NO810583L

NO810583L - HYDRAULIC MOTOR FOR DRILL CORE CORE TOOL.

Info

Publication number: NO810583L
Application number: NO810583A
Authority: NO
Inventors: Lauren G Kilmer
Original assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1981-02-19
Also published as: WO1981000018A1; EP0030975A4; EP0030975A1; BR8008720A

Description

I IN

HYDRAULISK MOTOR FOR BOREHULLSKJERNEVERKTØY HYDRAULIC MOTOR FOR BOREHOLE CORE TOOLS

KORT OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Et apparat er blitt utviklet for å ta sanne prøver av underjordiske formasjoner og berge partier av de fluider som inneholdes i prøvene. Disse prøver er nyttige ved evaluering av de geoligiske, mineralogiske og fysiske egenskaper til en formasjon av interesse. Dette apparat inneholdes i et egnet hus som kan senkes på en standard loggekabel gjennom et borehull til en formasjon av interesse. Apparatet opphenges i formasjonen av interesse, og en hydraulisk innretning aktiviseres for å kile apparatet fast i borehullet. En hydraulisk motor forsynt med et kjerneskjærehode aktiviseres for rotasjon av skjærehodet, og en hydraulisk innretning aktiviseres for å bevege skjærehodet til skjærende kontakt med sideveggen av borehullet. Ved fullført kjerneskjæring blir kjerneholderløp-et og skjærehodet bøyet for å brekke kjernen løs fra formasjonen. Kjerneholderløpet inneholdende kjernen trekkes så tilbake inn i huset, og apparatet fjernes fra borehullet. I forbedringen ifølge foreliggende oppfinnelse har den hydrauliske motor førings- eller styresporinnretninger for å gi positiv kontakt mellom rotorens vinger og periferien av den hydrauliske motors rotorhulrom, og rotoren har kanalinnret-ninger for fluidforbindelse mellom det bakre parti av vingene An apparatus has been developed to take true samples of underground formations and recover portions of the fluids contained in the samples. These samples are useful in evaluating the geological, mineralogical and physical properties of a formation of interest. This apparatus is contained in a suitable housing which can be lowered on a standard logging cable through a borehole to a formation of interest. The apparatus is suspended in the formation of interest, and a hydraulic device is activated to wedge the apparatus into the borehole. A hydraulic motor provided with a core cutting head is actuated to rotate the cutting head, and a hydraulic device is actuated to move the cutting head into cutting contact with the side wall of the borehole. On completion of core cutting, the core holder barrel and cutting head are bent to break the core loose from the formation. The core holder barrel containing the core is then pulled back into the housing, and the device is removed from the borehole. In the improvement according to the present invention, the hydraulic motor has guide or guide track means to provide positive contact between the rotor's blades and the periphery of the hydraulic motor's rotor cavity, and the rotor has channel means for fluid communication between the rear portion of the blades

i kontakt med periferien av rotorhulrommet under rotorens rotasjon og det bakre parti av vingene som befinner seg inne in contact with the periphery of the rotor cavity during the rotation of the rotor and the rear part of the vanes located inside

i rotoren. in the rotor.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 er et skjematisk riss som viser nedsenkning av en før-ste utførelse av apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i et borehull. Fig. 2 er et skjematisk riss som viser den første utførelse forankret i borehullet og under skjæring av en kjerne fra sideveggen i borehullet. Fig. 3 er et skjematisk riss som viser fjerning av den første utførelse fra et borehull. Fig. 4 er et skjematisk riss av støtteskoen for den første utførelse. Fig. 5 er et skjematisk riss som viser støtteskoen på fig. 4 under forankring av den første utførelse i et borehull. Fig. 6 er et skjematisk riss som viser den hydrauliske kjerneskjæreinnretning for den første utførelse. Fig. 7 er et skjematisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen på fig. 6 under skjæring av en kjerne. Fig. 8 er et skjematisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen på fig. 6 under løsbrekking av en kjerne fra formasjonen. Fig. 9 er et skjematisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen på fig. 6 med en oppfanget kjerne. Fig. 10 er et isometrisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen for den første utførelse. Fig. 11 er et snitt av den hydrauliske motor for den hydrauliske kjerneskjæreinnretning tatt gjennom den hydrauliske motors rotor. Fig. 12 er et snitt av den hydrauliske motor av den hydrauliske kjerneskjæreinnretning tatt gjennom kjerneholderløpet ved fluidinnløps- og utløpsportene. Fig. 13 er en skjematisk fremstilling av det hydrauliske system av den første utførelse som betjener de hydrauliske motorer i kjerneskjæreinnretningen. Fig. 14 er en skjematisk fremstilling av det hydrauliske system for den første utførelse som betjener de hydrauliske sylindre for støtteskoen og kjerneskjæreinnretningen. Fig. 15 er et skjematisk riss av skottet og de hydrauliske koblinger i den første utførelse. Fig. 16 er en skjematisk fremstilling av de elektriske be-tjenings- og kontrollsystemer for den første utførelse. Fig. 17 er en skjematisk fremstilling av de elektriske be-tjenings- og kontrollsystemer for en andre utførelse av apparatet vist på fig. 1 - 15. Fig. 18 er et skjematisk riss som viser den mekaniske seksjon av en tredje utførelse av apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 19 er et skjematisk riss som viser den hydrauliske kjerneskjæreinnretning for den tredje utførelse. Fig. 20 er et skjematisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen på fig. 19 under skjæring av en kjerne. Fig. 21 er et skjematisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen på fig. 19 under løsbrekking av en kjerne fra en formasjon. Fig. 22 er et skjematisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen på fig. 19 med en fanget kjerne. Fig. 23 er et isometrisk riss som viser kjerneskjæreinnretningen for en tredje utførelse. Fig. 24 er en skjematisk fremstilling av det hydrauliske system for den tredje utførelse som betjener den hydrauliske motor for kjerneskjæreinnretningen. Fig. 25 er en skjematisk fremstilling av det hydrauliske system for den tredje utførelse som betjener de hydrauliske sylindre for støtteskoen og kjerneskjæreinnretningen. Fig. 26 er et skjematisk riss som viser strømningsstrupeven-tilen i det hydrauliske system på fig. 25 med delvis strupet dyse. Fig. 27 er et skjematisk riss som viser strømningsstrupeven-tilen på fig. 26 med hovedsakelig strupet dyse. Fig. 28 er en skjematisk fremstilling av de elektriske betjen-ings- og kontrollsystemer for den tredje utførelse. Fig. 1 is a schematic diagram showing the immersion of a first embodiment of the device according to the present invention in a borehole. Fig. 2 is a schematic view showing the first embodiment anchored in the borehole and during cutting of a core from the side wall of the borehole. Fig. 3 is a schematic view showing removal of the first embodiment from a borehole. Fig. 4 is a schematic view of the support shoe for the first embodiment. Fig. 5 is a schematic view showing the support shoe in fig. 4 during anchoring of the first embodiment in a borehole. Fig. 6 is a schematic view showing the hydraulic core cutting device for the first embodiment. Fig. 7 is a schematic view showing the core cutting device of fig. 6 during cutting of a core. Fig. 8 is a schematic diagram showing the core cutting device of fig. 6 during fracturing of a core from the formation. Fig. 9 is a schematic view showing the core cutting device of fig. 6 with a captured core. Fig. 10 is an isometric view showing the core cutting device for the first embodiment. Fig. 11 is a section of the hydraulic motor for the hydraulic core cutting device taken through the rotor of the hydraulic motor. Fig. 12 is a section of the hydraulic motor of the hydraulic core cutting device taken through the core holder barrel at the fluid inlet and outlet ports. Fig. 13 is a schematic representation of the hydraulic system of the first embodiment which operates the hydraulic motors in the core cutting device. Fig. 14 is a schematic representation of the hydraulic system for the first embodiment which operates the hydraulic cylinders for the support shoe and the core cutting device. Fig. 15 is a schematic view of the bulkhead and the hydraulic connections in the first embodiment. Fig. 16 is a schematic representation of the electrical operating and control systems for the first embodiment. Fig. 17 is a schematic representation of the electrical operating and control systems for a second embodiment of the apparatus shown in fig. 1 - 15. Fig. 18 is a schematic diagram showing the mechanical section of a third embodiment of the apparatus according to the present invention. Fig. 19 is a schematic view showing the hydraulic core cutting device for the third embodiment. Fig. 20 is a schematic view showing the core cutting device of fig. 19 during cutting of a core. Fig. 21 is a schematic view showing the core cutting device of fig. 19 during fracturing of a core from a formation. Fig. 22 is a schematic view showing the core cutting device of fig. 19 with a trapped core. Fig. 23 is an isometric view showing the core cutting device for a third embodiment. Fig. 24 is a schematic representation of the hydraulic system for the third embodiment which operates the hydraulic motor for the core cutting device. Fig. 25 is a schematic representation of the hydraulic system for the third embodiment which operates the hydraulic cylinders for the support shoe and the core cutting device. Fig. 26 is a schematic view showing the flow throttle valve in the hydraulic system of Fig. 25 with partially throttled nozzle. Fig. 27 is a schematic view showing the flow throttle valve of Fig. 26 with mainly throttled nozzle. Fig. 28 is a schematic representation of the electrical operating and control systems for the third embodiment.

DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION

Fremgangsmåten og apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter en understøttelsesdel, en skoinnretning montert på understøttelsesdelen for bevegelse mot og bort fra sideveggen i et borehull, en hydraulisk motorinnretning montert på under-støttelsesdelen for bevegelse mot og bort fra sideveggen av borehullet, og en borinnretning forbundet med rotoren av den hydrauliske motorinnretning.for boring av et hull. Apparatet plasseres på et valgt sted i borehullet for boring inn i sideveggen av borehullet. På det valgte sted aktiviseres skoinnretningen for å fastkile apparatet i borehullet. Dette følges av aktivisering av den hydrauliske motorinnretning for å rotere boret og for boring inn i sideveggen av borehullet. Boret trekkes så tilbake, og apparatet fjernes fra borehullet. The method and apparatus according to the present invention comprises a support member, a shoe device mounted on the support member for movement towards and away from the sidewall of a borehole, a hydraulic motor device mounted on the support member for movement towards and away from the sidewall of the borehole, and a drilling device connected to the rotor of the hydraulic motor device. for drilling a hole. The device is placed at a selected location in the borehole for drilling into the side wall of the borehole. At the selected location, the shoe device is activated to wedge the device in the borehole. This is followed by activation of the hydraulic motor device to rotate the drill and to drill into the sidewall of the borehole. The drill is then retracted and the device is removed from the borehole.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse kan hensiktsmessig inneholdes i en husinnretning for å beskytte apparatets ele menter. Denne husinnretning har en åpning som skoinnretningen kan bevege seg gjennom for å fastkile huset på et sted i borehullet, og en åpning gjennom hvilken boreinnretningen kan bevege seg for å bore inn i borehullets sidevegg. The device according to the present invention can conveniently be contained in a housing device to protect the device's elements. This housing device has an opening through which the shoe device can move to wedge the housing in place in the borehole, and an opening through which the drilling device can move to drill into the sidewall of the borehole.

Borinnretningen kan være utrustet for forskjellige oppgaver, såsom boring inn i sideveggen av et borehull for å gi en åp-.ning eller for å gi en prøve. Passende borinnretninger kan velges for boring direkte inn i den underjordiske formasjon som utgjør sideveggen i borehullet, og for boring gjennom metall når borehullet er foret med stålforing. Et diamantforsynt bor er egnet for boring inn i underjordiske formasjoner, mens et wolfram-karbidbor er egnet for boring gjennom en for-ing og inn i formasjonen bak foringen. The drilling device can be equipped for different tasks, such as drilling into the side wall of a borehole to provide an opening or to provide a sample. Suitable drilling rigs can be selected for drilling directly into the underground formation that forms the sidewall of the borehole, and for drilling through metal when the borehole is lined with steel casing. A diamond-tipped drill is suitable for drilling into underground formations, while a tungsten carbide drill is suitable for drilling through a casing and into the formation behind the casing.

Boret kan være forsynt med et kjerneboringsskjær og et kjerne-holderløp for å ta prøver av sideveggen i borehullet. Kjerneboringsskjæret, såsom et diamantforsynt skjær, forbindes via kjerneholderløpet med rotoren av den hydrauliske motor for å ta en prøve av sideveggen av borehullet og for å fange prøv-en. The drill can be equipped with a core drill bit and a core holder barrel to take samples of the sidewall of the borehole. The core drill bit, such as a diamond-tipped bit, is connected via the core holder barrel to the rotor of the hydraulic motor to sample the sidewall of the borehole and to capture the sample.

Apparatet kan også forsynes med et middel for å bøye kjerneborskjæret ved fullført kjerneboring i formasjonen som danner borehullets sidevegg. Bøying av kjerneboret brekker kjernen løs fra sideveggen. Midlene for bøying av kjerneborskjæret kan være en styresporinnretning som en styresporsamvirkende innretning forbundet med den hydrauliske motor beveger seg langs under skjæring av kjernen og som har en innretning som ved fullført kjerneskjæring.beveger motoren omtrent 9 0° på bevegelsesretningen for motoren under skjæring av kjernen. Med et spor som styresporinnretning og en tapp som samvirkende eller inngripende innretning kan sporet være utvidet ved enden av kjerneboringen for å muliggjøre denne bøyning. Kjer-neløpet og kjerneborskjæret er dimensjonert slik at det vil være mindre klaring for kjernen i løpet enn for kjerneløpet i det hull som er boret av kjerneboringsskjæret. Kjernen brekkes løs fra formasjonen ved å bøye eller bevege den bakre ende av kjerneløpet i rett vinkel med bevegelsesretningen for kjerneborskjæret under skjæring av kjernen. Denne bøyning utøver trykk mot toppen av kjernen og brekker kjernen løs fra formasjonen ved skjæret. The apparatus can also be provided with a means to bend the core drill bit when core drilling is completed in the formation which forms the sidewall of the borehole. Bending the core drill breaks the core loose from the side wall. The means for bending the core drill bit can be a guide track device along which a guide track co-operating device connected to the hydraulic motor moves along during cutting of the core and which has a device which, upon completion of core cutting, moves the motor approximately 90° in the direction of movement of the motor during cutting of the core. With a slot as a guide slot device and a pin as a cooperating or engaging device, the slot can be widened at the end of the core bore to enable this bending. The core barrel and the core drill bit are dimensioned so that there will be less clearance for the core in the barrel than for the core barrel in the hole drilled by the core drill bit. The core is broken free from the formation by bending or moving the rear end of the core barrel at right angles to the direction of movement of the core bit while cutting the core. This bending exerts pressure on the top of the core and breaks the core loose from the formation at the cut.

