Устройство для определения сопротивления срезу грунта в процессе вращательного бурения Советский патент 1989 года по МПК G01N3/24 E02D1/02 

тельный плунжер 4, имеющий возможность осевого вращения. Плунжер 4 установлен в полости 5, выполненной в штоке (Ш)б, который через упор 7 соединен с плунжером ГЗ, На цилиндрической поверхности PI6 выполнены круговая проточка (П)8 и дополнительная круговая П9, Поверх П 8 и 9 на Ш6 установлена втулка 10 с отверстиями 11 и 12 под П8 и 9. Через канал 13, выполненный в теле Ш6, П8 соединена с ГЗ, а через отверстие 11 во втулке 10 - с манометром 15, Дополнительная П9 соединена через дополнительный канал 14, выполненный в теле Ш6, с полостью 5, а через отверстие 12 во втулке 6 с дополнительным манометром 16 На свободной сто- |роне основания закреплен конусный резьбовой переходник 17 на буровую

штангу, В Ш6 выполнена магистраль 19 для промывочной жидкости, соединенная шлангом 20 с центральным отверстием 21 в переходнике 17, Закрепляют в патрон бурового станка Ш6, а переходник 17 соединяют с буровой штангой. Под действием вертикального усилия Ш6 перемещается вниз по неподвижному плунжеру 4. Давление, возникающее в полости 5, фиксируется манометром 16, При вращении Шб упор 7 давлением на плунжер ГЗ вращает основание 1. Втулка 10 остается неподвижной,

5 что обеспечивается закрепленной на ней рукояткой 25, которая скользит вдоль мачты бурового станка. Величину крутящего момента определяют по давлению жидкости в ГЗ, которое

Q фиксируется манометром 15. 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытанию грунтов при вращательном срезе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения вертикальных усилий на буровой инструмент. На основании 1 установлены гидроцилиндр (Г) 3 с плунжером и дополнительный плунжер 4, имеющий возможность осевого вращения. Плунжер 4 установлен в полости 5, выполненной в штоке (Ш) 6, который через упор 7 соединен с плунжером Г 3. На цилиндрической поверхности Ш 6 выполнены круговая проточка (П) 8 и дополнительная круговая П 9. Поверх П 8,9 на Ш 6 установлена втулка 10 с отверстиями 11,12 под П 8,9. Через канал 13, выполненный в теле Ш 6, П 8 соединена с Г 3, а через отверстие 11 во втулке 10 - с манометром 15. Дополнительная П 9 соединена через дополнительный канал 14, выполненный в теле Ш 6, с полостью 5, а через отверстие 12 во втулке 6 с дополнительным манометром 16. На свободной стороне основания закреплен конусный резьбовой переходник 17 на буровую штангу. В Ш 6 выполнена магистраль 19 для промывочной жидкости, соединенная шлангом 20 с центральным отверстием 21 в переходнике 17. Закрепляют в патрон бурового станка Ш 6, а переходник 17 соединяют с буровой штангой. Под действием вертикального усилия Ш 6 перемещается вниз по неподвижному плунжеру 4. Давление, возникающее в полости 5, фиксируется манометром 16. При вращении Ш 6 упор 7 давлением на плунжер Г 3 вращает основание 1. Втулка 10 остается неподвижной, что обеспечивается закрепленной на ней рукояткой 25, которая скользит вдоль мачты бурового станка. Величину крутящего момента определяют по давлению жидкости в Г 3, которое фиксируется манометром 15. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к.исследованию свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях, | Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения вертикальных усилий на буровой инструмент.

