Устройство для определения сопротивления срезу грунта в процессе вращательного бурения

1532844 5 10 15 20 тельный плунжер 4, имеющий воэможность осевого вращения, Плунжер 4установлен в полости 5, выполненнойв штоке (Ш)6, который через упор 7соединен с плунжером ГЗ. На цилиндрической поверхности Иб выполненыкруговая проточка (Л)8 и дополнительная круговая П 9, Поверх П 8 и 9 на,Шб установлена втулка 10 с отнерстия,ми 11 и 12 под ПЯ и 9. Через канал13, выполненный в теле Шб, ЛЯ соединена с ГЗ, а через отверстие 11 вовтулке 10 - с манометром 15, Дополнительная Л 9 соединена через дополнительный канал 14, выполненнъй втеле Шб, с полостью 5, а через отверстие 12 во втулке 6 с дополнительным манометром 16. На свободной стороне основания закреплен конусныйрезьбовой переходник 17 на буровую Изобретение относится к.исследованию свойств грунтов при инженер,но-геологических изысканияхЦель изобретения - расширение Функциональных возможностей путем обеспечения определения вертикальных усилий на буровой инструмент.На чертеже представлено предлагаемое устройство для определения сопротивления срезу грунта н процессе вращательного бурения, общий вид,Устройство содержит основание 1 ,с установленным на нем посредством ,шпилек 2 гидроцилиндром 3 с плунже,ром (не показан). На основании 1 закреплен с возможностью осевого вращения дополнительный плунжер 4, установленный в полости 5, выполненной в штоке 6, Последний через закрепленный на его поверхности упор 7 соединен с плунжером гидроцилиндра 3, На цилиндрической поверхности штока 6 выполнены круговая 8 и дополнительная круговая 9 проточкиНа штоке 6 поверх проточек 8 и 9 установлена втулка 10 с отверстиями 11 и 12 над проточками Я и 9. Проточка Я соединена каналом 13, выполненным в теле штока б, с гидроцилиндром 3, а дополнительная проточка 9 дополнительным каналом 14 соединена с полостью 5, Проточка Я через отверстие 11 соединена с манометром 15, а дополнительная проточка 9 чештангу, В Шб выполнена магистраль 19для промывочной жидкости, соединенная шлангом 20 с центральным отверстием 21 в переходнике 17, Закрепляют в патрон бурового станка Шб, а переходник 17 соединяют с буровой штангой, Под действием вертикального усилия Шб перемещается вниз по неподвижному плунжеру 4. Давление, возникающее в полости 5, Фиксируется манометром 16, При вращении Иб упор 7 давлением на плунжер ГЗ вращает основание1. Втулка 10 остается неподнижной,что обеспечивается закрепленной наней рукояткой 25, которая скользитвдоль мачты бурового станка, Величину крутящего момента определяют подавлению жидкости в ГЗ, котороеФиксируется манометром 15. 1 э.п.ф-лы, 1 ил,реэ отверстие 12 соединена с дополнительным манометром 16, На свободной стороне основания 1 закрепленконусный резьбовой переходник 17 набуровую штангу (не показана), Свободный конец штока 6 выполнен в видеконусного резьбового переходника Як вращателю бурового станка (не показан),В штоке 6 выполнена магистраль 19для промывочной жидкости, соединенная шлангом 20 с центральным отверстием 21., выполненным в переходнике7, На цилиндрической поверхностиштока б для уплотнения проточек 8 и9 установлены сальники 22, а на цилиндрической поверхности дополнительного плунжера 4 установлен сальник23, На основании 1 установлен защитный кожух 24, а на втулке 10 закреплена рукоятка 25Устройство работает следующим образом,Переходник 18 закрепляется в патроне бурового станка (не показан),а переходник 17 - в буровой штанге(не показана). Патроном бурового станка передают вертикальное усилие набуровой инструмент, Под дейстниемвертикального усилия шток б перемЕ щается вниз по неподвижному плунжеру 4. Это перемещение вызывает давление в полости 5, которое по каналу 14 передается в круговую проточкугде Р - давление жидкости в гидро(цилиндре 3;Б - площадь плунжера гидроцилиндра 3;1 - плечо силы, равное расстоя нию между осями штока б игидроцилиндра 3Величина Г вертикального усилия на буровой инструмент определяется по Формуле2 2 фгде Р - давление жидкости в полос"2ти 5, фиксируемое манометром 16; 35 40 45 Составитель Л,КлимовТехред М.Дидык КорректорО,Кравцова Редактор Т,Парфенова Подписное Тираж 789 Заказ 8092/49 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул, Гагарина, 1 О 5 153284 9 и Фиксируется манометром 16. Враще-. нием патрона бурового станка поворачивают шток 6 относительно основания 1, Упор 7 воздействует на плунжер (не показан) гидроцилиндра 3, Это вызывает изменение давления жидкости в гидроцилиндре 3, которое по каналу 13 передается в круговую проточку 8 и фиксируется манометром 15 1 О Сальники 22 и 23 препятствуют выходу жидкости, При вращении штока б упор 7 давлением на плунжере гидроцилиндра 3 вызывает вращение связанного с ним основания 1, в то время как втул ка 10 остается неподвижной, что обеспечивается рукояткой 25, которая может скользить сверху вниз вдоль мачты (не показана) бурового станка по мере погружения бурового инструмента, Промывочная жидкость или сжатый воздух для промывки или продувки скважины подается в буровые штанги по магистрали 19, шлангу 20 и переходнику 17. Величину И крутящего мо мента определяют по давлений жидкости в гидроцилиндре 3, которое фиксируется манометром 15 с учетом размера упора 7, т,е, расстояния между осями штока 6 и гидроцилиндра 3 по 30 формулеМ Р Х1 ф 4 6Я - площадь дополнительного2плунжера 4,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно определять величину крутящего моментаи величину вертикального усилия набуровой инструмент, что необходимодля оценки прочности грунтов.ОбеспЕчение промывки или продувки скважиныпри бурении увеличивает надежностьработы устройства,ф о р и у л а и з о б р е т е н и я 1, устройство для определениясопротивления срезу грунта в процессе вращательного бурения, содержащее основание с установленным нанем гидроцилиндром с плунжером,соединенным со штоком, на цилиндрическойповерхности которого выполнена круговая проточка, соединенная каналом,выполненным в теле штока, с гидроцилиндром, установленную с уплотнениемна штоке поверх проточки втулку сотверстием и подсоединенный к последнему манометр, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей путемобеспечения определения вертикальныхусилий на буровой инструмент, оноснабжено дополнительным манометроми закрепленным на основании с возможностью осевого вращения дополнительным плунжером, установленным вполости, выполненной в штоке и соединенной дополнительным каналом,выполненным в теле штока, с дополнительной круговой проточкой, выполненнойна цилиндрической поверхности штокапод втулкой, которая выполнена сдополнительным отверстием, соединенным с дополнительным манометром,2Устройство по п, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено магистралью для промывочной жидкости,