Borskjæret kan føres ut til inngrep med sideveggen av borehullet og trekkes tilbake ved hjelp av ethvert egnet middel såsom ved bruk av en hydraulisk innretning for å føre ut eller trekke skjæret tilbake eller ved hjelp av en hydraulisk innretning for å føre boret ut og en fjærinnretning for å trekke boret tilbake. I en utførelse av dette apparat som beskrevet i foreliggende ansøkning, benyttes fjærer med konstant strekk for å trekke boret tilbake, og hydrauliske sylindre benyttes for å føre boret ut. I tilfelle av tap av hydraulisk kraft vil fjærene trekke boret tilbake, og apparatet vil kunne fjernes fra borehullet. I en annen utførelse av dette apparat beskrevet i denne ansøkning benyttes en dobbeltvirkende hydraulsylinder for å føre boret ut og trekke det tilbake. The drill bit may be advanced to engage the sidewall of the borehole and retracted by any suitable means such as using a hydraulic device to extend or retract the bit or by using a hydraulic device to extend the bit and a spring device to to withdraw the drill. In an embodiment of this apparatus as described in the present application, springs with constant tension are used to retract the drill, and hydraulic cylinders are used to move the drill out. In the event of a loss of hydraulic power, the springs will retract the drill and the device will be able to be removed from the borehole. In another embodiment of this device described in this application, a double-acting hydraulic cylinder is used to advance the drill and withdraw it.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse betjenes med fordel av to hydrauliske systemer. Et høyvolumsystem benyttes for rotasjon av den hydrauliske motorinnretning, og et lavvolum-system benyttes for betjening av den hydrauliske innretning som benyttes for å bevege skoinnretningen og borinnretningen. Fluidstrømmen for å bevege borinnretningen til borende kontakt med sideveggen av borehullet kontrolleres fortrinnsvis ved hjelp av en fluidstrømningsstrupeventil som har en dyse som fluidet strømmer igjennom for å bevege boret til bore-kontakt. Ventilen har en dysestrupeinnretning såsom en slank, tilspisset stang hvor den tilspissede ende er plassert for bevegelse mot og bort fra dysen. Bevegelse av den slanke, tilspissede stang kontrolleres av den motsatte virkning av The apparatus according to the present invention is operated with the advantage of two hydraulic systems. A high-volume system is used for rotation of the hydraulic motor device, and a low-volume system is used for operating the hydraulic device used to move the shoe device and the drilling device. The flow of fluid to move the drilling device into drilling contact with the side wall of the borehole is preferably controlled by means of a fluid flow throttle valve which has a nozzle through which the fluid flows to move the drill into drilling contact. The valve has a nozzle throat device such as a slender, tapered rod where the tapered end is positioned for movement toward and away from the nozzle. Movement of the slender, tapered rod is controlled by the opposite action of

en fjær og en kontrollfluidinnretning som innvirker på stangen. I utførelsen beskrevet i denne ansøkning motvirker fluid-trykk fra høyvolumsystemet en fjær gjennom et stempel forbundet med den slanke stangen. Fjæren og den motvirkende kontrollfluidinnretning er anordnet i en sylinder for å bevege den spisse ende av stangen til samvirkning med dysen når trykket øker i høyvolumsystemet. Trykkøkninger i høyvolum- a spring and a control fluid device acting on the rod. In the embodiment described in this application, fluid pressure from the high volume system counteracts a spring through a piston connected to the slender rod. The spring and the counteracting control fluid means are arranged in a cylinder to move the pointed end of the rod into engagement with the nozzle as the pressure increases in the high volume system. Pressure increases in high-volume

systemet kan forårsakes ved fastkiling av boret under utskjæring av kjernen forårsaket av at for mye kraft utøves under pressing av boret mot sideveggen. Samvirkning mellom den slanke stang og dysen reduserer volumet av fluid for bevegelse av boret til kontakt med borehullets sidevegg, for således å redusere borfriksjonen. system can be caused by wedging of the drill during core cutting caused by too much force being exerted while pressing the drill against the sidewall. Interaction between the slender rod and the nozzle reduces the volume of fluid for movement of the bit into contact with the sidewall of the borehole, thus reducing drilling friction.

Solenoidbetjente ventiler forbundet ved hjelp av roterende brytere til et kontrollpanel benyttes for å kontrollere bevegelsen av det hydrauliske fluid gjennom apparatet. Disse ventiler kontrollerer utføring og tilbaketrekking av skoinnretningen, valget av en hydraulisk motorinnretning i utførel-ser som har flere hydrauliske motorinnretninger, og utskyv-ing og tilbaketrekking av borinnretningen. I en første ut-førelse av denne oppfinnelse som beskrevet i denne ansøkning benyttes to roterende brytere for å velge og kontrollere de operasjoner som skal utføres. I den første utførelse er so-lenoidbet jente ventiler for kontrollering av utskyvningen og tilbaketrekkingen av skoinnretningen og for aktivisering av én av flere borinnretninger for rotasjon, forbundet med en første roterende bryter. Solenoidbetjente ventiler for kontrollering av utskyvningen og tilbaketrekkingen av den valgte borinnretning er forbundet med en andre roterende bryter. I en andre utførelse benyttes tre roterende brytere for velging og kontrollering av de operasjoner som skal utføres. I denne andre utførelse er solenoidbetjente ventiler for aktivering av én av en flerhet borinnretninger forbundet med en første roterende bryter. Til denne første roterende bryter er det også forbundet en innretning for velging av operasjonen av den andre og tredje roterende bryter. Solenoidbetjente ventiler for kontrollering av utskyvningen og tilbaketrekkingen av skoinnretningen er forbundet med den andre roterende bryter, og solenoidbetjente ventiler for kontrollering av utskyvningen av en valgt borinnretning er forbundet med den tredje roterende bryter. I en tredje utførelse benyttes to roterende brytere for velging og kontrollering av de operasjoner som skal utføres. I denne utførelse er solenoidbetjente ventiler for utskyvning og tilbaketrekking av skoinnretningen forbundet med den første roterende bryter, og sole noidbetjente ventiler for utskyvning og tilbaketrekking av en enkelt borinnretning er forbundet med den andre roterende bryter . Solenoid operated valves connected by means of rotary switches to a control panel are used to control the movement of the hydraulic fluid through the apparatus. These valves control the execution and retraction of the shoe device, the selection of a hydraulic motor device in versions that have several hydraulic motor devices, and the extension and retraction of the drilling device. In a first embodiment of this invention as described in this application, two rotary switches are used to select and control the operations to be performed. In the first embodiment, solenoid valves for controlling the extension and retraction of the shoe device and for activating one of several drill devices for rotation are connected to a first rotary switch. Solenoid operated valves for controlling the extension and retraction of the selected drill are connected to a second rotary switch. In a second embodiment, three rotary switches are used for selecting and controlling the operations to be carried out. In this second embodiment, solenoid operated valves for activating one of a plurality of drilling devices are connected to a first rotary switch. A device for selecting the operation of the second and third rotary switches is also connected to this first rotary switch. Solenoid operated valves for controlling the extension and retraction of the shoe device are connected to the second rotary switch, and solenoid operated valves for controlling the extension of a selected drill device are connected to the third rotary switch. In a third embodiment, two rotary switches are used for selecting and controlling the operations to be carried out. In this embodiment, solenoid operated valves for extending and retracting the shoe device are connected to the first rotary switch, and solenoid operated valves for extending and retracting a single drill device are connected to the second rotary switch.

Apparatets funksjoner overvåkes på hensiktsmessig måte ved bruk av posisjonstransduktorer, trykktransduktorer og motstander, og overføring av deres utsignal til kontrollpanelet skjer gjennom en dedisert leder i en flerleders loggkabel. Posisjonstransduktorene er forbundet med skoinnretningen og med den hydrauliske motorinnretning for overvåkning av deres bevegelse mot og bort fra borehullets sidevegg, en trykktransduktor er forbundet med det høyvolums hydrauliske system for overvåkning av trykket som utøves gjennom den hydrauliske motor til rotasjon av boret, og motstander er forbundet med de roterende brytere for å overvåke de valgte bryterstilling-er. The functions of the apparatus are appropriately monitored using position transducers, pressure transducers and resistors, and transmission of their output signal to the control panel is through a dedicated conductor in a multi-conductor log cable. The position transducers are connected to the shoe assembly and to the hydraulic motor assembly for monitoring their movement toward and away from the borehole sidewall, a pressure transducer is connected to the high volume hydraulic system for monitoring the pressure exerted through the hydraulic motor to rotate the drill, and resistors are connected with the rotary switches to monitor the selected switch positions.

Utsignalet fra posisjons- og trykktransduktorene omvandles til frekvens og overføres som frekvens gjennom de dediserte ledere til kontrollinnretningen hvor deres utganger adskilles og overvåkes. Utgangene fra separate transduktorer omvandles til frekvenser i et valgt område slik at frekvensområdet som tilsvarer utsignalet fra de separate transduktorer adskilles i kontrollpanelet og omdannes til separate overvåkingssigna-ler. The output signal from the position and pressure transducers is converted to frequency and transmitted as frequency through the dedicated conductors to the control device where their outputs are separated and monitored. The outputs from separate transducers are converted to frequencies in a selected range so that the frequency range corresponding to the output signal from the separate transducers is separated in the control panel and converted into separate monitoring signals.

Utsignalet fra motstanden overføres direkte gjennom den dediserte leder til kontrollinnretningen og overvåkes på en mot-standsmåler såsom et ohmmeter. Et positivt og negativt regi-strerende ohmmeter kan...benyttes i kombinasjon med dioder i kretsen for overvåkning av separate motstander med positive og negative spenninger overført gjennom den dediserte leder. The output signal from the resistor is transmitted directly through the dedicated conductor to the control device and is monitored on a resistance meter such as an ohmmeter. A positive and negative recording ohmmeter can...be used in combination with diodes in the circuit for monitoring separate resistors with positive and negative voltages transmitted through the dedicated conductor.

Betjeningen av de roterende brytere og overføringen av utsignaler fra posisjons- og trykktransduktorene og motstandene kan alt sammen gjøres på en dedisert leder i en multileders loggkabel som tilfører kraft gjennom separate ledere for betjening av de hydrauliske systemer. De positive og negative likestrømspulser for rotering av de roterende brytere over- føres separat gjennom den dediserte leder. Utgangssignalet fra posisjons- og trykktransduktorene omvandles til frekvens og overføres via den dediserte leder i forbindelse med over-føring av utgangssignalet fra motstanden. Disse utsignaler kan overføres gjennom den dediserte leder til enhver tid, bortsett fra under overføring av pulser for rotasjon av de roterende brytere. The operation of the rotary switches and the transmission of output signals from the position and pressure transducers and resistors can all be done on a dedicated conductor in a multiconductor log cable that supplies power through separate conductors for operating the hydraulic systems. The positive and negative DC pulses for rotating the rotary switches are transmitted separately through the dedicated conductor. The output signal from the position and pressure transducers is converted to frequency and transmitted via the dedicated conductor in connection with transmission of the output signal from the resistance. These output signals can be transmitted through the dedicated conductor at all times, except during transmission of pulses for rotation of the rotary switches.

En utførelse av apparatet for sideveggkjerneboring ifølge foreliggende oppfinnelse er illustrert på fig. 1-16. På fig. I er kjerneboringsapparatet 10 vist under nedsenkning i et borehull 15 ved hjelp av en kabel 12 som forbinder den øvre ende av kjerneboreapparatet 10 med et kontrollpanel. Et hus II i form av en stålsylinder benyttes for å omgi alle delene av kjerneboreapparatet 10. Det nedre parti av huset 11 inneholder stort sett mekaniske elementer og betegnes som den mekaniske seksjon 70. Det midlere parti inneholder hovedsakelig hydrauliske elementer og betegnes som den hydrauliske seksjon 80. Det øvre parti inneholder stort sett elektriske elementer og betegnes som den elektriske seksjon 90. An embodiment of the apparatus for side wall core drilling according to the present invention is illustrated in fig. 1-16. In fig. In, the core drilling apparatus 10 is shown being submerged in a borehole 15 by means of a cable 12 which connects the upper end of the core drilling apparatus 10 with a control panel. A housing II in the form of a steel cylinder is used to surround all the parts of the core drilling apparatus 10. The lower part of the housing 11 contains mostly mechanical elements and is referred to as the mechanical section 70. The middle part mainly contains hydraulic elements and is referred to as the hydraulic section 80. The upper part mostly contains electrical elements and is referred to as the electrical section 90.

Huset 11 i denne utførelse har en total lengde på omtrent 7,6 m, og apparatet har en vekt på omtrent 27 0 kp, bortsett fra kabelhodet som forbinder kabelen 12 med det øvre parti av huset 11. Den mekaniske seksjon 70 har en diameter på omtrent 12,7 cm, og den elektriske seksjon har en diameter på ca. 9,5 cm. Det nedre parti av den hydrauliske seksjon har en diameter på ca. 12,7 cm, mens det øvre parti har en diameter på ca. 11,5 cm. Et overgangsstykke benyttes for å forbinde den hydrauliske seksjon med den elektriske og har en diameter på ca. 11,5 cm ved sin nedre ende og en diameter på ca. 9,5 cm ved sin øvre ende. Kraven 71, som forbinder den mekaniske seksjon med den hydrauliske seksjon, har en diameter på ca. 14,5 cm. The housing 11 in this embodiment has a total length of about 7.6 m, and the apparatus has a weight of about 270 kp, except for the cable head which connects the cable 12 to the upper part of the housing 11. The mechanical section 70 has a diameter of approximately 12.7 cm, and the electrical section has a diameter of approx. 9.5 cm. The lower part of the hydraulic section has a diameter of approx. 12.7 cm, while the upper part has a diameter of approx. 11.5 cm. A transition piece is used to connect the hydraulic section with the electrical section and has a diameter of approx. 11.5 cm at its lower end and a diameter of approx. 9.5 cm at its upper end. The collar 71, which connects the mechanical section with the hydraulic section, has a diameter of approx. 14.5 cm.

