Устройство для отбора проб грунта из буровых скважин

(23) П риоритетОпубликовано 30.0182, Бюллетень МДата опублмкования описания 30,01. 82(51)М. Кл. Е 21 В тт 9/02 11 кудэрстввиай конитет СИР эо делан иаееретеиий и аткрытий.А,Алек Всесоюзный ордена Ленина проектно-из(5) УСТРОЙСТВ и обрат- в верхю трутью вра и грунтонные в 23. о. и 203 Изобретение относится к буровому ,делу, в частности к устройствам для отбора из буровых скважинобразцов песчано-глинистых грунтов с целью исследования их физико-механических свойств.Известен грунтонос для отбора образцов грунтов, включающий стакан с гоунтоприемным башмаком, обратный клапан, смонтированный в верхней части стакана, и колонковую трубу, установленную с воэможностью вращения относительно стакана(11.Известное устройство обладает теми недостатками, что обратный кла" пан расположен в верхней части стакана, грунтоприемная часть не гарме" тизирована по разъему, а конструкция стакана не обеспечивает извлече ние образца без нарушения структуры грунта и его влажности.Известно также устройство для от" бора проб грунта из буровых скважин, включающее стакан с закрепленным на ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА ИЗ БУРОВЫХВАЖИН нем грунтоприемным башмаком ным клапаном, смонтированны ней части стакана, колонков бу, установленную с возможнос щения относительно стакана, приемные обоймы, эафиксиров стакане распорным элементом Недостаток известного устройства заключается в том, что обратний клапан смонтирован на верхней части стакана, а грунтоприемные обоймы размещены в нижней его части, в результате чего над поверхностью образца остается свободное незаполненное пространство. Объем этого свободног пространства может изменяться в эав симости от высоты отбираемого образца, которая, в свою очередь, определяется способностью данного грунта противостоять деформациисжатия, возникающей от сил трения относительно стенок грунтоприемной части при входе в нее образца.3 90118Для удержания образца от выпадания используется разрежение в пространстве между обратным клапаном и поверхностью образца за счет увеличения первоначального объема этого5 пространства при смещении стакана вверх относительно образца в процессе извлечения, грунтоноса из грунта.В известном грунтоносе из-за большого объема пространства между обратным клапаном и образцом не обеспечивается образование требуемого разрежения под обратным клапаном при минимальном смещении образца вниз.Другой недостаток известного грунтоноса состоит в том, что его грунтоприемная часть не герметизиро" вана в местах сопряжения грунтоприемных обойм со стенками стакана и по торцам, а гладкая внутренняя. поверхность грунтоприемной части не способствует удержанию в ней образца.Цель изобретения - повышение качества отбираемых образцов слабопластичных или водонасыщенных грунтов с сохранением естественной структуры грунта и его влажности.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено герметизирующим грунт элементом, выполненным в виде эластичного водонепрояицае" мого рукава, продетого между торцами грунтоприемных обойм и нижний конец которого размещен внутри баш" мака, а верхний сопряжен с обратным клапаном, причем обоймы выполнены конусными по внутренней поверхности и размещены по всей высоте стакана основанием конуса в направлении башмака, а обратный клапан установлен40 свободно между торцами смежной пары обойм. Грунтоприемные обоймы 3 выполненыконусными по внутренней поверхностии установлены в стакане основаниемконуса, обращенным к башмаку 2,Устройство работает следующим об"разом.До начала сборки устройстваопытным путем определяется оптимальная глубина вдавливания стакана в грунт, при которой не происходит в образце деформации сжатия.Соответственно выбранной глубиневдавливания стакана подбираетсятребуемое число грунтоприемных обойм3, через торцы которых последовательно пропускается водонепроницаемыйрукав 6 с расчетом, чтобы нижнийкрай рукава выходил внутрь нижнейобоймы, а верхний - наружу верхнейобоймы.Грунтоприемная часть обоймы срукавом 6 вкладывается в полукорпус стакана 1 вместе с клапаном 5,сопрягающимися с торцом верхней обоймы, при этом все обоймы грунтоприемной части располагаются основаниемвнутреннего конуса в направлении кбашмаку 2,Далее за клапаном 5 укладывается оставшаяся част ь грунтоприемныхобойм 3 и распорный элемент 4, посред"ством которого весь комплект грунто"приемных обойм с клапаном распирается относительно дна стакана 1 и бв, мака 2. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - вид грунто 145 приемной части, разрез.Устройство фиг.1 и 2) включает стакан 1, разделенный вдоль на два полукорпуса, к одному из которых закреплен грунтоприемный башмак 2, Внутри стакана по всеи его высотем 50 размещен комплект грунтоприемных обойм 3, распорное устройство 1 и обратный клапан 5, установленный между торцами смежных грунтоприемных обойм с возможностью перестановки его по отношению к башмаку 2 на высоту отбираемого образца, кратную высоте одной обоймы. 