Устройство для отбора проб Советский патент 1989 года по МПК G01N1/04 E21B49/02 

линдра 4 и соединяющим керноприемную трубу 1 с. корпусом 5. Цилиндр 4 выполнен с отверстием 11 в верхней части, керноприемная труба 1 соеди- нена с камерой 17 обратной промывки Вакуумная камера 8 выполнена с поршнем 6, который имеет площадь большую, чем сечение камеры I7 обратной промывки. Поршень установлен с возмож- осевого перемещения и взаимо-. действия со штоком 3 и отверстиями I1

цилиндра, сообщающими надпорганевую полость 10 с внешним пространством. Применение предлагаемого устройства для отбора проб позволит повысить надежность работы в глубоководных районах океана за счет использования гидростатической энергии для создания обратной промывки, гарантированной при надавливании керноприемной трубы в донные отложения. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для отбора проб донных отложений и может быть использовано при выполнении инженерно-геологических и океанологических работ в водоемах. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем использования гидростатического давления. Устройство включает керноприемную трубу 1, связанную резьбой 2 со штоком 3, пропущенным внутри цилиндра 4 и соединяющим керноприемную трубу 1 с корпусом 5. Цилиндр 4 выполнен с отверстием 11 в верхней части, керноприемная труба 1 соединена с камерой 17 обратной промывки. Вакуумная камера 8 выполнена с поршнем 6, который имеет площадь, большую, чем сечение камеры 17 обратной промывки. Поршень установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия со штоком 3 и отверстиями 11 цилиндра, сообщающими надпоршневую полость 10 с внешним пространством. Применение предлагаемого устройства для отбора проб позволит повысить надежность работы в глубоководных районах океана за счет использования гидростатической энергии для создания обратной промывки, гарантированной при задавливании керноприемной трубы в донные отложения. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для отбора проб донных отложений и может быть использовано при выполнении инженерно-геологических и океанологических работ в водоемах.

Целью изобретения является повышение надежности работы, путем использования гидростатического давления.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - устройство в исходном положении перед спуском на дно.

Устройство для отбора проб состоит из керноприемной т рубы 1 , связанной резьбой 2 со штоком 3, пропущенным внутри цилиндра 4 и соединяющим жестко керноприемную трубу 1 с корпусом 5. В цилиндре 4 установлен поршень 6, подпружиненный относительно штока 3 пружиной 7 и разделяющий полость цилиндра 4 на вакуумную камеру 8, имеющую пробку 9, и над- поршнезую полость 10, сообщающуюся с внeшни f пространством через отверс- тия 1 цилиндра 4.

Полость керноприемной трубы 1 соединена через канал 12 с обратным клапаном 13 с внешним пространством .и через каналы 14 и 15 с обратным клапаном 16 с камерой 17 обратной промывки, образованной корпусом 5, цилиндром 4 и кольцевыми поршнями 18 цилиндра 4 и 19 корпуса 5. При этом площадь горизонтального сечения камеры 17 обратной промывки меньше площади поргиня 6.

К цилиндру 4 резьбой 20 крепится наружная труба 21, снабженная уплотнением 22, установленным в простран- ,стве между наружной 21 и керноприемной 1 трубами. Корпус 5. снабжен пробкой 23 и через канат 24 связан с буровой лебедкой судна (не показаны).

0

5

0

Устройство для отбора проб работает следующим образом.

Перед спуском устройства из вакуумной камеры 8 через пробку 9 откачивают воздух. Далее устройство опускают с борта судна буровой лебедкой на канате 24.При этом кольцевой поргаень 18 цилиндра 4 и кольцевой поршень 19 корпуса 5 упираются торцами, а поршень 6 под действием пружины 7 занимает крайнее верхнее положение, перекрывая отверстия II цилиндра 4.

При подходе ко дну лебедке дают свободный ход и под действием кинетической энергии падения устройство внедряется в донные отложения на некоторую глубину, быстро те5 ряя скорость перемещения из-за сопротивления грунта внедрению. По мере погружения устройства для отбора проб в грунт жидкость из полости керноприемной трубы I выталкивается

0 поступающей колонкой пробы через канал 12 щтока 3 во внешнее пространство .