I denne utførelse er hovedelementene av den mekaniske seksjon fire hydrauliske kjerneboreinnretninger 30 og en hydraulisk betjent støtteskoinnretning 20. Ved hjelp av et signal fra kontrollpanelet beveges støtteskoen 20 til kontakt med veggen I borehullet 15 for å tvinge huset 11 til kontakt med veggen på motsatt side av borehullet 15 i forhold til støtteskoen 20. En kjerneskjæreinnretning 30 aktiviseres så fra kontrollpanelet og skjærer en kjerne ut av borehullets vegg. Fig. 2 viser støtteskoen 20 i kontakt med veggen i borehullet 15 og den nedre kjerneskjæreinnretning 30 under skjæring av en kjerne fra veggen av borehullet 15. På fig. 2 vises at kjerner allerede er blitt skåret ut av de tre øvre kjerneskjære-innretninger, og kjernene er vist fanget i de øvre tre kjerne-sk jæreinnretninger . Fig. 3 viser støtteskoinnretningen 20 i tilbaketrukket stilling og kjerneskjæreapparatene 10 fjernet fra borehullet 15. In this embodiment, the main elements of the mechanical section are four hydraulic core drilling devices 30 and a hydraulically operated support shoe device 20. By means of a signal from the control panel, the support shoe 20 is moved into contact with the wall of the borehole 15 to force the casing 11 into contact with the wall on the opposite side of the borehole 15 in relation to the support shoe 20. A core cutting device 30 is then activated from the control panel and cuts a core out of the wall of the borehole. Fig. 2 shows the support shoe 20 in contact with the wall of the borehole 15 and the lower core cutting device 30 during cutting of a core from the wall of the borehole 15. In fig. 2 it is shown that cores have already been cut out by the three upper core cutting devices, and the cores are shown trapped in the upper three core cutting devices. Fig. 3 shows the support shoe device 20 in a retracted position and the core cutting apparatus 10 removed from the borehole 15.

Fig. 4 og 5 viser støtteskoinnretningen 20 i detalj. Som vist på fig. 4, betjenes skoen av en dobbeltvirkende hydraulsylinder 21 som er forbundet med støtteskoen 20 ved en styretapp 22 gjennom en forbindelsesarm 23. På signal fra kontrollpanelet skyves stempelstangen 24 i hydraulsylinderen 21 ut, som vist på fig. 5, for å dreie støtteskoen om omdrein-ingstappen 25 til kontakt med sideveggen av borehullet 15. Ved utskyvning av stempelstangen 24 beveger styretappen 22 seg i styresporet 26. Bevegelse av skoen overvåkes av en po-sis jonstransduktor 27 som er koblet til stempelstangen 24 via en arm 28. Inngrep mellom skoen og borehullet tvinger huset II mot motsatt side av borehullet. Ved å slakke spenningen Fig. 4 and 5 show the support shoe device 20 in detail. As shown in fig. 4, the shoe is operated by a double-acting hydraulic cylinder 21 which is connected to the support shoe 20 by a guide pin 22 through a connecting arm 23. On a signal from the control panel, the piston rod 24 in the hydraulic cylinder 21 is pushed out, as shown in fig. 5, to turn the support shoe around the pivot pin 25 into contact with the side wall of the borehole 15. When pushing out the piston rod 24, the guide pin 22 moves in the guide groove 26. Movement of the shoe is monitored by a position transducer 27 which is connected to the piston rod 24 via an arm 28. Engagement between the shoe and the borehole forces housing II towards the opposite side of the borehole. By relaxing the tension

i kabelen vil vekten av kjerneboreapparatet 10 bringe skoen 20 til å grave seg inn i veggen og ytterligere forankre eller fastkile huset 11 i borehullet 15. in the cable, the weight of the core drilling apparatus 10 will cause the shoe 20 to dig into the wall and further anchor or wedge the housing 11 in the borehole 15.

Fig. 6-9 illustrerer.. funksjonen av den hydrauliske kjerneskjæreinnretning 30. Som vist på fig. 6, er et kjerneskjærehode 31 forbundet med den hydrauliske motor 32 for rotasjon om kjerneholderløpets 33 lengdeakse. Den hydrauliske motor 32 er forbundet med enkeltvirkende hydrauliske sylindre 34 Figs. 6-9 illustrate the function of the hydraulic core cutting device 30. As shown in Figs. 6, a core cutting head 31 is connected to the hydraulic motor 32 for rotation about the longitudinal axis of the core holder barrel 33. The hydraulic motor 32 is connected to single-acting hydraulic cylinders 34

og 35 for å bevege kjerneskjærehodet 31 gjennom en åpning i huset 11 og til skjærekontakt med veggen av borehullet 15. Den hydrauliske motor 32 er forbundet med hydraulsylindrene and 35 to move the core cutting head 31 through an opening in the housing 11 and into cutting contact with the wall of the borehole 15. The hydraulic motor 32 is connected to the hydraulic cylinders

34 og 35 via kabler 36 som strekker seg over ruller 37. Ved forlengelse av stempelstengene 41 og 42 i hydraulsylindrene hhv. 34 og 35, som vist på fig. 7, overføres kraft gjennom kablene 36 for å tvinge skjærehodet 31 til kontakt med veggen av borehullet. Kjerneskjærehodet holdes i vanligvis tilbaketrukket stilling av virkningen av flatt viklede fjærer 38 med konstant spenning og styres under skjæring av kjernen av styredeler 39 og 40 og styretapper 58. Styretappene 58 beveger seg i styrespor 59 i understøttelsesdeler 46 som vist på fig. 10. Huset 11 av kjerneskjæreapparatet 10 er forsynt med en avstandsholder 13 som har en høyde på ca. 10 mm og som forløper rundt åpningen i huset som skjærehodet beveger seg gjennom. Avstandsholderen gir minimal kontakt mellom kjerneboreapparatet 10 og sideveggen av borehullet for således å redusere muligheten av at kjerneboreapparatet blir sittende fast mot sideveggen av borehullet på grunn av differensial-trykk mellom formasjonen og det indre av borehullet. Kraven 71, som vist på fig. 1, har større diameter enn den øvrige del av kjerneboreapparatet og reduserer ytterligere muligheten av at apparatet blir sittende fast. 34 and 35 via cables 36 that extend over rollers 37. By extending the piston rods 41 and 42 in the hydraulic cylinders, respectively. 34 and 35, as shown in fig. 7, power is transmitted through the cables 36 to force the cutting head 31 into contact with the wall of the borehole. The core cutter head is held in a usually retracted position by the action of flat-wound springs 38 with constant tension and is controlled during cutting of the core by guide parts 39 and 40 and guide pins 58. The guide pins 58 move in guide grooves 59 in support parts 46 as shown in fig. 10. The housing 11 of the core cutting apparatus 10 is provided with a spacer 13 which has a height of approx. 10 mm and which extends around the opening in the housing through which the cutting head moves. The spacer provides minimal contact between the core drill 10 and the side wall of the borehole to thus reduce the possibility of the core drill becoming stuck against the side wall of the borehole due to differential pressure between the formation and the interior of the borehole. The collar 71, as shown in fig. 1, has a larger diameter than the rest of the core drilling apparatus and further reduces the possibility of the apparatus becoming stuck.

Funksjonen av den hydrauliske kjerneskjæreinnretning 30 er vist under skjæring av en kjerne fra en underjordisk formasjon 16 på fig. 7, under løsbrekking av kjernen 44 fra formasjonen 16 på fig. 8 og oppfanging av kjernen 44 i huset 11 The operation of the hydraulic core cutting device 30 is shown during cutting of a core from an underground formation 16 in FIG. 7, during breaking away of the core 44 from the formation 16 of fig. 8 and capture of core 44 in house 11

på fig. 9. Den hydrauliske motor 32 aktiviseres fra kontrollpanelet for å rotere kjerneskjærehodet 31 om kjerneholderløp-ets 33 lengdeakse. Ved, et separat signal fra kontrollpanelet aktiviseres hydraulsylindrene 34 og 35 for bevegelse av den hydrauliske motor 32 langs styringen 39 for således å presse det roterende hode 31 til kontakt med veggen av borehullet 15. Kjerneskjærehodet benytter vanligvis diamanter som skjæ-reflater. on fig. 9. The hydraulic motor 32 is activated from the control panel to rotate the core cutting head 31 about the core holder barrel's 33 longitudinal axis. By a separate signal from the control panel, the hydraulic cylinders 34 and 35 are activated to move the hydraulic motor 32 along the guide 39 to thus press the rotating head 31 into contact with the wall of the borehole 15. The core cutter head usually uses diamonds as cutting surfaces.

Det er vist på fig. 7 at stempelstangen 41 av hydraulsylinderen 34 strekkes ut til kontakt med en stopper 43. Ytterligere hydraulisk trykk tilført hydraulsylindrene 34 og 35, som vist på fig. 8, bevirker at stempelstangen 42 i hydraulsylinderen 35 strekker seg ytterligere ut for å bøye kjerne-holderløpet 33 i hullet boret av kjerneskjærehodet 31. Det er vist på fig. 8 at denne bøyning eller defleksjon bevirker bevegelse av den hydrauliske motor 32 mot føringen 40. Formasjonen 16 i kjerneholderløpet 33 adskilles derved som en kjerne 44 fra den øvrige del av formasjonen 16. Kjerneløpet 33 og kjerneskjærehodet 31 er dimensjonert slik at det er mindre klaring for kjernen i kjerneløpet 33 enn for kjerne-løpet i hullet boret av kjerneskjærehodet 31. Kjerneskjærehodet 31 er også forsynt med en kjerneholderring 45 for å holde kjernen fanget i kjerneløpet. Hydraulisk trykk i sy-lindrene 34 og 35 avlastes så, som vist på fig. 9, og fjær-innretningene 38 beveger den hydrauliske motor 32 til en stilling i huset 11 av kjerneboreapparatet. It is shown in fig. 7 that the piston rod 41 of the hydraulic cylinder 34 is extended into contact with a stopper 43. Additional hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinders 34 and 35, as shown in fig. 8, causes the piston rod 42 in the hydraulic cylinder 35 to extend further to bend the core holder barrel 33 in the hole drilled by the core cutter head 31. It is shown in fig. 8 that this bending or deflection causes movement of the hydraulic motor 32 towards the guide 40. The formation 16 in the core holder barrel 33 is thereby separated as a core 44 from the other part of the formation 16. The core barrel 33 and the core cutting head 31 are dimensioned so that there is less clearance for the core in the core barrel 33 than for the core barrel in the hole drilled by the core cutter head 31. The core cutter head 31 is also provided with a core holder ring 45 to keep the core trapped in the core barrel. Hydraulic pressure in the sewing cylinders 34 and 35 is then relieved, as shown in fig. 9, and the spring devices 38 move the hydraulic motor 32 to a position in the housing 11 of the core drilling apparatus.

Detaljer ved den hydrauliske kjerneskjæreinnretning 30 er vist på fig. 10, 11 og 12. Som vist på fig. 10, er enkeltvirkende hydraulsylindre 34 og 35 som aktiviserer stempelstengene 41 og 42, kabler 36 og ruller 37 for å bevege skjærehodet 31 til kontakt med sideveggen av borehullet, forbundet<7>med under-støttelseskonstruksjoner 46. Denne isometriske tegning av den hydrauliske motor 32 viser at kjerneløpet 33 strekker seg gjennom og utgjør en integrert del av motoren 32, idet rotoren 47 er pålitelig festet til kjerneløpet 33 for funksjon i motorlegemet 48. Dette er også vist på fig. 11 og 12. Motoren 32 er tettet av lagerplater 49 og trykkplater 50 og 51. Lagerplatene 49 er forsynt med styrespor 52 som styrearmer 53 på vingene 54 beveger seg i for å gi positiv kontroll av vingenes 54 bevegelse i motorlegemet 48. Dette gir sikker fluidtetning i den hydrauliske motor 3.2. Details of the hydraulic core cutting device 30 are shown in fig. 10, 11 and 12. As shown in fig. 10, single-acting hydraulic cylinders 34 and 35 which actuate piston rods 41 and 42, cables 36 and rollers 37 to move the cutting head 31 into contact with the side wall of the borehole are connected<7>to support structures 46. This isometric drawing of the hydraulic motor 32 shows that the core barrel 33 extends through and forms an integral part of the motor 32, the rotor 47 being reliably attached to the core barrel 33 for function in the motor body 48. This is also shown in fig. 11 and 12. The motor 32 is sealed by bearing plates 49 and pressure plates 50 and 51. The bearing plates 49 are provided with guide grooves 52 in which control arms 53 on the wings 54 move in order to provide positive control of the movement of the wings 54 in the motor body 48. This provides a secure fluid seal in the hydraulic motor 3.2.

De enkeltvirkende hydraulsylindre 34 og 35 er forbundet med den hydrauliske motor .32 ved hjelp av kabler 36 ved trykkplaten 51. De fire flatt viklede fjærer 38 med konstant spenning som holder kjernehodet 31 i normalt tilbaketrukket stilling, er forbundet med den hydrauliske motor 3 2 ved armer 55 som rager ut fra trykkplaten 50. The single-acting hydraulic cylinders 34 and 35 are connected to the hydraulic motor 32 by means of cables 36 at the pressure plate 51. The four flat-wound springs 38 with constant tension which hold the core head 31 in a normally retracted position are connected to the hydraulic motor 3 2 by arms 55 projecting from the pressure plate 50.