94Между торцами грунтоприемныхобойм, расположенных ниже клапана 5,продет рукав 6 из водонепроницаемой пленки, нижний край котороговыпущен внутрь башмака 2, а верхнийсопряжен с обратным клапаном 5.Стакан 1 посредством пальца 7соединен с регулировочным устройством 8 и опорным подшипниковым узлом 9, который сопряжен с переходником 10 колонковой трубы 11, болтами12.Колонковая труба может быть выполнена гладкой или со шнековой спиралью и снабжена коронкой 13,Башмак 2 стакана 1 снабжен ребрами 11, служащими для стабилизациистакана от проворота при вращенииколонковой трубы 11. Распорный элемент 1 сопряжен с торцом верхнейгрунтоприемной обоймы 3 и дном стакана 1 и выполнен в виде плоской крышки с винтовой парой.Ь 901 й 896Опережение башмака 2 относитель- укладывается в горизонтальное положе"но коронки 13 колонковой трубы 11ниеустанавливается с помощью регули- При снятии верхнего полукорпусаровочного узлаовочного узла 8. стакана 1 открывается доступ к грунКомплект обойм закрывается вторымтоприемным обоймам 3, которые расчлеполукорпусом и в сборе соединяется няются тонким ножом. Обоймы с образпальцем 7 с регулировочным узлом 8 цами грунтов поступают на исследоваи опорным подшипниковым,узлом 9, ние в приборах.закрепленным в переходнике 10 колон- Технико-экономический эффект отковои тру ы , и олтамиб 11 болтами 12 1 О использования изобретения достигаетУстройство в сборе опускается на ся за счет повышения качества отбираебурильных трубах к зачищенному забою ььх образцов грунтов, снижения трудоскважины и с вращением углубляется затрат и стоимости работ.в грунт на строго заданную глубину, Повышение качества отбираемыхпри этом происходит вдавливание 1 ь образцов грунтов дает возможностьбашмака в грунт без вращения, эа счет повысить достоверность и полнотустабилизации его ре рамиго ебр ами 1 М инженерно- геологических исследоваОбразец грунта, Формуемый острой ний, а следовательно, и рациональкромкой башмака 2, входит в грунтопри- ность и эффективность проектныхмемную часть устройства, при этом щ решении,выпущенный внутрь нижний край рукава 6 прижимается к стенкам обойм 3 Экономический эффект получени способствует более свободному при снижении объема работ по отборуперемещению образца вследствие малого проб в каждой скважине за счет больрунта по пленке Б шей надежности устройства и уменьПо извлечении устройства из грун- щения, в связи с этим, числа нерета происходит некоторое смещение ста- зультативных попыток отбора образца.кана 1 вверх относительно образца,в результате чего обратный клапан 5закрывается и под ним образуется раз- зо Формула и зобрет ениярежение, способствующее удержаниюУстройство для отбора проб грунтаиз буровых скважин, включающее стаего отрыве от массива.Поскольку объем свободного прост-. кан с закрепленным на нем грунтоприем"ным башмаком и обратным клапаном,ранства под клапаном минимальныи, ным башма оков ю т б установленную саз ежение достигается при небольшом колон у ру у,перемещении образца относительно грун- возможность ращью в ения относительностакана, и грунтоприемные обойме,топриемных обойм.При этом перемещение и под дейст- зафиксированные в стакане распорнымвием массы самого образца происходит 40 элементо ,элементом о т л и ч а ю щ е е с ятем что, с целью повышения качестнои его частичсоответственно Форме ва отбираемых р цх об аз ов слабопласнезначительная деформация периферии- тем,расточек обойм тичных или .водонасыщенных рурасточек о ойм . енных г нтоввнутренних конических расточек о оймс сохранением естественной струк"по всей высоте грунтоприемной части,т ры грунта и его влажности, оночто способствует удержанию образца 4 У рув устройстве при его подъеме из скодъеме из сква" снабжено герметизирующим грунтэлементом, выполненным в виде эласй кава б при переме- тичного водонепроницаемого рукава,о меж торцами грунтопри"щении. образца относительно обойм продетого между торцемных обойм и нижний конец которогообразует складки, также удерживающиейт ойстве, размещен внутри башмака, а верхниобразец в устройстве,об атным клапаном,В процессе отрыва образца и его сопряжен с о ркав 6 обеспе- причем обоймы выполнены конуснымиподъеме из скважины рукав еспести и разчивает герметизацию грунтоприемнои . по внутренней поверхности имещены по всей высоте стакана осчасти.нованием конуса в направлении башПосле подъема устройства на поверх- нованиеммака, а обратный клап ан уст ановленность стакан 1 отсоединяется от ко- м к,члонковои тру ы пуб тем вывинчивания свободно между торцами смежноиболтов 12 и извлечения пальца 7 и пары обойм.901489 НИИПИ Зама ираж 623 П 3 н Филиал ППП Пат г.ужгород, ул,П ктная Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1, Сулакшин С.С. Современные способы и средства отбора проб