Устройство для отбора проб грунта из буровых скважин

 

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свна-ву(22) Заявлено 09. 06. 80 (21) 2938969/22- 03 с присоединением эаявкн №вЂ” (23) Il риоритет

Опубликовано 30. 01 ° 82, Бюллетень ¹ 4

Дата опублмкования"описания 30.01. 82 (51)М. Кл.

Е 21 В 49/02 а1кудэретввииьй комитет

СИР ао делан иаееретеиий и аткрытий (53) УДК 622.243..64(088.8) (72) Авторы изобретения

Д.А. Алексеев, Б.А. Бржозовский, С. Н. Г

Всесоюзный ордена Ленина проектно-из т I м-. и научно-исследовательский институт "Гйдропрстектт" ии. С.Я.Жука (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА ИЗ БУРОВЫХ

СКВАЖИН

Изобретение относится к буровому ,делу, в частности к устройствам для отбора из буровых скважин образцов песчано-глинистых грунтов с целью исследования их физико-иеханических свойств.

Известен грунтонос для отбора образцов грунтов, включающий стакан с гоунтоприемным башмаком, обратный клапан, смонтированный в о верхней части стакана, и колонковую трубу, установленную с воэможностью вращения относительно стакана (1J.

Известное устройство обладает теми недостатками, что обратный клат5 пан расположен в верхней части стакана, грунтоприемная часть не гериетизирована по разъеиу, а конструкция стакана не обеспечивает извлече ние образца без нарушения структуры грунта и его влажности.

Известно также устройство для. отбора проб грунта из буровых скважин, включающее стакан с закрепленным на

2 нем грунтоприеиным башмаком и обратным клапаном, сионтированным в верхней части стакана, колонковую трубу, установленную с возможностью вращения относительно стакана, и грунтоприемные обоймы, зафиксированные в стакане распорныи элементом(23.

Недостаток известного устройства заключается в том, что обратний клапан сионтирован на верхней части стакана, а грунтоприеиные обоймы размещены в нижней его части, в результате чего над поверхностью образца остается свободное незаполненное пространство. Объем этого свободного . пространства может изменяться в эави» симости от высоты отбираеиого образца, которая, в свою очередь, апределяется способностью данного грунта противостоять деформации сжатия, возникающей от сил трения относительно стенок грунтоприемной части при входе в нее образца.

3 90148

Для удержания образца от выпадания используется разрежение в пространстве между обратным клапаном и поверхностью образца за счет увеличения первоначального объема этого

5 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 герметизирована 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 водонепрояицаемого 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 установлен

40 свободно между торцами смежной пары обойм.

Грунтоприемные обоймы 3 выполнены конусными по внутренней поверхности и установлены в стакане основанием конуса, обращенным к башмаку 2.

Устройство работает следующим образом.

До начала сборки устройства опытным путем определяется оптимальная глубина вдавливания стака« на в грунт, при которой не происходит в образце деформации сжатия.

Соответственно выбранной глубине вдавливания стакана подбирается требуемое число грунтоприемных обойм

3, через торцы которых последовательно пропускается водонепроницаемый рукав 6 с расчетом, чтобы нижний край рукава выходил внутрь нижней обоймы, а верхний - наружу верхней обоймы.

Грунтоприемная часть обоймы с рукавом 6 вкладывается в полукорпус стакана 1 вместе с клапаном 5, сопрягающимися с торцом верхней обоймы, при этом все обоймы грунтоприемной части располагаются основанием внутреннего конуса в направлении к башмаку 2.

Далее за клапаном 5 укладывается оставшаяся часть грунтоприемных обойм 3 и распорный элемент 4, посред" ством которого весь комплект грунтоприемных обойм с клапаном распирается относительно дна стакана 1 и баш, мака 2.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - вид грунто1

45 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 высоте с 50 размещен комплект грунтоприемных обойм 3, распорное устройство 4 и обратный клапан, установленный между торцами смежных грунтоприемных обойм с возможностью перестановки его по отношению к башмаку 2 на высоту отбираемого образца, кратную высоте одной обоймы.

4

Между торцами грунтоприемных обойм, расположенных ниже клапана .5, продет рукав 6 из водонепроницаемой пленки, нижний край которого выпущен внутрь башмака 2, а верхний сопряжен с обратным клапаном 5.