Kjerneskjærehodet 31 er gjenget for skrueforbindelse med kjerneholderløpet 33 og har et egnet spor 56 for å oppta en fjærring 45 for fastholdelse av kjernen. Kjerneholderringen 4 5 er fremstilt av fjærstål og er rulletert ved sin kjerne- kontaktkant slik at den vil gripe en kjerne 44 som innføres i kjerneløpet 33 og derved forhindre tap eller ødeleggelse av kjernen. Kjerneløpet 33 er også forsynt med ventilasjonsåp-ninger 57 som tillater fluid og partikler å bevege seg fritt rundt kjerneskjærehodet 31. Et spiralspor 61, som vist på fig. 12, er også skåret i innerflaten av kjerneløpet for ytterligere å gjøre det mulig for fluid og partikler å bevege seg i kjerneløpet 33. The core cutter head 31 is threaded for screw connection with the core holder barrel 33 and has a suitable groove 56 to receive a spring ring 45 for retaining the core. The core holder ring 4 5 is made of spring steel and is rolled at its core contact edge so that it will grip a core 44 which is introduced into the core barrel 33 and thereby prevent the loss or destruction of the core. The core barrel 33 is also provided with ventilation openings 57 which allow fluid and particles to move freely around the core cutter head 31. A spiral groove 61, as shown in fig. 12, is also cut into the inner surface of the core barrel to further enable fluid and particles to move in the core barrel 33.

I tillegg til føringene 39 og 40 er styretappene 58 forbundet med legemet 48 av den hydrauliske motor 32 og beveger seg i føringsspalter 59 i understøttelsen 46. Føringssporet gir en føringsbane som samvirker med styretappene for å regulere banen til kjerneskjæreinnretningen under skjæring av en kjerne. Det øvre parti av føringsspaltene 59 er utvidet for å tillate defleksjon av den hydrauliske motor 32 fra føringselementene 39 mot føringselementene 40 når stopperen 43 forhindrer ytterligere bevegelse av stempelstangen 41 av hydraulsylinderen 34. Som beskrevet i det foregående, vil defleksjonen av den hydrauliske motor 32 og kjerneløpet 33 forårsake at en kjerne brekkes løs fra formasjonen. Samvirkningen mellom førings-elementene 39 og 40 med bevegelsen av styretappene 58 gjennom føringsspaltene 59 gir sikker kontroll av orienteringen av kjerneskjærehodet 31 under skjæring av en kjerne 44. In addition to the guides 39 and 40, the guide pins 58 are connected to the body 48 of the hydraulic motor 32 and move in guide slots 59 in the support 46. The guide track provides a guide path that cooperates with the guide pins to regulate the path of the core cutting device during cutting of a core. The upper portion of the guide slots 59 is widened to allow deflection of the hydraulic motor 32 from the guide members 39 toward the guide members 40 when the stopper 43 prevents further movement of the piston rod 41 of the hydraulic cylinder 34. As described above, the deflection of the hydraulic motor 32 and the core barrel 33 cause a core to break free from the formation. The interaction between the guide elements 39 and 40 with the movement of the guide pins 58 through the guide slots 59 provides secure control of the orientation of the core cutting head 31 during cutting of a core 44.

Et tverrsnitt av den hydrauliske motor 32 gjennom sentrum av rotoren 47 er vist på fig. 11. Den viser at fluid strømmer inn i den hydrauliske motor 32 til høyre og strømmer ut til venstre for å gi rotasjon mot urviserne av rotoren 47 og kjerneløpet 33 forbundet med denne ved hjelp av en kile 64. Føringssporene 52 i lagerplatene 49 er vist med fantomlinjer A cross-section of the hydraulic motor 32 through the center of the rotor 47 is shown in fig. 11. It shows that fluid flows into the hydraulic motor 32 on the right and flows out on the left to provide anti-clockwise rotation of the rotor 47 and the core race 33 connected thereto by means of a wedge 64. The guide grooves 52 in the bearing plates 49 are shown with phantom lines

på fig. 11 for å illustrere forbindelsen mellom føringsspor-ene 52 som føringsbane og styrearmene 53 som inngrepsmidler i føringsbanene for å gi positiv kontroll av bevegelsen av vingene 54 i motorlegemet 48. Med kjerneløpet forløpende gjennom rotoren kan vingene på motsatte sider av rotoren ikke forbindes for å gi positiv kontakt mellom vingene og periferien av rotorhulrommet under rotorens rotasjon. Det er også vist at en kanal 62 er anordnet i rotoren 47 for transport on fig. 11 to illustrate the connection between the guide grooves 52 as a guideway and the guide arms 53 as means of engagement in the guideways to provide positive control of the movement of the vanes 54 in the motor body 48. With the core running through the rotor, the vanes on opposite sides of the rotor cannot be connected to provide positive contact between the blades and the periphery of the rotor cavity during rotor rotation. It is also shown that a channel 62 is arranged in the rotor 47 for transport

av fluid mellom partiet av vingene 54 i kontakt med periferien av rotorhulrommet og partiet av vingene i åpningen 63. Kanalen 62 gir fluidforbindelse mellom partiet av vingene 54 i kontakt med periferien av rotorhulrommet og et sted i åpningen 63 inntil og fortrinnsvis under det laveste nivå som vingene 54 beveger seg i rotoren under dennes rotasjon. Styretapper 58 på motorlegemet 48 er også vist på fig. 11. of fluid between the portion of the vanes 54 in contact with the periphery of the rotor cavity and the portion of the vanes in the opening 63. The channel 62 provides fluid connection between the portion of the vanes 54 in contact with the periphery of the rotor cavity and a place in the opening 63 up to and preferably below the lowest level which the vanes 54 move in the rotor during its rotation. Guide pins 58 on the motor body 48 are also shown in fig. 11.

Kanalen 62 i rotoren gir mulighet for trykkutligning mellom The channel 62 in the rotor allows for pressure equalization between

åpningen i rotoren og partiet av rotorhulrommet som omgir rotoren. Når vingene beveger seg utover i åpningen, forhindrer trykkutligningen fordampning av fluid i åpningene under vingene. Når vingene beveger seg inn i åpningene, vil fluid i the opening in the rotor and the part of the rotor cavity that surrounds the rotor. When the wings move outwards in the opening, the pressure equalization prevents evaporation of fluid in the openings under the wings. As the vanes move into the openings, fluid i

åpningene sive ut gjennom kanalen og inn i partiet av rotorhulrommet som omgir rotoren. the openings seep out through the channel and into the portion of the rotor cavity surrounding the rotor.

Tverrsnittet av den hydrauliske motor 32 gjennom sentrum av kjerneholderløpet 33 er vist på fig. 12. Det vil ses at kjerneløpet 33 er forbundet med rotoren 47 ved kilen 64, at kjerneløpet 33 roterer i den hydrauliske motor 32 på lageret 66 og at trykkringer 68 er anordnet for å holde kjerneløpet 33 i motoren 32. Tetninger 67 såsom kombinerte O-ringér og karbontetninger er anordnet for å holde fluidet i motoren 32. Videre er føringssporene 52 i lagerplatene 49 vist på fig. 12 sammen med styrearmer 53 forbundet med vingene 54 for å gi positiv kontroll av vingenes 54 bevegelse. The cross-section of the hydraulic motor 32 through the center of the core holder barrel 33 is shown in fig. 12. It will be seen that the core barrel 33 is connected to the rotor 47 by the wedge 64, that the core barrel 33 rotates in the hydraulic motor 32 on the bearing 66 and that pressure rings 68 are arranged to hold the core barrel 33 in the motor 32. Seals 67 such as combined O- rings and carbon seals are arranged to keep the fluid in the motor 32. Furthermore, the guide grooves 52 in the bearing plates 49 are shown in fig. 12 together with control arms 53 connected to the wings 54 to provide positive control of the wings 54 movement.

Dette snitt er tatt gjennom fluidinnløps- og utløpsportene for den hydrauliske motor og viser stillingen av vingene 54 This section is taken through the fluid inlet and outlet ports for the hydraulic motor and shows the position of the vanes 54

i åpningene 63 på dette sted. På fig. 12 er høyden av rotoren 47 i forhold til posisjonen av vingene 54 på dette sted vist med fantomlinjer. En utsparing 65, som vist på fig. 11 og 12, er maskinert i periferien av rotorhulrommet av motoren 3 2 for å øke eksponeringstiden av kamrene som dannes mellom vingene 54 til fluidet ved fluidinnløps- og utløpsportene. På fig. 12 er det også vist det spiralformede spor 61 i innerflaten av kjerneløpet 33 og åpningene 57 i kjerneløpet som gir mulighet for bevegelse av fluid og partikler i kjerneløpet 33. in the openings 63 at this location. In fig. 12, the height of the rotor 47 relative to the position of the vanes 54 at this location is shown in phantom lines. A recess 65, as shown in fig. 11 and 12, are machined in the periphery of the rotor cavity of the motor 3 2 to increase the exposure time of the chambers formed between the vanes 54 to the fluid at the fluid inlet and outlet ports. In fig. 12 also shows the spiral-shaped groove 61 in the inner surface of the core barrel 33 and the openings 57 in the core barrel which allow for the movement of fluid and particles in the core barrel 33.

I IN

Støtteskoinnretningen 20 og kjerneskjæreinnretningen 30 betjenes av hydraulisk trykk som tilføres av de to hydrauliske systemer vist skjematisk på fig. 13 og 14. Det høyvolums hydrauliske system 120, vist på fig. 13, gir hydraulisk fluid for betjening av de hydrauliske motorer 32 og forsynes av en hydraulisk'pumpe 121 som har en kapasitet på 26,5 1 pr. min. og drives av en trefase elektrisk motor på én hestekraft, 440 volt. Denne høyvolums hydrauliske pumpe 121 er plassert i den hydrauliske seksjon 80 i kjerneboreapparatet 10 og er forbundet med de hydrauliske motorer 32 gjennom skottforbindelser 122 og solenoidbetjente, to-veis, normalt lukkede ventiler 123. Det hydrauliske system 120 er også forsynt med en trykkavlastningsventil 125 og en trykktransduktor 126. The support shoe device 20 and the core cutting device 30 are operated by hydraulic pressure supplied by the two hydraulic systems shown schematically in fig. 13 and 14. The high volume hydraulic system 120, shown in FIG. 13, provides hydraulic fluid for operating the hydraulic motors 32 and is supplied by a hydraulic pump 121 which has a capacity of 26.5 1 per my. and is powered by a three-phase electric motor of one horsepower, 440 volts. This high-volume hydraulic pump 121 is located in the hydraulic section 80 of the core drilling apparatus 10 and is connected to the hydraulic motors 32 through bulkhead connections 122 and solenoid-operated, two-way, normally closed valves 123. The hydraulic system 120 is also provided with a pressure relief valve 125 and a pressure transducer 126.

Ved signal fra kontrollpanelet åpnes en valgt ventil 123, og hydraulisk fluid i systemet 120 strømmer gjennom den valgte ventil, skottforbindelsen 122 og den hydrauliske motor 32 for å bevirke rotasjon av skjærehodet 31 forbundet med motoren. Det utstrømmende hydrauliske fluid fra motoren 32 strømmer inn i et hydraulisk fluidreservoar i den hydrauliske seksjon 80 gjennom skottforbindelsen 124. Upon signal from the control panel, a selected valve 123 is opened, and hydraulic fluid in the system 120 flows through the selected valve, the bulkhead connection 122 and the hydraulic motor 32 to cause rotation of the cutting head 31 connected to the motor. The outflowing hydraulic fluid from the engine 32 flows into a hydraulic fluid reservoir in the hydraulic section 80 through the bulkhead connection 124.

Det lavvolums hydrauliske system 130, som vist på fig. 14, tilveiebringer hydraulisk fluid for utføring og tilbaketrekking av støtteskoen 20 og for utføring av skjæreinnretningen 30. Dette hydrauliske system betjenes av en lavvolums hydraulisk pumpe 131 som drives av en én-fase vekselstrøms-motor på 120 volt. Denne hydrauliske pumpe 131 er plassert i den hydrauliske seksjon 80 av kjerneboreapparatet 10 og er forbundet med sylinderne 34 og 35 i skjæreinnretningen 30 via solenoidbetjente, tre-veis, normalt lukkede ventiler 132 The low volume hydraulic system 130, as shown in FIG. 14, provides hydraulic fluid for extending and retracting the support shoe 20 and for extending the cutting device 30. This hydraulic system is operated by a low volume hydraulic pump 131 which is driven by a single phase 120 volt AC motor. This hydraulic pump 131 is located in the hydraulic section 80 of the core drilling apparatus 10 and is connected to the cylinders 34 and 35 of the cutting device 30 via solenoid-operated, three-way, normally closed valves 132

og via skottforbindelser 133. Den hydrauliske pumpe 131 er and via bulkhead connections 133. The hydraulic pump 131 is

forbundet med hydraulsylinderen 21 for støtteskoen 20 gjennom solenoidbetjente, tre-veis, vanligvis lukkede ventiler 134 og 135 og gjennom skottforbindelser 133. Det hydrauliske system 130 er også forsynt med en høytrykksavlastningsventil 136, connected to the hydraulic cylinder 21 for the support shoe 20 through solenoid-operated, three-way, normally closed valves 134 and 135 and through bulkhead connections 133. The hydraulic system 130 is also provided with a high-pressure relief valve 136,

en lavtrykksavlastningsventil 137, en variabel strømningskon-trollventil 146 og en solenoidbetjent, to-veis, vanligvis åpen ventil 138. a low pressure relief valve 137, a variable flow control valve 146 and a solenoid operated two-way normally open valve 138.

Ved signal fra kontrollpanelet åpnes en valgt ventil 132, og hydraulisk fluid strømmer igjennom den valgte ventil for å bevirke at kjerneskjæreinnretningen 30 beveger seg til kontakt med sideveggen av borehullet. Under skjæring av en kjerne, fungerer det hydrauliske system 130 med sin ventil 138 i dennes normalt åpne stilling ved valgt trykk under det trykk som ville få kjerneskjæreinnretningen 30 til å kjøre seg fast, ca. 0,7 - 1,4 bar avhengig av typen fjell det skjæres i. Upon signal from the control panel, a selected valve 132 is opened, and hydraulic fluid flows through the selected valve to cause the core cutting device 30 to move into contact with the side wall of the borehole. During cutting of a core, the hydraulic system 130 operates with its valve 138 in its normally open position at selected pressure below the pressure that would cause the core cutting device 30 to jam, approx. 0.7 - 1.4 bar depending on the type of rock being cut.

