Пробоотборник для отбора газовых проб

(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОТБОРА ГАЗОВЫХ ПРОБ Изобретение относится к техникебурения скважин вмягких породах с последующим отбором газов подпочвенной атмосферы и может быть использовано при поисках месторождений полезных ископаемых.Известен пробоотборник, содержащий штангу, цилиндрический грунтоприемный стакан, шток с коническим поршнем (наконечником). На наружной поверхности грунтоприемного стакана закреплена полая трубка для. уменьшения усилия при отрыве образца от забоя скважины 11.Указанный пробоотборник предназначен для отбора образцов грунта и5 принципиально может быть использован для отбора газовых проб, Однако в последнем случае производительность отбора будет низкой; так как газ, содержащийся в грунте, будет отсасы-,26 ваться лишь через небольшую площадь торца образца, поступающего во внутренний цилиндр. Кроме того известно,2что бурение с отбором образцов грунта имеет низкие технико-экономические показатели по сравнению с бурением сплошным забоем.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является пробоотборник для отбора газовых проб, содержащий наконечник, пику, штангу с клиньями и отсасывающим штуцером и вибромеханиэм 2.Хотя пробоотборник предназначен для углубления в грунт вручную, прин" ципиально его можно применить для отбора газов с большей глубины (3- 5 м), используя для этого вибромеханиэмы (вибраторы, вибромолоты). Известно, что последние являются наиболее эффективным техническим средством бурения неглубоких скважин в мягких породах.Однако известный пробоотборник при отборе газовых проб из малопроницаемых грунтов (например олины)30 С боковой поверхностью наконечника 1 сопрягаются две конусные втулки 8. На конусной поверхности последних размещены раэреэные конические шайбы 9, выполненные из прочного пружинного материала и имеющие острые режущие кромки,Верхний торец штанги 3 приварен к головке 1 О, имеющей осевой 11 и радиальные 1,2 каналы и резьбу для присоединения к вибровозбудителю буровой установки. В радиальный канал головки вставлен и заварен штуцер 13, с которым соединяется шланг 14 наземной системы пробоотбора. 45 з 5055 не может обеспечить высокую производительность. Объясняется это тем, что толщина уплотненного грунта при вибрационном бурении достигает 18-20 мм. Уплотненный в стенки скважины слой5 резко снижает проницаемость грунта, Результаты опытов свидетельствуют что время углубления пробоотборника вибромолотом в плотные глины на глубину 3 м составляет 1-2 мин, а время отбора газовой пробы - 5-7 мин.Цель изобретения - повышение производительности отбора газовых проб из малопроницаемых грунтовПОставленная цель достигается тем, что пробоотборник для отбора газовых проб, содержащий наконечник, пику, штангу с каналами и отсасывающим штуцером и вибромеханиэмом снабжается онусными втулками и установ 20 ленными на нижней торцевой части штанги разрезными коническими шайбами с режущими кромками, сопряженными с конусными втулками, возможна уста-. новка разрезных конических шайб и .25 на наконечнике.а фиг. представлен пробоотборник в начальный момент заглубления в грунт, продольный разрез; на фиг.2- разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - пробоотборник в момент забора газовой пробы.ЬПробоотборник имеет наконечник с осевым каналом 2, который крепится на резьбе к штанге 3. С конусным торцом наконечника сопрягается пика 4, 35 которая цилиндрической частью входит в осевой канал наконечника, В пике выполнены радиальные 5 каналы. В торцевую часть пики эапрессована втулка 6, взаимодействующая с пружиной 40 7, размещенной в цилиндрической полости штанги 3. Пробоотборник под действием виброударных (вибрационных) импульсов, создаваемых вибровоэбудителем (не показано), погружается в грунт. Реакция последнего сжимает пружину 7, обеспечивая плотный контакт пики 4 с наконечником 1. При углублении пробоотборника. разреэные шайбы 9, перемещаясь по конусной поверхности втулок, занимают верхнее (к устью скважины) положение; их поперечный размер равен диаметру наконечника.Упругость уплотненного слоя грунта обеспечивает плотный контакт последнего с режущими кромками разрезных шайб 9,После проходки скважины на заданную глубину пробоотборник лебедкойбуровой установки приподнимают надзабоем.Устройство работает следующим.образом.Уплотненный слой грунта, взаимодействуя с режущими кромками разрезных конических шайб 9, сдвигает последние по конусной поверхности втулок8 вниз (к забою скважины). Шайбы 9,перемещаясь вниз, своими режущими кромками срезают уплотненный слой грунтасо стенок скважины. Толщина последнего равна полуразности диаметров шайб9, находящихся в нижнем положении(на заплечиках конусных втулок 8)и размеров шайб в верхнем (к устьюскважины) положении. Срезаемый грунтрасполагается в пространстве междустенками скважины и наружной поверхностью конусных втулок 8, способствуякачественной герметизации призабойного пространства скважины. Одновременно с процессом срезания уплотненного грунта пружина 7 выталкиваетпику 4, радиальный и осевой каналыпоследней через штангу 3. Каналы головки 10, штуцер 13 соединяют призабойное пространство скважины сназемной системой пробоотборникаВ последней осаждается разряжение, поддействием которого газы из призабойного пространства скважины поступаютв приемную емкость.Пробоотборник позволяет в значительной степени восстановить естественную проницаемость пород при отборе проб газа, Объясняется это тем,что величина уплотненного слоя грунта, достигающая при бурении с уплотнением пород (вибрационное, статическим задавливанием) 18-20 мм, уменьшает868432 6чповышения производительности отборагазовых проб из малопроницаемых грунтов, он снабжен конусными втулкамии установленными на нижней торцевойчасти штанги или наконечнике разрезными коническими шайбами с режущимикромками, сопряженными с кону.нымивтулками. ся до 5-6 мм при использовании резания (обуривания) уплотненного слоя.Кроме того, пробоотборник прост поконструкции и заглубляется в грунтвибромеханизмами - наиболее эффективным техническим средством бурениямелких скважин в мягких породах. Формула изобретения 1 О 1 Пробоотборник для отбора газовых проб, содержащий наконечник, пику, штангу с каналами, и отсасывающим штуцером и вибромеханизм, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 421906, кл. С 01 й 1/О 4, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 15 Ф 519619, кл. С О 1 й 21/22, 1972.