыва и удержание керна при разборке керноотборного снаряда.

Известно значительное количество устройств для захватывания, отрыва и удержания керна в керноприемной трубе цангового или рычажкового типа (патенты на полезную модель № 20340, 49883, 83797, патенты на изобретение № 2011482, 2024732, 2029058, 2159840, 2276718 и много других) но все они не подходят для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда.

Однако известно устройство, служащее для удержания керна в керноприемной трубе при разборке многосекционного керноотборного снаряда с помощью цангового кернорвателя (руководство по эксплуатации к керноотборному снаряду «Колонок» КСК-185/100БИ.000РЭ).

Недостатками указанного устройства являются:

- повышенная аварийноопасность бурения с отбором керна из-за возможности заклинивания керна в месте расположения данного устройства;

- высокая вероятность потери части керна при разборке снаряда в случае извлечения рыхлого, слабосцементированного керна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому устройству является устройство, включающее из верхнего обжимного хомута с рукоятками, состоящего из двух скоб, соединенных с помощью оси. Одна скоба жестко соединена с нижней плитой, в которой имеются специальные пазы для расположения ножа-отсекателя для слома и разделения керна. Для зажима верхнего обжимного хомута предусмотрен винт-стяжка с гайкой. Для сохранения максимального количества керна при разборке керноотборного снаряда в устройстве предусмотрены два экрана, жестко соединенных со скобами хомута. Прикрепление ножа-отсекателя к нижней плите после слома керна осуществляется с помощью винта (каталог продукции компании Security DBS: Fiberglass inner tubes, c.5-6, 1994 г.).

Недостатком устройства, выбранного в качестве прототипа, является сложность разборки снаряда при извлечении твердого и крепкого керна, а также повышенная взрыво- и пожароопасность, так как для разделения твердого и крепкого керна при разборке керноотборного снаряда требуется производить удары по ножу-отсекателю, что может вызвать искрообразование.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое устройство, заключается в разработке такого устройства для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда, применение которого на практике позволит значительно упростить процесс разборки керноотборного снаряда при наличии твердого и крепкого керна, с сохранением возможности применения для рыхлого керна, а также повысить безопасность при эксплуатации устройства.

Поставленная задача решается с помощью устройства для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда, включающего верхний обжимной хомут с рукоятками и нижнюю часть, причем верхний обжимной хомут состоит из звеньев, соединенных между собой шарнирно, и закрепляется на керноприемной трубе с помощью верхнего винта-стяжки и гайки, нижняя часть устройства выполнена в виде стягивающегося на поверхности керна нижним винтом-стяжкой и гайкой нижнего обжимного хомута, состоящего из имеющих спрофилированную внутреннюю поверхность звеньев, соединенных между собой шарнирно, на боковой поверхности которых выполнены отверстия с установленными в них винтами-керноломателями, причем нижний обжимной хомут соединен с верхним.

Верхний обжимной хомут может состоять из двух или более звеньев, соединенных между собой шарнирно.

Звенья верхнего обжимного хомута могут иметь гладкую или спрофилированную внутреннюю поверхность в зависимости от условий эксплуатации устройства.

Нижний обжимной хомут может состоять из двух или более звеньев, соединенных между собой шарнирно.

Спрофилированная внутренняя поверхность нижнего обжимного хомута может быть выполнена на самих звеньях или на сменных вкладных элементах, но предпочтительнее использовать сменные вкладные элементы, так как это продлевает сроки использования устройства и расширяет его эксплуатационные возможности.

Сменные вкладные элементы скрепляются со звеньями нижнего обжимного хомута жесткой механической связью.

Количество винтов-керноломателей и отверстий для них зависит от условий эксплуатации.

Нижний обжимной хомут может соединяться с верхним обжимным хомутом жесткой или гибкой механической связью.

Шарниры звеньев верхнего и нижнего обжимных хомутов могут быть совмещены и выполнять функцию связи между верхним и нижним хомутами.

Согласно предлагаемому техническому решению при разборке многосекционного снаряда и разъединении керноприемной трубы керн разделяется при помощи стягивания винтов-керноломателей, без применения ударных воздействий, которые могут вызвать опасность искрообразования и взрыва. После разделения керна винты докручивают до упора, и они выполняют функцию удержания керна в верхней трубе. Затем докручивают нижнюю стяжную гайку, и керн окончательно фиксируется во внутренней спрофилированной поверхности звеньев нижнего обжимного хомута. Таким образом, слабосцементированный керн удерживается устройством в керноприемной трубе преимущественно четырьмя винтами-стяжками, а твердый и крепкий керн - за счет затяжки его боковой поверхности во внутренней спрофилированной поверхности нижнего обжимного хомута.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, с выявлением источников, содержащих информацию об аналогах заявляемого технического решения, позволяет установить, что заявителем не выявлены аналоги, идентичные заявляемому устройству, поэтому можно утверждать, что заявляемое изобретение отвечает условию патентоспособности по критерию «новизна».

Данное техническое решение имеет «изобретательский уровень», так как по совокупности всех существенных признаков, указанных ниже в формуле изобретения, для специалиста они явным образом не следуют из уровня техники.

Кроме того, заявляемое техническое решение «промышленно применимо», так как позволяет его использовать при конструировании, изготовлении и применении устройств для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда

Таким образом, при реализации заявленного устройства обеспечивается достижение технического результата

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается представленным ниже описанием частного случая его практической реализации и иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен аксонометрический вид устройства; на фиг.2 показан аксонометрический вид устройства в применении, на фиг.3 - аксонометрический вид устройства в действии с вырезом части изделия.

Устройство состоит из хомута обжимного верхнего состоящего из имеющих рукоятку 16 звеньев 1 и 2, хомута обжимного нижнего включающего звенья 11, 12, винтов-керноломателей 3, двух шарниров 4, гаек 14, из верхнего и нижнего винта-стяжки 5 и 6, верхней и нижней стягивающей гайки 7 и 8 с шайбами 15, сменных вкладных элементов 9 и 10 со спрофилированной внутренней поверхностью и двух фиксирующих болтов 13.

Устройство работает следующим образом.

После отворота верхней керноприемной трубы 17 от муфты керноприемной трубы 18 устройство доставляют к месту установки, взяв за рукоятки 16. Затем устройство закрепляют, охватив звеньями 1 и 2 верхнего обжимного хомута керноприемную трубу 17 и затянув гайку 7. После этого закрывают звенья 11 и 12 с вложенными вкладными 9, 10 элементами со спрофилированной поверхностью и затягивают гайку 8. Далее затягивают поочередно винты-керноломатели 3 до тех пор, пока не сломается керн 19. После слома керна гайку 8 ослабляют, докручивают винты-керноломатели 3 до упора, приподнимают верхнюю керноприемную трубу 17 с верхней частью керна 19 и затягивают гайку 8. Таким образом, керн надежно фиксируется во внутренней спрофилированной поверхности 9, 10 звеньев 11, 12 нижнего обжимного хомута и вместе с верхней керноприемной трубой 17 доставляется на участок для проведения дальнейших операций.