Strømningskontrollventilen 146 isolerer delvis lavtrykkspar-tiet av det hydrauliske system 130 ved kjerneskjæreinnretningen fra høytrykkspartiet ved støtteskoinnretningen. For å brekke kjernen løs fra formasjonen det bores i, lukkes ventilen 138 for å tilføre fullt trykk fra hydraulsystemet 130, ca. 31,5 bar, til sylinderne 34 og 35. The flow control valve 146 partially isolates the low pressure part of the hydraulic system 130 at the core cutting device from the high pressure part at the support shoe device. In order to break the core loose from the formation in which it is being drilled, the valve 138 is closed to supply full pressure from the hydraulic system 130, approx. 31.5 bar, for cylinders 34 and 35.

Ved separate signaler fra kontrollpanelet åpnes ventilen 134 for å føre ut støtteskoen 20 og ventilen 135 åpnes for å trekke tilbake skoen 20. Ved å forbinde den dobbeltvirkende hydraulsylinder 21 til ventilene 134 og 135, som vist på fig. 12, vil hele det hydrauliske trykk dannet i hydraulsystemet 130 bevirke utstrekning eller tilbaketrekning av stempelstangen 24 i sylinderen 21 og derved utstrekning eller tilbaketrekning av støtteskoen 20. Ventilen 134 er slik koblet at den forblir åpen under kjerneskjæreoperasjonen. On separate signals from the control panel, valve 134 is opened to extend the support shoe 20 and valve 135 is opened to retract the shoe 20. By connecting the double-acting hydraulic cylinder 21 to the valves 134 and 135, as shown in fig. 12, the entire hydraulic pressure generated in the hydraulic system 130 will cause extension or retraction of the piston rod 24 in the cylinder 21 and thereby extension or retraction of the support shoe 20. The valve 134 is connected so that it remains open during the core cutting operation.

Som vist på fig. 15, er de hydrauliske ledninger ved skottene 81 og 82 mellom den mekaniske seksjon 70 og den hydrauliske seksjon 80 forsynt med skottforbindelser som omfatter fjærbe-lastede kuleventiler 83 og 84 og med kommersielt tilgjengelige elektriske gjennommatningsforbindelser 89. Kuleventilen 83 befinner seg i den mekaniske seksjon 70, mens kuleventilen 84 befinner seg i den hydrauliske seksjon 80. Disse kuleventiler er vanligvis lukket når den hydrauliske og mekaniske seksjon er adskilt. As shown in fig. 15, the hydraulic lines at the bulkheads 81 and 82 between the mechanical section 70 and the hydraulic section 80 are provided with bulkhead connections comprising spring-loaded ball valves 83 and 84 and with commercially available electrical feed-through connections 89. The ball valve 83 is located in the mechanical section 70 , while the ball valve 84 is located in the hydraulic section 80. These ball valves are usually closed when the hydraulic and mechanical sections are separated.

Fjærkraften i disse kuleventiler forstås best under henvisning til fig. 13 og 14. På fig. 13 vil det ses at det hydrauliske fluid i høyvolums systemet 120 strømmer fra den hydrauliske The spring force in these ball valves is best understood with reference to fig. 13 and 14. In fig. 13, it will be seen that the hydraulic fluid in the high-volume system 120 flows from the hydraulic

I IN

seksjon 80 gjennom skottforbindelsene 122 inn i den mekaniske seksjon 70. Fjærer i partiet av skottforbindelsene 122 i den hydrauliske seksjon 80 er valgt til å gi mindre kraft mot kulen 86 enn fjæren utøver mot kulen 85 i partiet av skottforbindelsene 122 i den mekaniske seksjon 70. Fjærene er slik valgt at kuleventilen 83 i den mekaniske seksjon 70 vil forbli i det minste delvis lukket og kuleventilen 84 i den hydrauliske seksjon 80 vil forbli åpen ved sammenføring av skottene 81 og 82. Ved sammenføring av skottene vil kulen 85 section 80 through the bulkhead connections 122 into the mechanical section 70. Springs in the portion of the bulkhead connections 122 in the hydraulic section 80 are chosen to provide less force against the ball 86 than the spring exerts against the ball 85 in the portion of the bulkhead connections 122 in the mechanical section 70. The springs are so chosen that the ball valve 83 in the mechanical section 70 will remain at least partially closed and the ball valve 84 in the hydraulic section 80 will remain open when the bulkheads 81 and 82 are brought together. When the bulkheads are brought together, the ball 85

i forbindelsen 122 tvinge kulen 86 i forbindelsen 122 bort fra setet 88. Den mekaniske seksjon av forbindelsen 122 vil forbli i det minste delvis lukket inntil hydraulisk trykk ut-vikles i det høyvolums hydrauliske system 120 for således å skyve kulen 85 fullstendig bort fra setet 87 og holde ventilene 83 og 84 i åpen stilling under betjening av den hydrauliske kjerneskjæreinnretning 30. Dette tillater bruk av fjærbe-lastede kuleventiler i det høyvolums hydrauliske system. Som en sikkerhetsforanstaltning er hakkforsynte stoppere 109 .anordnet i ventilene 83 og 84 for å forhindre at ventilene lukker fullstendig under fluidstrømmen derigjennom. in the connection 122 force the ball 86 in the connection 122 away from the seat 88. The mechanical section of the connection 122 will remain at least partially closed until hydraulic pressure is developed in the high volume hydraulic system 120 to thus push the ball 85 completely away from the seat 87 and holding the valves 83 and 84 in the open position during operation of the hydraulic core cutting device 30. This permits the use of spring loaded ball valves in the high volume hydraulic system. As a safety measure, notched stoppers 109 are provided in the valves 83 and 84 to prevent the valves from closing completely during fluid flow therethrough.

For å tømme hydraulisk fluid fra den mekaniske seksjon 70 til den hydrauliske seksjon 80 i det hydrauliske system 120, velges fjærene i forbindelsen 124 slik at kuleventilen 83 i den mekaniske seksjon 70 vil forbli åpen og kuleventilen 84 i den hydrauliske seksjon 80 vil forbli i det minste delvis lukket ved sammenføring av skottene 81 og 82. Ved utvikling av hydraulisk trykk i det hydrauliske system 120 vil ventilene 83 og 84 befinne seg i åpen stilling under betjening av kjerneskjæreinnretningen 30 slik at hydraulisk fluid vil strømme ut i det hydrauliske reservoar. To drain hydraulic fluid from the mechanical section 70 to the hydraulic section 80 of the hydraulic system 120, the springs in the connection 124 are selected so that the ball valve 83 in the mechanical section 70 will remain open and the ball valve 84 in the hydraulic section 80 will remain in the at least partially closed when the bulkheads 81 and 82 are brought together. When hydraulic pressure develops in the hydraulic system 120, the valves 83 and 84 will be in the open position during operation of the core cutting device 30 so that hydraulic fluid will flow out into the hydraulic reservoir.

Ved det lavvolums hydrauliske systems 130 funksjon vil hydraulisk fluid både utøve trykk gjennom hydraulsylindrene 21, 34 og 35 og strømme ut gjennom kuleventilene 83 og 84 i forbind-elsene 133. Derfor er fjærene i kuleventilene 83 og 84 i det hydrauliske system 130 valgt slik at begge ventilene 83 og 84 vil være åpne ved sammenføring av skottene 81 og 82. When the low-volume hydraulic system 130 functions, hydraulic fluid will both exert pressure through the hydraulic cylinders 21, 34 and 35 and flow out through the ball valves 83 and 84 in the connections 133. Therefore, the springs in the ball valves 83 and 84 in the hydraulic system 130 are chosen so that both valves 83 and 84 will be open when the bulkheads 81 and 82 are brought together.

Man har funnet at skottene 81 og 82 må sammenføres under slike forhold at det blir kontakt metall mot metall mellom kuleventilene 83 og 84 og slik at fluider fra borehullet ikke kommer i kontakt med kuleventilenes sammenpassende flater. Ved sammenføring av skottene vil individuelle O-ringer rundt hver kuleventil og elektrisk forbindelse forhindre kommuni-kasjon av fluid eksempelvis mellom kuleventilene og mellom kuleventilene og de elektriske forbindelser. Fluider fra borehullet utelukkes ved å anordne en O-ringtetning mellom skottene 81 og 82. Tetningsflaten 103 på skottet 81 har et spor 104 for en O-ring 105. O-ringen 105 passer sammen med skjørtet 106 på skottet 82 for å utelukke borehullsfluider fra de sammenpassende flater i kuleventilene. For å sikre kontakt metall mot metall i ventilene 83 og 84, har skottet 81 en avlastningskanal 107 som fluid mellom skottene 81 og 82 siver ut gjennom under sammenføring av disse skottene. Ved sammenføring av disse skottene er det å foretrekke at skottene trekkes sammen, såsom ved hjelp av kraven 71, vist på fig. 1, på en slik måte at fluid lekker fra ventilene 83 og 84 og siver ut gjennom kanalen 107. Etter at skottene er ført sammen, lukkes ventilen 108 i kanalen 107. It has been found that bulkheads 81 and 82 must be brought together under such conditions that there is metal-to-metal contact between the ball valves 83 and 84 and so that fluids from the borehole do not come into contact with the mating surfaces of the ball valves. When joining the bulkheads, individual O-rings around each ball valve and electrical connection will prevent communication of fluid, for example, between the ball valves and between the ball valves and the electrical connections. Fluids from the borehole are excluded by arranging an O-ring seal between the bulkheads 81 and 82. The sealing surface 103 of the bulkhead 81 has a groove 104 for an O-ring 105. The O-ring 105 mates with the skirt 106 of the bulkhead 82 to exclude borehole fluids from the matching surfaces in the ball valves. In order to ensure metal-to-metal contact in the valves 83 and 84, the bulkhead 81 has a relief channel 107 through which fluid between the bulkheads 81 and 82 seeps out during the joining of these bulkheads. When joining these bulkheads, it is preferable that the bulkheads are pulled together, such as by means of the collar 71, shown in fig. 1, in such a way that fluid leaks from the valves 83 and 84 and seeps out through the channel 107. After the bulkheads are brought together, the valve 108 in the channel 107 is closed.

Kjerneskjæreapparatet 10 i denne utførelse betjenes av en standard, syv-leders loggkabel. Kontrollpanelet er forsynt med en 220 volt tre-fase vekselstrømsgenerator som tilfører kraft til en transformatorgruppe hvor spenningen økes til ca. 1000 volt for overføring ned gjennom loggkablene. Tre-fasekraften som er nødvendig for å betjene den 440 volts motor i det høyvolums hydrauliske system 120 føres ned gjennom tre par ledninger i loggkabelen kollektivt betegnet med 91 på fig. 16. En-fasestrømmen som er nødvendig for å betjene den 120 volts elektriske motor for det lavvolums hydrauliske system 130 tilføres av en fantomkrets 92 over ett av ledningsparene 91 som er nødvendig for betjening av tre-fase motoren i det høyvolums hydrauliske system 120. The core cutter 10 in this embodiment is operated by a standard, seven-conductor log cable. The control panel is equipped with a 220 volt three-phase alternating current generator which supplies power to a transformer group where the voltage is increased to approx. 1000 volts for transmission down through the log cables. The three-phase power necessary to operate the 440 volt motor in the high volume hydraulic system 120 is carried down through three pairs of wires in the log cable collectively designated 91 in FIG. 16. The single-phase power required to operate the 120 volt electric motor of the low volume hydraulic system 130 is supplied by a phantom circuit 92 across one of the wire pairs 91 required to operate the three phase motor of the high volume hydraulic system 120.

Den syvende leder 93 i den syv-leders loggekabel benyttes for overvåkning og kontrolloperasjoner. Kontrolloperasjonene ut-føres ved hjelp av to roterende brytere 200 og 250. Den ro terende bryter 200 er en seks-posisjons bryter som er forbundet med kjerneboreapparatet. Det er vist at den solenoidbetjente ventil 134 er forbundet med den roterende bryter 200 for å føre støtteskoen 20 ut i bryterstilling 1, for å holde støtteskoen i utragende stilling i bryterposisjonene 2 til 5, og at ventilen 135 er koblet for å trekke støtteskoen tilbake i posisjon 6. I bryterposisjonene 2-5 åpnes en utvalgt ventil 123 for å bevirke rotasjon av det utvalgte kjernebor, og en utvalgt ventil 132 aktiveres for utføring av den utvalgte skjæreinnretning 30. En positiv spenningspuls som overføres gjennom den syvende leder 93 fra en likestrømsgenerator 94 1 kontrollpanelet, bevirker at den roterende bryter 200 avanserer én posisjon, såsom fra posisjon 1 til posisjon 2. Den roterende bryter 250 er en tre-posisjons bryter som er tilkoblet inne i kjerneboreapparatet 10. Det er vist at en utvalgt ventil 132 er koblet til den roterende bryter 250 for å skyve ut den utvalgte kjerneskjæreinnretning i posisjon 2 og for å holde kjerneskjæreboret i utragende stilling mens ventilen 138 lukkes for å bøye kjerneskjæreløpet i posisjon 3. I bryterposisjon 1 vil den utvalgte ventil 132 returnere til sin normalt lukkede stilling, og ventil 138 vil returnere til sin normalt åpne stilling. En negativ spenningspuls overført gjennom den syvende leder 93 fra likestrømsgenera-toren 94 bevirker at den roterende bryter 250 avanserer én posisjon, såsom fra posisjon 1 til posisjon 2. The seventh conductor 93 in the seven-conductor logging cable is used for monitoring and control operations. The control operations are carried out by means of two rotary switches 200 and 250. The rotary switch 200 is a six-position switch which is connected to the core drilling apparatus. It is shown that the solenoid-operated valve 134 is connected to the rotary switch 200 to advance the support shoe 20 into switch position 1, to keep the support shoe in a protruding position in switch positions 2 to 5, and that the valve 135 is connected to retract the support shoe into position 6. In switch positions 2-5, a selected valve 123 is opened to effect rotation of the selected core drill, and a selected valve 132 is activated to execute the selected cutting device 30. A positive voltage pulse that is transmitted through the seventh conductor 93 from a direct current generator 94 1 control panel, causes the rotary switch 200 to advance one position, such as from position 1 to position 2. The rotary switch 250 is a three-position switch connected inside the core drilling apparatus 10. It is shown that a select valve 132 is connected to the rotary switch 250 to push out the selected core cutter in position 2 and to hold the core cutter in the extended position while the valve 138 is closed to bend the core cutter barrel in position 3. In switch position 1, the selected valve 132 will return to its normally closed position, and valve 138 will return to its normally open position. A negative voltage pulse transmitted through the seventh conductor 93 from the direct current generator 94 causes the rotary switch 250 to advance one position, such as from position 1 to position 2.

