Гидростатический пробоотборник

 

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК , содержащий колонковую трубу с режущим наконечником и крышкой, через центральное отверстие которой пропущен полый шток, жестко связанный в своей нижней части с поршнем , в верхней части - с тормозным диском, в поршне выполнены каналы, сообщающие полость, образованную наружной поверхностью штока и внутренней стенкой керноприемной трубы, заполненной рабочей жидкостью, с. внутренней полостью штока посредством золотника, выполненного с кольцевым каналом и связанного с контактной пятой, и опорное основание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы пробоотборника за счет возможности автоматического выбора режима внедрения, поршень снабжен клапанным устройством и выполнен с дополнительным каналом, при этом дополнительный канал и канал, сообщаюi щийся с полостью штока, расположены с возможностью раздельного подклюko чения к кольцевому каналу золотника, шток снабжен разделительным поршнем, установленным во внутренней полости, пробоотборник снабжен шариковыми фиксаторами, установленными на золотнике и у опорного основания, а контактная пята выполнена с конус00 00 ным наконечником. ел О) ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 1/02 (21) 3739375/23-26 (22) 10.05.84 (46) 30.10.85. Бюл. ¹ 40 (71) Всесоюзное морское научнопроизводственное объединение "Союэморинжгеология" (72) Д.Д. Шепилов (53) 543.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №257858,,кл. G 01 N 1/02, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 941877, кл. G 01 N 1/02, E 21 В 49/02, 1982. (54) (57) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК, содержащий колонковую трубу с режущим наконечником и крышкой, через центральное отверстие которой пропущен полый шток, жестко связанный в своей нижней части с поршнем, в верхней части — с тормозным диском, в поршне выполнены каналы, сообщающие полость, образованную наружной поверхностью штока и внутÄÄSUÄÄ 11885 ренней стенкой керноприемной трубы, заполненной рабочей жидкостью, с. внутренней полостью штока посредством золотника, выполненного с кольцевым каналом и связанного с контактной пятой, и опорное основание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы пробоотборника эа счет BOsM0E ности автоматического выбора режима внедрения, поршень снабжен клапанным устройством и выполнен с дополнительным каналом, при этом дополнительный канал и канал, сообщающийся с полостью штока, расположены с воэможностью раздельного подключения к кольцевому каналу золотника, шток снабжен разделительным поршнем, установленным Во внутренней полости, пробоотборник снабжен шариковыми фиксаторами, установленными на золотнике и у опорного основания, а контактная пята выполнена с конусным наконечником.

Пробоотборник работает следующим 50 образом.

Первоначально полость 8 заполняется водой, разделич ельный поршень

16 при этом предотвращает ее перетекание по каналам 7 и 10 в полость 55

11 за счет трения в своем уплотнении, золотник 14 при этом установлен в нижнее положение. Затем

1 118856

Изобретение относится к отбору проб, в частности к пробоотборникам донного грунта, использующим для внедрения гидростатического давления воды на глубине погру- 5 .жения пробоотборника.

Цель изобретения — повышение эффективности работы пробоотборника за счет возможности автоматического выбора режима внедрения (гидро- 10 статического или вибрационного).

На чертеже изображен гидростатический пробоотборник перед срабатыванием, разрез.

Гидростатический пробоотборник 15 состоит из колонковой трубы 1 с ре» жущим наконечником 2 и крышкой 3 с уплотнением, через центральное отверстие которой пропущен полый шток 4, жестко связанный в своей 20 нижней части с поршнем 5, в верхней части — с тормозным диском 6. В поршне 5 выполнены каналы: 7 — сообщающий полость 8 с кольцевым каналом 9 золотника; 10 — сообщающий внутреннюю полость 11 штока с кольцевым каналом золотника 9, 12— сообщающий клапанное устройство 13 с отверстием в верхней части с золотником 14, связанным с контактной 30 пятой 15, выполненной в виде конусного наконечника. Во внутренней полости 11 штока 4 установлен разделительный поршень 16 с уплотнением, а на поршне 5 с уплотнением установлено клапанное устройство 13, включающее в себя конический клапан

17 с пружиной 18, регулировочную гайку 19. Золотник 14, в нижней части которого установлена контакт- 40 иая пята 15, запирается в крайних положениях шариковым фиксатором 20, а центральное отверстие 21 сообщает полость 22 с окружающей средой.

Установка пробоотборника на дно 45 осуществляется на опорное основание

23, верхнюю часть которого запирают шарики 24. пробоотборник опускается на дно, удерживаясь от срабатывания шариками 24, запертыми верхней частью опорного основания 23. Первым дна касается конусный наконечник 15, который в случае значительного сопротивления исследуемого грунта, например песка, остается на месте, а колонковая труба 1 и основание 23 по инерции продолжают движение.

При этом происходит взаимное перемещение золотника 14 и поршня 5 до установки шарикового фиксатора 20 в нижнюю впадину на золотнике 14.

Каналы 7 и 12 сообщаются между собой через кольцевой канал 9 на золотнике 14, а канал 10 перекрыт.

Затем дна касается опорное основание 23, отпирая своей верхней частью шарики 24, при этом поршень

5 со штоком 4 получают возможность перемещения относительно колонковой трубы 1 под действием гидростатического давления. Вода из полости 8 начинает поступать по каналу 7, через кольцевой канал 9 золотника 14 и канал 12 к нижней части конического клапана 17. Возросшее давление под клапаном 17 открывает

его, сжав пружину 18, затяжка которой задается регулировочной гайкой

19 таким образом, чтобы клапан 12 вышел за пределы равновесного положения. Это приводит к увеличению проходного сечения клапана 17, вызывая .падение давления под ним, а вместе с возросшей затяжкой пружины 18 приводит к закрытию клапана

17. Пропущенная через клапан 17 вода перемещает разделительный поршень 16 на некоторое расстояние вверх. Затем процесс повторяется с частотой автоколебаний, которая зависит от размеров проходных сечений каналов 7 и 12, внешнего гидростатического давления, массы клапана 17, его размеров, жесткости пружины 18.

В соответствии с колебаниями клапана 17 и в зависимости от его пропускной способности уменьшается количество жидкости в полости 8, при этом происходит постепенное перемещение колонковой трубы 1 относительно поршня 5 и штока 4, заторможенных тормозным диском 6. При этом приложение задавливающего усилия вибрационное, соосное с центральной осью пробоотборника, что существенно уменьшает трение колонковой трубы 1 о грунт.

В случае незначительного сопротивления исследуемого грунта взаимного перемещения золотника 14 и поршня 5 не происходит, поэтому при отпирании шариков 24 верхней частью опорного основания 23 под действием гидростатического давления начинается взаимное перемещение колонковой трубы 1 и поршня 5 со штоком 4. При этом вода перетекает по каналу 7, через кольцевой

4 канал 9 золотника 14 и далее по каналу 10 в часть внутренней полости 11 штока 4 под разделительным поршнем 16, поднимая его по мере

5 поступления воды и минуя клапанное устройство 13. Колонковая труба 1 внедряется в грунт, вырезая пробу эа один проход. Такой способ отбора пробы наиболее благоприятен для глинистых отложений, так как обеспечивается минимальная нарушенность керна при большой глубине внедрения пробоотборника.

ВНИИПИ Заказ 6734/42 Тираж 896 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4