В результате резкого удара устррй- ства о дно поршень 6, увлекаемый

5 , силой инерции вниз, сжимает пружину 7 и открывает отверстия 11 цилиндра 4. В надпоргиневую камеру 10 начийа- ет поступать жидкость из внешнего пространства и на поршне 6 возникает

0 усилие,. обусловленное значениями гидростатического давления жидкости и площади порщня 6. Под воздействием этого усилия поршень 6 перемещается вниз, еще больше сжимая пружину 7 и

5 передавая осевое усилие штоку 3. В рез.ультате керноприемная труба 1 задавливается в донные отложения, а корпус 5, жестко связанный штоком 3 с керноприемной трубой 1, перемещается вниз, образуя разрежение в каме ре 17 обратной промывки. При этом преодолевается гидростатическое давление жидкости снизу кольцевого порю яя 19 корпуса 5, так как площадь поршня 6 больше площади горизонтального сечения камеры 17 обратной промывки .

Отдача при задавливании кернопри- емной трубы 1 компенсируется весом устройства, силой трения грунта по поверхности наружной трубы 21 и гидростатическим давлением жидкости на кольцевой поршень 18 цилиндра 4. Создание разрежения в камере 17 обратной промывки вызовет снижение даления жидкости в полости наружной трубы 21, т.е. под цилиндром 4, и, следовательно, уменьшит силу отдачи.

В полости керноприемной трубы 1, гидравлически сообщенной с полостью наружной трубы 21 и камерой 17 обратной промывки, также создается разрежение, что ведет к закрытию неурав- новешенным гидростатическим давление обратного клапана 13 в канале 12 штока 3 и к возникновению восходящего фильтрационного потока жидкости в колонке пробы из-за разности давле- НИИ поровой жидкости в корне и в окружающем массиве грунта. В результате частичной или полной

т

нейтрализации веса минеральных зерен керна в восходящем потоке жидкости резко снижается сила трения колонки пробы о трубу 1, увеличивается глубина пробоотбора и повышается его качество.

Поток жидкости из полости керно- приемной трубы 1 идет по каналу 14 в полость наружной трубы 21 и далее по каналу 15 с обратным клапаном 16 попадает.в камеру 17 обратной промывки. При этом уплотнение 22 предот- вращает засасывание жидкости по пространству между трубами 1 и 21 .

По окончании процесса бурения устройство для отбора проб извлекают из скважины буровой лебедкой при помощи каната 24, усилие от которого передается на корпус 5. В результате давление жидкости в камере 17 обратной прмывки повышается, что влечет за собо перекрытие клнлла 15 обратным клапаном 16, исключая этим выдавливание колонки пробы из керноприемной трубы I жидкостью.

После подъема устройств а к борту судна 13 из корпуса 5 извлекают пробку 23 и переводят устройство в исходное положение. Яатем перемещают его на палубу судна и для извлечения керна отвинчивают трубы 1 и 21 по резьбам 2 и 20.

Применение устройства для отбора проб позволит повысить надежность работы в глубоководных районах океана за счет использования гидростатической энергии для созданий обратной промывки, гарантированной при задавливании керноприемной трубы в донные отложения, благодаря жесткой связи последней с корпусом и выполнению поршня площадью большей, горизонтальное сечение камеры обратной про- мьшки.

Формул-а изобретения

Устройство для отбора проб, включающее корпус, размещенный в нем цилиндр с отверстиями в верхней части, керноприемную трубу, соединенную с камерой обратной промывки и вакуумную камеру с поршнем, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния надежности ра( оты путем использования гидростатического давления, устройство снабжено штоком, установленным внутри цилш:дра и жестко связанным с корпусом и керноприемной трубой, поршень вакуумной камеры выполнен площадью большей, чем сечение камеры обратной промывки, и установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с отверстиями цилиндра и штоком, причем отверстия .цилиндра сообщают надпоршневую полость с внешним пространством.

2V

22