Den roterende bryter 200 er koblet til en motstandsrekke 201, som i sin tur er forbundet gjennom den syvende leder 93 og gjennom en ohmmeterkrets 102 til et ohmmeter 95 i kontrollpanelet. Posisjonen av den roterende bryter og den operasjon som aktiviseres i slik posisjon overvåkes derved av motstanden indikert av ohmmeteret 95. The rotary switch 200 is connected to a series of resistors 201, which in turn is connected through the seventh conductor 93 and through an ohmmeter circuit 102 to an ohmmeter 95 in the control panel. The position of the rotary switch and the operation activated in such position is thereby monitored by the resistance indicated by the ohmmeter 95.

Den roterende bryter 250 er i bryterposisjon 2 koblet for jording av trykktransduktorens 126 overvåkningskrets. Dette gir en indikasjon på bryterposisjonen for bryteren 250. The rotary switch 250 is connected in switch position 2 to ground the monitoring circuit of the pressure transducer 126. This gives an indication of the switch position for switch 250.

Stillingen av støtteskoen under utskyvning og tilbaketrekking av skoen 20 og posisjonen av den utvalgte hydrauliske kjerne-sk jæreinnretning 30 under skjæring av en kjerne bestemmes av posisjoxistransduktorer 27 og 60 som er forbundet hhv. med stempelstengene 24 og 41 av hydraulsylindrene 21 og 34. Po-sis jons transduktorene 27 og 60 er koblet i den elektriske seksjon 90 til en første motstand-til-frekvens omformer 202. Den første omformer 202 er koblet gjennom en linedriver 204 til den syvende lederkabel 93 for overføring av et signal til kontrollpanelet. I kontrollpanelet er lederen 9 3 koblet via en frekvens-til-spennings omformer 96 til et voltmeter 97 for overvåking av bevegelsen av stempelstangen i den utvalgte hydraulsylinder. The position of the support shoe during extension and retraction of the shoe 20 and the position of the selected hydraulic core cutting device 30 during cutting of a core is determined by position axis transducers 27 and 60 which are connected respectively. with the piston rods 24 and 41 of the hydraulic cylinders 21 and 34. The position transducers 27 and 60 are connected in the electrical section 90 to a first resistance-to-frequency converter 202. The first converter 202 is connected through a line driver 204 to the seventh conductor cable 93 for transmitting a signal to the control panel. In the control panel, the conductor 9 3 is connected via a frequency-to-voltage converter 96 to a voltmeter 97 for monitoring the movement of the piston rod in the selected hydraulic cylinder.

Utgangssignalet av en trykktransduktor 126 overføres også via den syvende leder 9 3 for overvåkning av trykket i det hydrauliske system 120 under borets rotasjon. Trykktransduktoren 126 er i den elektriske seksjon 90 koblet til en andre motstand-til-f rekvens omformer 203, som i sin tur er koblet gjennom linedriveren 204 til den syvende ledning 93 for overføring av et signal til kontrollpanelet. Ved kontrollpanelet er lederen forbundet via en frekvens-til-spennings omformer 98 til et voltmeter 99 for overvåkning av trykket i hydraulsystemet 120. Den roterende bryter 250 er også forbundet med den andre motstand-til-frekvens omformer, 203 for jording av omformeren 203 når den roterende bryter 250 befinner seg i posisjon 2. I denne bryterposisjon utøves trykk for løsbrek-king av en kjerne fra formasjonen og angis på kontrollpanelet ved en maksimal avlesning på voltmeteret 99. The output signal of a pressure transducer 126 is also transmitted via the seventh conductor 9 3 for monitoring the pressure in the hydraulic system 120 during the drill's rotation. The pressure transducer 126 is connected in the electrical section 90 to a second resistance-to-frequency converter 203, which in turn is connected through the line driver 204 to the seventh wire 93 for transmitting a signal to the control panel. At the control panel, the conductor is connected via a frequency-to-voltage converter 98 to a voltmeter 99 for monitoring the pressure in the hydraulic system 120. The rotary switch 250 is also connected to the second resistance-to-frequency converter, 203 for grounding the converter 203 when the rotary switch 250 is in position 2. In this switch position, pressure is exerted to break free a core from the formation and is indicated on the control panel by a maximum reading on the voltmeter 99.

Den første og andre motstands-til-frekvens omformer 202 og 203 er valgt for å omforme motstandssignaler til forskjellige frekvenser som lett kan adskilles ved kontrollpanelet. Den første motstand-til-frekvens omformer 202 er valgt slik at et lavpassfilter 100 med en grensefrekvens på 500 Hz vil isolere signaler overført gjennom den første omformer 202. Den andre motstand-til-frekvens omformer 203 er valgt slik at et høypassfilter 101 med en grensefrekvens på 10 kH vil isolere signalene overført gjennom den andre omformer 203. Frekvens-ene som isoleres ved kontrollpanelet sendes til separate fre kvens-til-spennings omformere 96 og 98 for overvåkning av hhv. posisjon og trykk. The first and second resistance-to-frequency converters 202 and 203 are selected to convert resistance signals to different frequencies that can be easily separated at the control panel. The first resistance-to-frequency converter 202 is chosen so that a low-pass filter 100 with a cut-off frequency of 500 Hz will isolate signals transmitted through the first converter 202. The second resistance-to-frequency converter 203 is chosen so that a high-pass filter 101 with a limit frequency of 10 kH will isolate the signals transmitted through the second converter 203. The frequencies which are isolated at the control panel are sent to separate frequency-to-voltage converters 96 and 98 for monitoring respectively. position and pressure.

Et kommersielt tilgjengelig gammastråleloggapparat er plassert i den elektriske seksjon 90 av kjerneboreapparatet 10 A commercially available gamma ray logger is located in the electrical section 90 of the corer 10

og er koblet til posisjon 6 på den roterende bryter 200, slik at når støtteskoen befinner seg i tilbaketrukket stilling, vil gammastråleloggapparatet være tilgjengelig for å oppnå informasjon angående formasjonen inntil kjerneboreapparatet 10. Gammastråleloggapparatet eller eventuelt et annet kommersielt tilgjengelig loggeapparat er ønskelig for riktig posisjonering av kjerneboreapparatet 10 inntil den formasjon som det skal tas prøve av. and is connected to position 6 on the rotary switch 200, so that when the support shoe is in the retracted position, the gamma ray logging device will be available to obtain information regarding the formation up to the core drilling device 10. The gamma ray logging device or possibly another commercially available logging device is desirable for the correct positioning of the core drilling apparatus 10 until the formation from which a sample is to be taken.

Ved hjelp av gammastråleloggeapparatet kan denne utførelse av kjerneboringsapparatet benyttes til å lokalisere å ta opptil åtte prøver for hver gang kjerneboreapparatet senkes ned i et borehull. Kjernen 44 har en lengde på ca. halvparten av kjerneløpets 33 lengde. Derfor kan hver av kjerneboreinnret-ningene 30 aktiviseres to ganger på utvalgte steder i borehullet for skjæring av totalt åtte kjerner. Using the gamma ray logger, this embodiment of the corer can be used to locate and take up to eight samples for each time the corer is lowered into a borehole. The core 44 has a length of approx. half of the core race 33 length. Therefore, each of the core drilling devices 30 can be activated twice at selected locations in the borehole to cut a total of eight cores.

I en andre utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen som beskrevet i forbindelse med fig. 1 - 15, kontrolleres operasjon-ene ved å benytte tre roterende brytere 200, 250 og 260, som vist skjematisk på fig. 17. Den roterende bryter 200 er en seks-posisjons bryter og er koblet for aktivisering av støt-teskoen 20 for utskyvning eller tilbaketrekning i posisjonene 1 og 6, og for valgfri aktivisering av hver av de fire hydrauliske skjæreinnretninger 30 i posisjonene 2-5. I bryterposisjonene 1 og 6, aktiviseres den roterende bryter 260 for å kontrollere utskyvning og tilbaketrekning av støtte-skoen 20. Den solenoidbetjente ventil 134 i det hydrauliske system 130 for kontrollering av utskyvning av støtteskoen 20 er koblet ved den andre bryterposisjon av bryteren 260, og ventilen 135 for kontrollering av tilbaketrekking av støtte-skoen er koblet til den tredje bryterposisjon. I bryterposisjonene 2 - 5 av bryteren 200 åpnes en utvalgt ventil 123 In a second embodiment of the device according to the invention as described in connection with fig. 1 - 15, the operations are controlled by using three rotary switches 200, 250 and 260, as shown schematically in fig. 17. The rotary switch 200 is a six-position switch and is connected for activation of the shock shoe 20 for extension or retraction in positions 1 and 6, and for optional activation of each of the four hydraulic cutting devices 30 in positions 2-5. In switch positions 1 and 6, the rotary switch 260 is activated to control the extension and retraction of the support shoe 20. The solenoid-operated valve 134 in the hydraulic system 130 for controlling the extension of the support shoe 20 is connected at the second switch position of the switch 260, and the valve 135 for controlling the retraction of the support shoe is connected to the third switch position. In switch positions 2 - 5 of switch 200, a selected valve 123 is opened

for rotasjon av en kjerneskjæreinnretning 30, og den roter- for rotation of a core cutting device 30, and it rotates

ende bryter 250 aktiviseres for kontrollering av utskyvning og tilbaketrekning av den valgte skjæreinnretning. Den utvalgte solenoidbetjente ventil 132 i det hydrauliske system 130 for kontrollering av utskyvning av den utvalgte skjæreinnretning 30 er koblet til den andre og tredje bryterposisjon på bryteren 250, og til den tredje bryterposisjon er også koblet den utvalgte ventil 138 for løsbrekking av kjernen fra formasjonen. Den utvalgte ventil 132 frigjøres for å kunne returnere til sin normale, lukkede stilling, og ventilen 138 frigjøres for å kunne returnere til sin normalt åpne stilling for tilbaketrekning av skjæreinnretningen i første bryterposisjon. En positiv spenningspuls som overfør-es gjennom den syvende leder 93 fra likestrømsgeneratoren 94, bringer den roterende bryter 200 til å avansere én posisjon, såsom fra posisjon 1 til posisjon 2. En negativ spenningspuls overført gjennom den syvende leder bringer den utvalgte roterende bryter 250 eller 260 til å avansere én posisjon. end switch 250 is activated to control the extension and retraction of the selected cutting device. The selected solenoid-operated valve 132 in the hydraulic system 130 for controlling the extension of the selected cutting device 30 is connected to the second and third switch positions of the switch 250, and to the third switch position is also connected the selected valve 138 for fracturing the core from the formation. The selected valve 132 is released to be able to return to its normal, closed position, and the valve 138 is released to be able to return to its normally open position for retraction of the cutting device in the first switch position. A positive voltage pulse transmitted through the seventh conductor 93 from the DC generator 94 causes the rotary switch 200 to advance one position, such as from position 1 to position 2. A negative voltage pulse transmitted through the seventh conductor causes the selected rotary switch 250 or 260 to advance one position.

De roterende brytere 200, 250 og 260 er koblet til motstands-rekker hhv. 201, 251 og 261. Disse motstander er gjennom den syvende leder og gjennom ohmmeterkretsen 102 koblet til et positivt og negativt indikerende ohmmeter 9 5 ved kontrollpanelet. Bryterposisjonen for den roterende bryter 200 overvåkes med en positiv spenning i lederen 93, og bryterposisjonen for den utvalgte bryter 250 eller 260 overvåkes med en negativ spenning i lederen 93. The rotary switches 200, 250 and 260 are connected to resistor rows or 201, 251 and 261. These resistors are connected through the seventh conductor and through the ohmmeter circuit 102 to a positive and negative indicating ohmmeter 95 at the control panel. The switch position of the rotary switch 200 is monitored with a positive voltage in the conductor 93, and the switch position of the selected switch 250 or 260 is monitored with a negative voltage in the conductor 93.

Bruken av de tre roterende brytere som vist på fig. 17 tillater valgfri operasjon av støtteskoen 20 og en av de hydrauliske skjæreinnretninger 30. Denne uavhengige operasjon kan være viktig når kjerneboringsapparatet holdes mot veggen av borehullet på grunn av differansialtrykk mellom borehullet og formasjonen inntil borehullet, eller når skjæreinnretningen setter seg fast i det hull den har boret. I slike situasjoner vil den roterende bryter 200 bli avansert til sin første eller sjette bryterposisjon, og den roterende bryter 260 vil bli avansert til sin tredje bryterposisjon for å trekke tilbake støtteskoen. Den roterende bryter 200 vil så bli avansert til en av bryterposisjonene 2 til 5, og den roterende bryter 250 vil bli avansert til bryterposisjon 3 for å utøve maksimalt trykk i det hydrauliske system 13 0 for å bryte kjerneboreapparatet vekk fra sideveggen i borehullet. Under denne bryteoperasjon vil det hydrauliske system 120 ikke bli aktivisert for rotasjon av kjerneboreinnretningen 30. The use of the three rotary switches as shown in fig. 17 allows optional operation of the support shoe 20 and one of the hydraulic cutting devices 30. This independent operation can be important when the coring apparatus is held against the wall of the borehole due to differential pressure between the borehole and the formation adjacent to the borehole, or when the cutting device becomes stuck in the hole it has drilled. In such situations, the rotary switch 200 will be advanced to its first or sixth switch position, and the rotary switch 260 will be advanced to its third switch position to retract the support shoe. The rotary switch 200 will then be advanced to one of switch positions 2 to 5, and the rotary switch 250 will be advanced to switch position 3 to exert maximum pressure in the hydraulic system 130 to break the core drill away from the sidewall of the borehole. During this breaking operation, the hydraulic system 120 will not be activated for rotation of the core drilling device 30.