На чертеже представлено предлагаемое устройство для определения сопротивления срезу грунта в процессе вращательного бурения, общий вид

Устройство содержит основание 1 с установленным на нем посредством шпилек 2 гидроцилиндром 3 с плунжером (не показан) На основании 1 закреплен с возможностью осевого вращения дополнительный плунжер 4, установленный в полости 5, выполненной в штоке 6, Последний через закрепленный на его поверхности упор 7 соединен с плунжером гидроцилиндра 3. На цилиндрической поверхности штока 6 выполнены круговая 8 и дополнительная круговая 9 проточки

На штоке 6 поверх проточек 8 и 9 установлена втулка 10 с отверстиями 11 и 12 над проточками 8 и 9, Проточка 8 соединена каналом 13, выполненным в теле штока 6, с гидроцилиндром 3, а дополнительная проточка 9 дополнительным канапом 14 соединена с полостью 5. Проточка 8 через отверстие 11 соединена с манометром 15, а дополнительная проточка 9 че5

рез отверстие 12 соединена с дополнительным манометром 16, На свободной стороне основания 1 закреплен конусный резьбовой переходник 17 на 0 буровую штангу (не показана). Свободный конец штока 6 выполнен в виде конусного резьбового переходника 18 к вращателю бурового станка (не показан).

В штоке 6 выполнена магистраль 19 для промывочной жидкости, соединенная шлангом 20 с центральным отверстием 21, выполненным в переходнике 17, На цилиндрической поверхности Q штока 6 для уплотнения проточек 8 и 9 установлены сальники 22, а на цилиндрической поверхности дополнительного плунжера 4 установлен сальник 23, На основании 1 установлен защит- 5 ный кожух 24, а на втулке 10 закреплена рукоятка 25,

Устройство работает следующим образом.

Переходник 18 закрепляется в пат- ( роне бурового станка (не показан), а переходник 17 - в буровой штанге (не показана). Патроном бурового станка передают вертикальное усилие на буровой инструмент. Под действием вертикального усилия шток 6 переме-

5

щается вниз по неподвижному плунжеру 4, Это перемещение вызывает давление в полости 5, которое по каналу 14 передается в круговую проточку

9 и фиксируется манометром 16, Враще нием патрона бурового станка поворачивают шток 6 относительно основания 1 Упор 7 воздействует на плунжер (не показан) гидроцилиндра 3 Это вызывает изменение давления жидкости в гидроцилиндре 3, которое по каналу 13 передается в круговую проточку 8 и фиксируется манометром 15. Сальники 22 и 23 препятствуют выходу жидкости. При вращении штока 6 упор 7 давлением на плунжере гидроцилиндра 3 вызывает вращение связанного с ним основания 1, в то время как втул ка 10 остается неподвижной, что обес печивается рукояткой 25, которая может скользить сверху вниз вдоль мачты (не показана) бурового станка по мере погружения бурового инструмента. Промывочная жидкость или сжатый воздух для промывки или продувки скважины подается в буровые штанги по магистрали 19, шлангу 20 и переходнику 17. Величину М крутящего момента определяют по давлений жидкости в гидроцилиндре 3, которое фиксируется манометром 15 с учетом размера упора 7, т.е. расстояния между осями штока 6 и гидроцилиндра 3 по формуле

М ,

(

В1 - 1 Р, - давление жидкости в гидроцилиндре 3;

площадь плунжера гидроцилиндра 3;

плечо силы, равное расстоянию между осями штока 6 и гидроцилиндра 3 Величина F вертикального усилия

буровой инструмент определяется

формуле

F ,

Р - давление жидкости в полости 5, фиксируемое манометром 16;

15

20

площадь дополнительного

плунжера 4. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно определять величину крутящего момента и величину вертикального усилия на буровой инструмент, что необходимо для оценки прочности грунтов.Обеспе- 10 чение промывки или продувки скважины при бурении увеличивает надежность работы устройства формула изобретения

40 на цилиндрической поверхности штока под втулкой, которая выполнена с дополнительным отверстием, соединенным с дополнительным манометром. 2. Устройство по п. 1, о т л и 45 чающееся тем, что оно снабжено магистралью для промывочной жидкости.

25

30