Стакан 1 посредством пальца 7 соединен с регулировочным устройством 8 и опорным подшипниковым узлом 9, который сопряжен с переходником 10 колонковой трубы 11, болтами

12.

Колонковая труба может быть выполнена гладкой или со шнековой спиралью и снабжена коронкой 13. башмак 2 стакана 1 снабжен ребрами 14, служащими для стабилизации стакана от проворота при вращении колонковой трубы 11. Распорный элемент 4 сопряжен с торцом верхней грунтоприемной обоймы 3 и дном стакана 1 и выполнен в виде плоской крышки с винтовой парой.

5 901489

Опережение башмака 2 относитель- укладывается в горизонтальное положе- но коронки 13 колонковой трубы 11 ние устанавливается с помощью регули- При снятии верхнего полукорпуса ровочного узла овочного узла 8. стакана 1 открывается доступ к грунКомплект обойм закрывается вторым топриемным 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 от ковои тру ы, и олтами

6 11 болтами 12 >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 отбираемых при этом происходит вдавливание >s образцов грунтов дает возможность башмака в грунт без вращения, эа счет повысить достоверность и полноту стабилизации его ре рами . го ебр ами 14 инженерно- геологических исследоваОбразец грунта, формуемый острой ний, а следовательно, и рациональкромкой башмака 2, входит в грунтопри- ность и эффективность проектных емную часть устройства, при этом щ решении. выпущенный внутрь нижний край рукава 6 прижимается к стенкам обойм 3 Экономический эффект получен и способствует более свободному при снижении объема работ по отбору перемещению образца вследствие малого проб в каждой скважине за счет больрунта по пленке шей надежности устройства и уменьПо извлечении устройства из грун- шения, в связи с этим, числа нерета происходит некоторое смещение ста- эультативных попыток отбора образца, кана 1 вверх относительно образца, в результате чего обратный клапан 5 закрывается и под ним образуется раз- зо Формула и зобрет ения режение, способствующее удержанию

Устройство для отбора проб грунта из буровых скважин, включающее стаего отрыве от массива.

Поскольку объем свободного прост-. кан с закрепленным на нем грунтоприем" ным башмаком и обратным клапаном, р нства под клапаном минимальныи, з> м 6аи а о ков ю т б установленную с аз ежение достигается при небольшом колон у ру У, перемещении образца относительно грун- возможность ращ ью в ения относительно стакана, и грунтоприемные обойм, топриемных обойм.

При этом перемещение и под дейст- зафиксированные в стакане распорным вием массы самого образца происходит 4в элементо, элементом о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения качестнои его части соответственно Форме ва отбираемых р ц х об as ов слабопласнезначительная деформация периферии- тем, расточек обойм тичных или .водонасыщенных ру расточек о ойм . енных г нтов внутренних конических расточек о ойм с сохранением естественной струк" по всей высоте грунтоприемной части, т ры грунта и его влажности, оно что способствует удержанию образца 4 Ур ру в устройстве при его подъеме из ск одъеме из сква" снабжено герметизирующим грунт элементом, выполненным в виде эласй кава б при переме- тичного водонепроницаемого рукава, о меж торцами грунтоприщении. образца относительно обойм продетого между торц емных обойм и нижний конец которого образует складки, также удерживающие и т ойстве, размещен внутри башмака, а верхни образец в устройстве, об атным клапаном, В процессе отрыва образца и его сопряжен с о р кав 6 обеспе- причем обоймы выполнены конусными подъеме из скважины рукав еспести и разчивает герметизацию грунтоприемнои . по внутренней поверхности и мещены по всей высоте стакана осчасти. нованием конуса в направлении башПосле подъема устройства на поверх- нованием мака, а обратный клапан установлен ность стакан 1 отсоединяется от ко- м K лонковои тру ы пу б тем вывинчивания свободно между торцами смежнои болтов 12 и извлечения пальца 7 и пары обойм.

901489

4Ью iñ

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Сулакшин С.С. Современные способы и средства отбора проб

8 полезных ископаемых, И., "яедран, 1970, с. 157, рис. 54, 2, Там же, с. 158, рис.556 (прототип) .. ВНИИПИ Заказ 12323/33

Тираж 623 Подписное

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