En tredje utførelse av kjerneboreapparatet ifølge oppfinnelsen er illustrert på fig. 18 - 28. De mekaniske trekk ved dette apparat er illustrert på fig. 18-23, de hydrauliske trekk på fig. 24-27 og de elektriske trekk på fig. 28. De mekaniske hovedtrekk ved dette apparat, som illustrert på fig. 18, omfatter en hydraulisk kjerneboreinnretning 30 og en hydraulisk betjent støtteskoinnretning 20. I denne ut-førelse blir støtteskoen 20 og kjerneboreinnretningen 30 skjøvet ut og trukket tilbake ved hjelp av separate, dobbeltvirkende hydraulsylindre 21. Utskyvning og tilbaketrekning av støtteskoen og kjerneboreinnretningen bevirkes ved hjelp av separate signaler fra et kontrollpanel. På fig. 18 er støtteskoen og kjerneboreinnretningen vist i utskjøvet stilling . A third embodiment of the core drilling apparatus according to the invention is illustrated in fig. 18 - 28. The mechanical features of this device are illustrated in fig. 18-23, the hydraulic features of fig. 24-27 and the electrical features in fig. 28. The main mechanical features of this apparatus, as illustrated in fig. 18, comprises a hydraulic core drilling device 30 and a hydraulically operated support shoe device 20. In this embodiment, the support shoe 20 and the core drilling device 30 are pushed out and retracted by means of separate, double-acting hydraulic cylinders 21. Pushing out and retraction of the support shoe and the core drilling device is effected by means of separate signals from a control panel. In fig. 18, the support shoe and the core drilling device are shown in an extended position.

Fig. 19-22 illustrerer funksjonen av den hydrauliske kjerne-sk jæreinnretning 20 ifølge denne utførelse. Som vist på fig. 19, er et kjerneskjærehode 31 forbundet med en hydraulisk motor 32 for rotasjon om lengdeaksen av et kjerneholder-løp 33. Den hydrauliske motor 32 er forbundet via en forbindelsesarm 72 ved en styretapp 73 til en dobbeltvirkende hydraulsylinder 21, som vist på fig. 18, for å bevege kjerneskjærehodet 31 gjennom en åpning i huset 11 og til skjærende kontakt med sideveggen av et borehull 15. Figs. 19-22 illustrate the function of the hydraulic core-shrinking device 20 according to this embodiment. As shown in fig. 19, a core cutting head 31 is connected to a hydraulic motor 32 for rotation about the longitudinal axis of a core holder barrel 33. The hydraulic motor 32 is connected via a connecting arm 72 by a guide pin 73 to a double-acting hydraulic cylinder 21, as shown in fig. 18, to move the core cutting head 31 through an opening in the housing 11 and into cutting contact with the side wall of a drill hole 15.

Funksjonen av den hydrauliske kjerneskjæreinnretning 30 er vist under utskjæring av en kjerne fra en underjordisk formasjon på fig. 20, under løsbrekking av kjernen 44 fra formasjonen 16 på fig. 21, og med fastholdt kjerne 44 i huset på fig. 22. Ved å energisere det høyvolums hydrauliske system som vist på fig. 24, roterer den hydrauliske motor 32 kjerneskjærehodet 31 om lengdeaksen av kjerneholderløpet 33. Ved signal fra kontrollpanelet aktiviseres hydraulsylinderen 21 for å bevege den hydrauliske motor 32 langs føringsspalten 74 for derved å tvinge det roterende kjerneskjærehode 31 til kontakt med sideveggen av borehullet 15. The operation of the hydraulic core cutter 30 is shown during cutting of a core from a subterranean formation in FIG. 20, during breaking away of the core 44 from the formation 16 in fig. 21, and with fixed core 44 in the housing in fig. 22. By energizing the high volume hydraulic system as shown in fig. 24, the hydraulic motor 32 rotates the core cutting head 31 about the longitudinal axis of the core holder barrel 33. Upon a signal from the control panel, the hydraulic cylinder 21 is activated to move the hydraulic motor 32 along the guide slot 74 to thereby force the rotating core cutting head 31 into contact with the side wall of the borehole 15.

Det er vist på fig. 21 at styretappene 73 har beveget seg It is shown in fig. 21 that the steering pins 73 have moved

frem til endene av føringsspaltene 74, som er utvidet for å muliggjøre defleksjon av kjerneløpet 33 i hullet boret av kjerneskjæreinnretningen 30. Denne defleksjon av kjernehol-derløpet adskiller en kjerne 44 fra den øvrige del av formasjonen 16. Ved et separat signal trekkes kjerneskjæreinnretningen 30 tilbake til hvilestilling i huset 11. I denne hvilestilling, som vist på fig. 22, støter kontaktbryteren 79 mot kjernen 44 og overfører et signal til kontrollpanelet for å angi at det befinner seg en kjerne 44 i kjerneholderløpet 33. up to the ends of the guide slots 74, which are widened to enable deflection of the core barrel 33 in the hole drilled by the core cutting device 30. This deflection of the core holder barrel separates a core 44 from the rest of the formation 16. At a separate signal, the core cutting device 30 is retracted to rest position in housing 11. In this rest position, as shown in fig. 22, the contact switch 79 strikes the core 44 and transmits a signal to the control panel to indicate that a core 44 is present in the core holder barrel 33.

Detaljer ved den hydrauliske kjerneskjæreinnretning 30 er Details of the hydraulic core cutting device 30 are

vist på fig. 23. En hydraulsylinder 21 er forbundet med en understøttelseskonstruksjon 46, hvilken hydraulsylinder aktiviserer en stempelstang 24 for å bevege kjerneskjærehodet 31 til kontakt med sideveggen av et borehull. Stempelstangen 24 er forbundet med den hydrauliske motor 32 gjennom armer 72. Armene 72 er forbundet med stempelstangen 24 ved hjelp av forbindelsestapper 75 og ved hjelp av en omdreiningstapp 76 shown in fig. 23. A hydraulic cylinder 21 is connected to a support structure 46, which hydraulic cylinder activates a piston rod 24 to move the core cutter head 31 into contact with the side wall of a borehole. The piston rod 24 is connected to the hydraulic motor 32 through arms 72. The arms 72 are connected to the piston rod 24 by means of connecting pins 75 and by means of a pivot pin 76

på forbindelsesarmene 77 til styretapper 73 på legemet av den hydrauliske motor 32. Denne isometriske tegning av den hydrauliske motor 32 viser at kjerneløpet 33 strekker seg gjennom og er en integrert del av.motoren, hvilken rotor 47 on the connecting arms 77 to guide pins 73 on the body of the hydraulic motor 32. This isometric drawing of the hydraulic motor 32 shows that the core barrel 33 extends through and is an integral part of the motor, which rotor 47

er sikkert festet til kjerneløpet 33 for funksjon i motorlegemet 48. Motoren er tettet av lagerplater 49 og trykkplater 50 og 51. Ytterligere detaljer ved den hydrauliske motor er vist på fig. 11 og 12. is securely attached to the core barrel 33 for function in the motor body 48. The motor is sealed by bearing plates 49 and pressure plates 50 and 51. Further details of the hydraulic motor are shown in fig. 11 and 12.

Styretappene 73, i form av inngrepsmidler i føringssporet, er forbundet med legemet 48 av den hydrauliske motor 32 og beveger seg i føringsspalter 74, som et føringsspor, i understøt-telsen 46. De øvre partier av føringsspaltene 74 er utvidet for å tillate defleksjon av den hydrauliske motor 32 i omtrent rett vinkel i forhold til sin bevegelsesbane langs fø-ringsspaltene under skjæring av en kjerne. Som beskrevet tidligere vil defleksjon av den hydrauliske motor 32 og kjer- The guide pins 73, in the form of guide slot engagement means, are connected to the body 48 of the hydraulic motor 32 and move in guide slots 74, as a guide slot, in the support 46. The upper portions of the guide slots 74 are widened to allow deflection of the hydraulic motor 32 at approximately right angles to its path of movement along the guide slots during cutting of a core. As described previously, deflection of the hydraulic motor 32 and core

I , in ,

neløpet 33 bevirke løsbrekking av en kjerne fra formasjonen. neløpt 33 cause a core to break free from the formation.

i in

,En kjernelagringsinnretning 78 såsom en sykkelslange, er for-ibundet med den hydrauliske motor 3 2 ved trykkplaten 51 for å oppta kjerner fra kjerneløpet 33. Kjernen holdes i kjerne-løpet 33 ved en fjærring 45. Ytterligere kjerner som skjæres av kjerneskjærehodet 31 vil tvinge kjernene gjennom holder-ringen 45 og inn i kjernelagringsinnretningen 78. A core storage device 78, such as a bicycle hose, is connected to the hydraulic motor 32 at the pressure plate 51 to receive cores from the core barrel 33. The core is held in the core barrel 33 by a spring ring 45. Additional cores cut by the core cutter head 31 will force the cores through the holder ring 45 and into the core storage device 78.

Støtteskoen 20 og kjerneskjæreinnretningen 30 betjenes ved hydraulisk trykk tilført av to hydrauliske systemer 150 og 160 vist skjematisk på fig. 24 og 25. Det høyvolums hydrauliske system 150 vist på fig. 24 gir hydraulisk fluid for betjening av den hydrauliske motor 32 og forsynes av en hydraulisk pumpe 121 som har en kapasitet på 26,5 1 pr. min. og drives av en 440 volt tre-fase elektrisk motor på 1 hestekraft. Denne høyvolums hydrauliske pumpe 121 er anbragt i den hydrauliske seksjon 80 av kjerneskjæreapparatet ifølge denne tredje utførelse og er forbundet med den hydrauliske motor 32 gjennom skottforbindelsen 122. Det hydrauliske system 150 er også forsynt med en trykkavlastningsventil 125 og en trykktransduktor 126. The support shoe 20 and the core cutting device 30 are operated by hydraulic pressure supplied by two hydraulic systems 150 and 160 shown schematically in fig. 24 and 25. The high volume hydraulic system 150 shown in FIG. 24 provides hydraulic fluid for operating the hydraulic motor 32 and is supplied by a hydraulic pump 121 which has a capacity of 26.5 1 per my. and is powered by a 440 volt three-phase 1 horsepower electric motor. This high-volume hydraulic pump 121 is located in the hydraulic section 80 of the core cutter according to this third embodiment and is connected to the hydraulic motor 32 through the bulkhead connection 122. The hydraulic system 150 is also provided with a pressure relief valve 125 and a pressure transducer 126.

Det hydrauliske system 150 aktiveres for å tilføre hydraulisk fluid for å forårsake rotasjon av skjærehodet 31 forbundet med motoren 32. Det utstrømmende fluid fra motoren 32 strøm-mer inn i et hydraulisk fluidreservoar i den hydrauliske seksjon gjennom en skottforbindelse 124. The hydraulic system 150 is activated to supply hydraulic fluid to cause rotation of the cutting head 31 connected to the motor 32. The outflowing fluid from the motor 32 flows into a hydraulic fluid reservoir in the hydraulic section through a bulkhead connection 124.

Det lavvolums hydrauliske system 160, som vist på fig. 25, gir hydraulisk fluid for utføring og tilbaketrekking av støt-teskoen 20 og kjerneskjæreinnretningen 30. Dette hydrauliske system forsynes av en lavvolums hydraulisk pumpe som drives av en 120 volt én-fase vekselstrømsmotor. Denne hydrauliske pumpe 131 er anbragt i den hydrauliske seksjon av kjerneskjæreapparatet og er forbundet med de dobbeltvirkende hydraulsylindre 21 for støtteskoen 20 og kjerneskjæreinnretningen 30 gjennom solenoidbetjente, tre-veis normalt lukkede ventiler 141, 142, 143 og 144 og skottforbindelser 133. The low volume hydraulic system 160, as shown in FIG. 25, provides hydraulic fluid for the deployment and retraction of the shock shoe 20 and core cutter 30. This hydraulic system is supplied by a low volume hydraulic pump driven by a 120 volt single phase AC motor. This hydraulic pump 131 is located in the hydraulic section of the core cutter and is connected to the double-acting hydraulic cylinders 21 for the support shoe 20 and the core cutter 30 through solenoid-operated, three-way normally closed valves 141, 142, 143 and 144 and bulkhead connections 133.

Det hydrauliske system 160 er forsynt med en høytrykksavlast-ningsventil 136 og en strømningsbegrensningsventil 147 for regulering av det trykk som utøves for å tvinge kjerneskjæreinnretningen 30 til kontakt med sideveggen av et borehull. Ventilen 147 er forbundet med det hydrauliske system 150 slik at trykkøkninger i systemet 150 vil redusere fluidtilførselen i systemet 160 for utføring av kjerneskjæreinnretningen. En trykkøkning i systemet 150 indikerer at den hydrauliske motor 32 opererer med høyere dreiemoment. Denneøkning i trykk vil resultere i lukning av ventilen 147 for således å redusere tilførselen av fluid i systemet 160 for utføring av kjerneskjæreinnretningen. The hydraulic system 160 is provided with a high pressure relief valve 136 and a flow restriction valve 147 for regulating the pressure exerted to force the core cutting device 30 into contact with the sidewall of a borehole. The valve 147 is connected to the hydraulic system 150 so that pressure increases in the system 150 will reduce the fluid supply in the system 160 for carrying out the core cutting device. A pressure increase in the system 150 indicates that the hydraulic motor 32 operates with a higher torque. This increase in pressure will result in the closing of the valve 147 to thus reduce the supply of fluid in the system 160 for carrying out the core cutting device.

Strømningsbegrensningsventilen 147 er illustrert på fig. 26 og 27. I denne utførelse for bruk av denne ventil 147 strøm-mer fluid fra pumpen 131 i det hydrauliske system 160 inn i høytrykkskammeret 148 gjennom kanalen 155 og passerer gjennom dysen 159 til lavtrykkskammeret 149 og deretter gjennom kanalen 156 til ventilen 143 i det hydrauliske system 160. Fluid-strømmen gjennom dysen reguleres av dysestrupeinnretningen 151. The flow restriction valve 147 is illustrated in FIG. 26 and 27. In this embodiment, for the use of this valve 147, fluid flows from the pump 131 in the hydraulic system 160 into the high pressure chamber 148 through the channel 155 and passes through the nozzle 159 to the low pressure chamber 149 and then through the channel 156 to the valve 143 in the hydraulic system 160. The fluid flow through the nozzle is regulated by the nozzle throat device 151.

