Устройство для отбора проб породы Советский патент 1984 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для отбора образцов породы из буровых скважин.

Известно устройство для отбора образцов породы, содержащее перемещения анкера и грунтоноса в зиде гидроцилиндров (1.

Недостатком устройства является необходимость применения гидравлического При вода для задавливания грунтоноса и закрепления корпуса в скважине, что снижает надежность и усложняет конструкцию устройства, а попадание масла из гндроцилиндров на забой скважины искажает достоверность физико-химических свойств отобранных проб. Известно устройство с механическими системами задавливания и закрепления в скважине, содержащее подъемный трос, связанный с тяговым шкивом, штангу с грунтоносом и упорным щкивом, анкер с рычажными распорами и шкивами на под- , вижном относительно штанги кольце, бло- . кирующее анкер разъемное соединение, а также механизм перемещения грунтоноса и анкер в виде трособлочной системы с замкнутой петлей, огибающей внутренней стороной шкивы кольца и тяговый шкив, а наружной - упорный шкив штанги 2.

Недостаток известного устройства - трудоемкость его установки в глубоких скважинах и шурфах, так как его анкер должен быть размещен для возможности переоснастки тяговой замкнутой петли в устьевой части скважины, а штанга гпунтоноса, длина которой должна быть равной глубине скважины, выполняется сборной на резьбовых соединениях, что приводит к длительным и трудоемким операциям.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости отбора проб из скважин и шурфов.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для отбора проб породы, содержащем подъемный трос, связанный с тяговым шкивом, щтгнгу с грунтоносом и с упорным шкивом, анкер с распорами и шкивами на подвижном относительно I :танги кольце, блокирующее анкер разъемное соединение, а также механизм перемещения грунтоноса и анкера в виде трособлочной системы с замкнутой петлей, огибающей внутренней стороной шкивы кольца и тяговый шкив, а наружной - упорный шкив штанги, блокирующее анкер разъемное соединение выполнено в виде автостропа со связанной с тяговым шкивом грузозахватной вилкой и со связанной с упорным шкивом штанги грузоподъемной стойкой, при этом трособлочная система выполнена с дополнительной замкнутой петлей и с дополнительной группой шкивов, симметрично размещенных по обе стороны автостропа.

На фиг. I изображено предложенное устройство, общий вид, на правой части проекции - анкерный механизм устройства в заякоренном положении; на фиг. 2 - разъемное соединение в виде автостропа; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1.

Устройство для отбора проб породы содержит грунтонос 1, жестко закрепленный на штанге 2, которая в своей верхней части имеет также жестко закрепленный упорный шкив 3 на оси 4. Устройство подвешено на подъемном тросе 5 посредством оси б и снабжено тяговым щкивом 7 на оси 8. Подъемный трос 5 и штанга 2 взаимодействуют друг с другом через разъемное соединение - автостроп 9, блокирующий аНкер устройства. Анкер устройства содержит ряд подвижных колец 10, II и 12, при этом каждые два

S соседних кольца снабжены распорами-рычагами 3 и 14, щарнирно соединенными между собой и соседними кольцами. На нижнем Кольце 12 на кронштейнах 15 установлень1 шкивы 16. Шкивы 3, 7 и 16 расположены попарно и симметрично по обе стороны автостропа и их огибают две тяговые замкнутые петли 17, состоящие каждая из наружной ветви 18 и внутренней ветви 19. Ниже анкерного механизма на штанге 2 жестко закреплен от осевого перемеш.ения

защитный диск 20, а в средней части штанги 2 имеется бурт 21, взаимодействующий при осевом перемещении штанги с верхним утяжеленным кольцой 10.

Автостроп 9 в свою очередь cocToir из двух щек 22, скрепленных между собой и

0 с тяговым шкивом 7 осями 6, 8 и 23, при этом на оси 23, установленной в нижней части щек 22, размещена грузозахватная вилка 24 с симметричными между собой верхней и нижней частью. Посадка вилки 24 на ось 23 выполняется с натягом таким образом, чтобы вращение вилки 24 происходило только с приложением усилия, равным 2-10 кг. Штанга 2 и шкив 3 на оси 4 скреплены с грузоподъемной стойкой 25, верхняя часть которой выполнена коробчатой (фиг. 3

; и служит направляющей для щек 22. В стойке 25 имеются оси 26, 27 и упор 28.

