Компоновка кернорвателей
CORE BREAKER LAYOUT

Изобретение относится к горному делу, в частности, к устpойствам для отрыва и удержания керна.
Известна компоновка кернорвателей, содержащая рычажковый кернорватель в виде обоймы с поворотными рычажками и расположенный над ним с возможностью ограниченного осевого хода цанговый кернорватель в виде конусного кольца, установленного в конусном седле. Конусное седло выполнено в обойме рычажкового кернорвателя выше его поворотных рычажков, обойма рычажкового кернорвателя установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения, причем величина осевого хода конусного кольца цангового кернорвателя превышает величину осевого перемещения обоймы рычажкового кернорвателя (патент RU2029059, МПК E21B 25/14, опубл. 20.02.1995 г.).
Недостатки заключаются в следующем. При отборе керна вследствие различных причин возможно уменьшение диаметра керна. Цанговый кернорватель в таких условиях не работает и не обжимает керн, вся нагрузка приходится на рычажки. Таким образом, снижается эффективность захвата и удержания керна.
Известна компоновка кернорвателей (патент RU2029060, МПК E21B 25/14, опубл. 20.02.1995 г.), содержащая рычажковый кернорватель в виде обоймы с поворотными рычажками и установленный над ним в конусном седле с возможностью ограниченного осевого перемещения цанговый кернорватель в виде конусного кольца с внутренним заходным конусом. Цанговый кернорватель выполнен с возможностью нахождения в разжатом положении при расстоянии вдоль оси компоновки кернорвателей от оси поворота рычажка до нижнего торца цангового кернорвателя, превышающим длину рычажка, в сжатом положении - при упомянутом расстоянии, меньшем длины рычажка. Принято за прототип.
Недостатки прототипа заключаются в том, что при вхождении керна в компоновку кернорвателей возможно заклинивание цангового кернорвателя поворачивающимися рычажками, так как в предлагаемом изобретении цанга перекрывает пазы рычажков. Кроме того, при отборе керна вследствие различных причин возможно уменьшение диаметра керна. Цанговый кернорватель в таких условиях не работает и не обжимает керн, следовательно, не способен выполнять заявленное: отжимать рычажки вниз к центру, способствуя их внедрению в керн. Таким образом, снижается эффективность захвата и удержания керна.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение эффективности захвата и удержания керна, а также увеличение выхода керна.
Техническим результатом при использовании изобретения является надежный захват и удержание керна с увеличением его выхода.
Проблема решается, а технический результат достигается компоновкой кернорвателей, содержащей рычажковый кернорватель, включающий обойму с поворотными рычажками, снабженными режущими кромками, и установленный в конусном седле с возможностью ограниченного осевого перемещения цанговый кернорватель в виде конусного кольца с внутренним заходным конусом. В отличие от прототипа цанговый кернорватель установлен под рычажковым кернорвателем, который расположен в кольцевой расточке с возможностью осевого перемещения и передачи осевой нагрузки на цанговый кернорватель, при этом кольцевая расточка установлена в верхней части корпуса компоновки и имеет длину, превышающую высоту обоймы рычажкового кернорвателя, причем цанговый кернорватель имеет на внутренней поверхности твердосплавную армировку.
Технический результат достигается представленной совокупностью существенных признаков.
В предлагаемом устройстве цанговый кернорватель установлен под рычажковым кернорвателем, а рычажковый кернорватель имеет возможность осевого перемещения и передачи осевой нагрузки на цанговый кернорватель за счет кольцевой расточки в корпусе длиной, превышающей высоту обоймы рычажкового кернорвателя. Возможность осевого перемещения рычажкового кернорвателя в корпусе позволяет подняться вверх рычажковому кернорвателю, выйти из конуса и раскрыться цанговому кернорвателю при прохождении керна, а при отрыве керна позволяет перемещаться рычажковому кернорвателю вниз вместе с цанговым кернорвателем и передавать всю осевую нагрузку, приходящуюся на рычажковый кернорватель при отрыве керна, на цанговый кернорватель для ее сжатия в конусном седле корпуса и удержания ею керна. Таким образом, благодаря совместной работе кернорвателей обеспечивается надежный захват и удержание керна.
Цанговый кернорватель имеет на внутренней поверхности твердосплавную армировку. Твердосплавная армировка на внутренней поверхности цангового кернорвателя, благодаря своей износостойкости и шероховатости поверхности, обеспечивает надежный захват и удержание керна, так как для удержания керна нужно сжимающее или заклинивающее усилие, а также шероховатость внутренней поверхности цанги для создания трения. При прохождении керна шероховатость цанги может уменьшиться за счет абразивного износа, а твердосплавная армировка предотвращает износ. За счет того, что керн вовремя и надежно удерживается, он не теряется при отрыве, поэтому выход керна увеличивается.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где показано заявляемое устройство:
фиг. 1 - продольный разрез компоновки кернорвателей;
фиг. 2 - поперечный разрез компоновки кернорвателей.
На фигурах обозначено:
1 - корпус компоновки кернорвателей;
2 - переходник на керноприемную трубу;
3 - обойма рычажкового кернорвателя;
4 - пружина для прижатия рычажка;
5 - рычажок рычажкового кернорвателя;
6 - цанговый кернорватель;
7 - режущая кромка рычажка;
8 - конусное седло;
9 - заходный конус;
10 - твердосплавная армировка;
11 - кольцевая расточка в корпусе.
Компоновка кернорвателей включает корпус 1 с переходником 2. В верхней части корпуса 1 имеется кольцевая расточка 11, в которой находится с возможностью осевого перемещения рычажковый кернорватель, включающий обойму 3, в пазах которой смонтированы прижимаемые пружинками 4 рычажки 5 с режущими кромками 7. В нижней части корпуса 1 имеется конусное седло 8, в которое установлен цанговый кернорватель 6, имеющий на внутренней поверхности твердосплавную армировку 10 и заходный конус 9.
Работает компоновка кернорвателей следующим образом. При вхождении керна в компоновку кернорвателей цанговый кернорватель 6 приподнимается, поднимая и рычажковый кернорватель, который затем поднимается до упора в переходник 2. При этом цанговый кернорватель 6 раскрывается. Нижний торец переходника 2 ограничивает ход обоймы 3 рычажкового кернорвателя. Керн проходит через цанговый кернорватель 6, поворачивает рычажки 5 из горизонтального положения в положение, близкое к вертикальному и проходит дальше в керноотборное устройство. При отрыве инструмента от забоя, т. е. при подъеме компоновки, рычажковый кернорватель захватывает керн и начинает перемещаться вниз по кольцевой расточке 11 в корпусе 1, опуская цанговый кернователь 6, который садится в конусное седло 8 корпуса 1, при этом рычажковый кернорватель создает усилие для сжатия цангового кернорвателя 6 в конусном седле 8, а после отрыва керна кернорватели продолжают совместно надежно удерживать керн, т.е. рычажковый помогает цанговому кернорвателю. Цанговый кернорватель 6 имеет на внутренней поверхности твердосплавную армировку 10, которая, благодаря своей износостойкости и шероховатости поверхности, обеспечивает надежный захват и удержание керна.
Таким образом, обеспечивается совместная работа кернорвателей, обеспечивается надежный захват и удержание керна, увеличивается выход керна.