Fluid fra det hydrauliske system 150 strømmer inn i sylinderen 161 gjennom kanalen 154 og virker mot stempelet 152 for å trykke sammen fjæren 153, for således å justere fluidstrøm-ningen gjennom dysen 159. Dette gir motvirkende kontroll-fluid og fjær for justering av fluidstrømmen gjennom dysen 159. Det er vist på fig. 26 at fluidstrømmen gjennom dysen 159 delvis reduseres av strømningsstruperen 151, og på fig. Fluid from the hydraulic system 150 flows into the cylinder 161 through the channel 154 and acts against the piston 152 to compress the spring 153, thus adjusting the fluid flow through the nozzle 159. This provides counteracting control fluid and spring for adjusting the fluid flow through the nozzle 159. It is shown in fig. 26 that the fluid flow through the nozzle 159 is partially reduced by the flow throttle 151, and in fig.

27 at fluidstrømmen er hovedsakelig strupet. 27 that the fluid flow is mainly throttled.

Stempelet 152 er gjengeforbundet med en slank, avspisset stang som virker som strømningsstruper 151 for justering av strømningen gjennom dysen 159. Styrken av fjæren 153 kan også velges for justering av strømmen gjennom dysen 159. Kammeret 161 er ved hjelp av tetninger 158 tettet i de åpninger i sylinderen 161 som strømningsstruperen 151 passerer gjennom for å forhindre fluidforbindelse og har en avlast-ningsport 157 for avtapping av eventuelt fluid som måtte trenge forbi stempelet 152. Sylinderen 161 og stempelet 152 har maskinerte sammenpassende flater for å gi lett bevegelse av stempelet 152 i sylinderen 161 og minimalisere at fluid fra det hydrauliske system 150 trenger forbi stempelet 152 The piston 152 is threaded with a slender, tapered rod which acts as a flow throttle 151 for adjusting the flow through the nozzle 159. The strength of the spring 153 can also be selected for adjusting the flow through the nozzle 159. The chamber 161 is sealed in the openings by means of seals 158 in the cylinder 161 through which the flow restrictor 151 passes to prevent fluid connection and has a relief port 157 for draining any fluid that might penetrate past the piston 152. The cylinder 161 and the piston 152 have machined mating surfaces to allow easy movement of the piston 152 in the cylinder 161 and minimize that fluid from the hydraulic system 150 penetrates past the piston 152

og tappes fra sylinderen 161 gjennom avlastningsporten 157. En O-ringtetning 162 bidrar også til å minimalisere forbi-passerende fluid. and is drained from the cylinder 161 through the relief port 157. An O-ring seal 162 also helps to minimize by-passing fluid.

For å brekke en kjerne løs fra sideveggen av et borehull, slås den hydrauliske pumpe 121 i det hydrauliske system 150 av. Dette gjør det mulig for fjæren i ventilen 147 å bevege den slanke, avspissede stang 151 bort fra dysen 159, og den fulle kraft av fluidet i det hydrauliske system 160 utøves gjennom ventilen 143 og sylinderen 21 for å brekke løs kjernen. To break a core loose from the sidewall of a borehole, the hydraulic pump 121 in the hydraulic system 150 is turned off. This enables the spring in the valve 147 to move the slender tapered rod 151 away from the nozzle 159, and the full force of the fluid in the hydraulic system 160 is exerted through the valve 143 and cylinder 21 to break loose the core.

Kjerneboreapparatet ifølge denne utførelse betjenes av en standard syv-léders logg-kabel, idet kraft for betjening av det hydrauliske system overføres gjennom seks av lederne mens den syvende leder benyttes for overvåkning og kontrolloperasjoner. Kontrolloperasjonene, som vist på fig. 28, utføres av to roterende brytere 270 og 280. Den roterende bryter 270 er en seks-posisjons bryter og benyttes for kontrollering av støtteskoens 20 funksjon. Den roterende bryter 280 er en to-posisjons bryter og benyttes for kontrollering av kjerne-sk jæreinnretningens 30 funksjon. The core drilling apparatus according to this embodiment is operated by a standard seven-conductor log cable, power for operating the hydraulic system being transmitted through six of the conductors while the seventh conductor is used for monitoring and control operations. The control operations, as shown in fig. 28, is performed by two rotary switches 270 and 280. The rotary switch 270 is a six-position switch and is used to control the function of the support shoe 20. The rotary switch 280 is a two-position switch and is used to control the function of the core cutting device 30.

I bryterposisjonene 2 til 5 for bryteren 270 vil solenoidven-tilen 141 være åpen for utskyvning av stempelstangen 24 av hydraulsylinderen 21 forbundet med støtteskoen 20 for således å kile kjerneskjæreapparatet 10 fast i borehullet. I bryter-posisjoner 1 og 6 vil ventilen 142 være åpen for tilbaketrekking av støtteskoen 20. In the switch positions 2 to 5 for the switch 270, the solenoid valve 141 will be open to extend the piston rod 24 of the hydraulic cylinder 21 connected to the support shoe 20 in order to wedge the core cutting apparatus 10 firmly in the borehole. In switch positions 1 and 6, the valve 142 will be open for retraction of the support shoe 20.

Posisjonen av bryteren 270 overvåkes med et positivt og et negativt visende ohmmeter 95 som er forbundet med den syvende leder i kontrollpanelet. Bryterposisjonen overvakes på ohmmeteret 95 med en positiv spenning i lederen 93. En positiv likestrømspuls overført via den syvende leder 93 bevirker at The position of the switch 270 is monitored with a positive and a negative indicating ohmmeter 95 which is connected to the seventh conductor in the control panel. The switch position is monitored on the ohmmeter 95 with a positive voltage in the conductor 93. A positive direct current pulse transmitted via the seventh conductor 93 causes that

den roterende bryter 270 avanserer én posisjon. the rotary switch 270 advances one position.

Ved første bryterposisjon for den roterende bryter 280 åpnes den solenoidbetjente ventil 143 for å skyve stempelstangen 24 ut av hydraulsylinderen 21 forbundet med kjerneskjæreinnretningen 30 for således å føre kjerneskjæreinnretningen til inngrep med sideveggen i et borehull. I andre bryterposisjon åpnes ventilen 144 for å trekke kjerneskjæreinnretningen tilbake. At the first switch position for the rotary switch 280, the solenoid-operated valve 143 is opened to push the piston rod 24 out of the hydraulic cylinder 21 connected to the core cutting device 30 to thus bring the core cutting device into engagement with the side wall of a borehole. In the second switch position, the valve 144 is opened to retract the core cutting device.

Posisjonen av den roterende bryter 280 overvåkes på ohmmeteret 95 med en negativ spenning i lederen 93, og bryteren 280 beveges ved hjelp av en negativ likestrømspuls overført gjennom lederen 93. The position of the rotary switch 280 is monitored on the ohmmeter 95 with a negative voltage in the conductor 93, and the switch 280 is moved by means of a negative direct current pulse transmitted through the conductor 93.

Utførelsene beskrevet ovenfor illustrerer fremgangsmåter og apparater som er nyttige ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, og apparatene vist på tegningene er å betrakte som illustrerende eksempler på oppfinnelsen. Selv om apparatet er beskrevet i forbindelse med bruk i et oljebrønnsborehull for å skaffe tilveie formasjonsprøver, vil det forstås at det kan innrettes til å bore inn i sideveggene av andre borehull. F.eks. tenker man seg at borehodet 31 kan modifiseres av fagmannen for boring inn i sideveggen av ethvert f3ret eller åpent borehull for å gi en åpning eller for å ta en prøve av foringen og sementmaterialet som utforer borehullet. Man tenker seg også at kjerneboringsapparatet kan forsynes med utstyr for å bestemme orienteringen av apparatet i forhold til den virkelige eller magnetiske nordpol. Andre endringer i konstruksjon og oppbygning av apparatet beskrevet ovenfor kan gjøres av fagmannen uten å avvike fra oppfinnelsens ånd og ramme. The embodiments described above illustrate methods and devices that are useful in carrying out the present invention, and the devices shown in the drawings are to be regarded as illustrative examples of the invention. Although the apparatus is described in connection with use in an oil well borehole to obtain formation samples, it will be understood that it can be adapted to drill into the side walls of other boreholes. E.g. it is contemplated that the drill head 31 may be modified by the person skilled in the art to drill into the sidewall of any fluted or open borehole to provide an opening or to sample the casing and cement material lining the borehole. It is also envisaged that the core drilling apparatus could be provided with equipment to determine the orientation of the apparatus in relation to the true or magnetic north pole. Other changes in the construction and structure of the apparatus described above can be made by the person skilled in the art without deviating from the spirit and scope of the invention.

Claims

1st; Apparatus for drilling into the sidewall of a borehole, which apparatus comprises a support member, a shoe means mounted on the support member for movement toward and away from the sidewall of the borehole, a hydraulic motor means mounted on the support member for movement toward and away from the sidewall of a borehole, and a drilling device connected to the rotor of said hydraulic motor device for drilling a hole, which hydraulic motor in said hydraulic motor device comprises a rotor in a rotor cavity for the hydraulic motor, vanes moving in openings in the rotor and means for maintaining contact between the vanes and the periphery of the rotor cavity during the rotor's rotation, characterized by in a track device in the rotor cavity for guiding the vanes in positive contact with the periphery of the rotor cavity during rotation of the rotor and with the guide track device cooperating means connected to the vanes to cause the vanes to follow the guide track during rotation of the rotor.

2. Method for drilling into the sidewall of a borehole penetrating a subterranean formation, comprising positioning at a selected location in the borehole an apparatus for drilling into the sidewall of a borehole, which apparatus comprises a support member, a shoe device mounted on the support member for movement toward and away from the sidewall of a borehole, a hydraulic motor means mounted on the support member for movement toward and away from the sidewall of a borehole, and a drilling means connected to the rotor of the hydraulic motor for drilling a hole, and actuating the shoe means for wedging the apparatus at said selected location, followed by activation of the hydraulic motor device for rotating the drill bit and moving the drill device into drilling contact with the sidewall of the borehole, followed by retraction of the drill device and then the shoe device and removal of the apparatus from the borehole, where the hydraulic motor in the hydraulic motor device etc comprising a rotor in the rotor cavity of the hydraulic motor, vanes moving in openings in the rotor and means for maintaining contact between the vanes with the periphery of the rotor cavity during rotation of the rotor, characterized by a track device in the rotor cavity for guiding the vanes in positive contact with the periphery of the rotor cavity during the rotation of the rotor and with the guide track means cooperating means which are connected to the vanes to bring the vanes to follow the guide track device during the rotation of the rotor.

3. Hydraulic motor comprising a rotor in a rotor cavity in the hydraulic motor, vanes moving in openings in the rotor and means for maintaining contact between the vanes and the periphery of the rotor cavity during rotation of the rotor, characterized by a track means in the rotor cavity for bringing the vanes into positive contact with the periphery of the rotor cavity during rotation of the rotor and with the guide track means cooperating with the vanes to cause the vanes to follow the guide track during rotation of the rotor.

4. Hydraulic motor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the guide track device comprises a groove in the side wall of the rotor cavity and that the means interacting with the guide track device comprise guide arms connected to the wings to follow said track.

5. Hydraulic motor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it further comprises means in the rotor for fluid connection between the front part of the wings in contact with the periphery of the rotor cavity during the rotation of the rotor and said front part of the wings in said openings in the rotor.

6. Apparatus for drilling into the sidewall of a borehole, which apparatus comprises a support part, a shoe device mounted on the support part for movement towards and away from the sidewall of a borehole, a hydraulic motor device mounted on the support part for movement towards and away from the sidewall of a borehole , and a drilling device connected to the rotor of the hydraulic motor device for drilling a hole, the hydraulic motor of the hydraulic motor device comprising a rotor in the rotor cavity of the hydraulic motor, vanes moving in openings in the rotor and means for maintaining contact between the wings and the periphery of the rotor cavity during the rotor's rotation, characterized by means in the rotor for fluid communication between that part of the vanes which are in contact with the periphery of the rotor cavity and the part of the vanes which are located in the rotor openings.

:7. Method for drilling into the sidewall of a borehole penetrating a subterranean formation, comprising positioning at a selected location in the borehole an apparatus for drilling into the sidewall of a borehole, the apparatus comprising a support member, a shoe device mounted on the support member for movement toward and away from the sidewall of a borehole, a hydraulic motor means mounted on the support member for movement towards and away from the sidewall of a borehole, and a drilling means connected to the rotor of the hydraulic motor for drilling a hole, and actuating the shoe means for wedging the apparatus on said selected location, followed by activation of the hydraulic motor device to rotate the drill bit and move the drilling device into drilling contact with the sidewall of the borehole, followed by retraction of the drilling device and said shoe device and removal of the apparatus from the borehole, wherein the hydraulic motor of the hydraulic motor device comprises a rotor in the hydraulic motor rotor cavity, vanes which move themselves in openings in the rotor and means for maintaining contact between the blades and the periphery of the rotor cavity during the rotation of the rotor, characterized by means in the rotor for fluid connection between the part of the vanes which are in contact with the periphery of the rotor cavity and the part of the vanes which are in said openings in the rotor.

'8. Hydraulic motor comprising a rotor in the rotor cavity of the hydraulic motor, vanes moving in openings :in the rotor and means for maintaining contact between the vanes and the periphery of the rotor cavity during rotation of the rotor, characterized by in means in the rotor for fluid connection between the part of the vanes which is in contact with the periphery of the rotor cavity and the part of the vanes which is in • said openings in the rotor'.

9. Method according to claims 6, 7 or 8, characterized in that said fluid pressure connection device comprises a channel device which extends from a place on the periphery of the rotor between a first wing and the immediately following wing during rotation of the rotor to a place in said opening up to the lowest level at which the former vane moves in the opening during rotation of the rotor.

10. Method according to claim 9, characterized in that the channel device extends to a place in said opening below and up to the lowest level at which the first-mentioned wing moves in said opening during rotation of the rotor.