Устройство для отбора проб породы из скважины работает следующим образом.

Устройство опускают в исследуемую скважину на тросе 5, при этом штанга 2 подвешена к тросу 5 при помощи вилки 24, которая находится в положении 29 и своей верхней частью захватывает ось 26. Тяговая петля 17 ослаблена.

FpyHtoHOc I устанавливают на забой скважины и ослабляют подъемный трос 5. При этом щеки 22 с подсоединенными жестко к ним деталями опускаются под действием собственного веса, вилка 24 осью 27 и упором 28 переводится в горизонтальное по ложение. При последующем натяжении троса 5 щеки 22 перемещаются вверх, и вилка 24 при помощи оси 26 переводится в вертикальное положение, а щеки 22 получают возможность дальнейшего движения вверх до натяжения тяговой петли 17. В первоначальный момент натяжения петли 17 штанга 2 с грунтоносом 1 и верхнее утяжеленное кольцо 10 остаются на месте, а кольца II и 12 начинают двигаться вверх, складывая рычаги между кольцами, тем самым производя распор анкера в скважине (положение анкера на правой части проекции фиг. 1). При дальнейшем натяжении троса 5 шкивы 16 анкера остаются на месте (анкер заякорен в стенки скважины), а усилие натяжения троса 5 передается на шкив 3 и производится задавливанне грунтоноса I в забой скважйны, при этом рычаги 13 и 14, внедренные в стенки скважнны, воспринимают на себя реактивное усилие от задавливания грунтоноса в исследуемый пласт породы. После внедрения грунтоноса I в забой скважины натяжение троса 5 ослабляют, подвижная часть автостропа (щеки 22 с закрепленными на них. деталями) под дрйствием собственного веса опускается опять в крайнее нижнее положение, при этом вилна 24 переводится в положение 30. Затем тросу 5 опять сообщают натяжение, вилка 24 перемещается вверх и захватывает за ось стойку 25 с закрепленной на ней штангой 2 и грунтоносом I. При ходе штанги 2 вверх она своим буртом 21 поднимает в первую очередь кольцо 10, извлекая из стенок скважины самый верхний ряд рычагов, затем усилие передается ниже расположенному кольцу I1 и происходит извлечение следующего ряда рычагов и т. д., пока все рычаги не будут извлечены из стенок скваЖины. Устройство поднимают на поверхность, из грунтоноса 1 извлекают пробу исследуемогопласта, после чего устройство готово к следующему циклу работы в очередной скважине. Защитный диск 20. жестко закрепленный на штанге 2 в осевом отношении, предохраняет кольца анкера (12, II и т. д. от самопроизвольного складывания и анкеровки в скважине рычагов при спуске устройства от соприкосновения дисков со рлучайными выступами на стенках скважины (вывалами, выпорами, вздутием стенок), Технико-экономический эффект предложенного устройства заключается в уменьшении трудоемкости отбора пробы независимо от глубины скважины илн шурфа за счет спуска устройства на забой при помощи гибкого каната лебедки без наращивания штанг.. Анкер устройства в виде сложенных под острым углом рычагов (в виде «ежа) работает надежно в самых различных по плотности грунтах, причем количество спаренных рычагов в одном ряду выбирают равным 6-8, а количество рядов (т. е. количество дисков) - по необходимости в зависимости от грунта.

4-4

г5

6-д

26

/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ПОРОДЫ, содержащее подъемный трос, связанный с тяговым шкивом,-штангу с грунтоносом и упорным шкивОм, анкер с распорами и шкивами на подвижном относительно штанги кольце, блокирующее анкер разъемное соединение, а также механизм перемещения грунтоноса и анкера в виде трособлочной системы с замкнутой петлей, огибающ,ей внутренней стороной шкнвы кольца и тяговый шкив, а наружной - упорный шкив штанги, отличающееся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости отбора проб из скважины и шурфов, блокирующее анкер разъемное соединение выполнено в виде автостропа со связанной с тяговым шкивом грузозахватной вилки и со связанной с упорным шкивом штанги грузе- подъемной стойкой, при этом трособлочная система выполнена с дополнительной замкнутой петлей и с- дополнительной группой шкивов, симметрично размеш.енных по обе стороны автостропа. Q5 1 N) О 00

фиг Л

16

(риг 6