Устройство для отбора проб грунта Советский патент 1990 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к горной и строительной промышленности, конкретно к устройствам для отбора проб грунта из стенок скважины с целью изучения его физико-механических свойств и химического состава.

Цель изобретения - обеспечение возможности работы устройства при его установке в буровой колонне с нереверсивными соединениями секций (шнеков или буровых штанг).

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в положении спускоподъема в скважину; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (рабочее положение устройства) .

Устройство для отбора проб грунта установлено между секциями 1 буровой колонны, имеющей резьбовые (конуные или цилиндрические) соединения 2 и включает переходник 3 с ответными соединениями и стакан 4, установленный асимметрично оси буровой колонны с помощью пальцев 5, жестко закрепленых на стакане 4 и размещенных в отверстиях, имеющих в переходнике 3 с возможностью поступательного перемещения. На концах пальцев 5 имеется упорная планка 6, между которой и переходником установлена пружина 7.

На боковой поверхности стакана 4, обращенной к стенке скважины, жестко закреплены скребки 8, а впереди них по направлению движения устройства при работе выполнены грунтоприемные окна 9. Стакан 4 снабжен также крышкой 10, установленной на оси 11 и служащей для предупреждения случайного попадания грунта в полость стакана, например, при подъеме устройства из скважины.

Для работы устройства в грунтах повышенной твердости, требующих большого усилия прижатия стакана к стенке скважины, на стакане закрепляются дебалансы 12 груза, увеличивающие массу стакана и устанавливаемые при

0

5

0

5

0

5

0

работе также асимметрично по отношению к оси вращения стакана.

Устройство для отбора проб грунта работает следующим образом.

В предварительно пробуренную скважину опускают бурильную колонну с закрепленными между ее секциями 1 переходником 3 или несколькими переходниками, если пробу грунта необходимо взять с нескольких интервалов, при этом режущая часть скребка 8 не касается стенок скважины.

При достижении стаканами 4 заданных интервалов буровой колонне придают вращение и стакан 4 с пальцами 5 начинает перемещение по направлению от центра вращения, поскольку подвижная часть устройства является неуравновешенной системой с центром тяжести, смещенным от оси вращения в сторону расположения скребков. Пружина 7 при этом сжимается. Срезанный со стенок скважины скребками 8 грунт через грунтоприемные окна 9 попадает в полость стакана 4.

Если отбор проб необходимо произвести в грунте повышенной твердости, требующей повышенного усилия прижатия скребков к стенке скважины, или требуется увеличенная глубина внедрения скребков в стенку на стакане закрепляются дебалансы 12, так как величина центробежной силы прямо пропорциональна массе неуравновешенной вращающейся системы.

По окончании процесса отбора проб вращение буровой колонны прекращают, пружины 7, рабочее усилие которых рассчитано только на обратное перемещение стакана, возвращают стакан в исходное положение. Буровую колонну поднимают на поверхность, при разъединении ее секций стакан с переходником демонтируют и через крышку 10 из полости стакана извлекают пробу грунта.

Преимуществом предлагаемого устройства для отбора проб грунта по

сравнению с известными является возможность его работы в нереверсируе- мьгх бурильных колоннах и получение максимального усилия внедрения в стенку скважины увеличением массы системы стакан - пальцы - планка при повышенных оборотах бурильной колонн

Устройство имеет настолько простую конструкцию, что его изготовление возможно в любых механических мастерских экспедиции по эскизам.

Формула изобретени

1. Устройство для отбора проб грунта, включающее секции буровой колонны и установленные между ними пробоотборники, выполненные в виде стаканов с крышками и скребками, отличающееся тем, что, с

.

5432846

целью обеспечения возможности его работы при установке в буровой колонне с нереверсивными соединениями секций, устройство снабжено цилиндрическим переходником с отверстиями на боковой поверхности и средством крепления в буровой колонне, а стакан пробоотборника установлен асимметрично относительно продольной оси буровой колонны и снабжен жестко закрепленными на нем установленными с возможностью перемещения в отверстиях переходника и подпружиненными относительно его пальцами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его работы в грунтах повышенной твердости, 20 стакан снабжен закрепленными на нем

10

15

дебалансами,

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - обеспечение возможности работы устройства при его установке в буровую колонну с нереверсивными соединениями секций. Устройство включает переходник (П) 3, закрепляемый при работе устройства между секциями 1 буровой колонны, и стакан 4 с закрепленными на нем пальцами 5, размещенными в отверстиях П 3 с возможностью поступательного перемещения относительно П 3. Стакан 4 подпружинен относительно П 3 и имеет скребки 8 для среза грунта со стенок скважины и грунтоприемные окна 9. К стакану 4 прикреплены дебалансы. Подвижная система устройства, включающая полый корпус стакана 4 с крышкой 10, скребками 8, дебалансами и пальцы 5 с упорной планкой 6, центр тяжести которой смещен относительно оси вращения, под воздействием центробежной силы перемещается к стенке скважины и скребки 8 срезают грунт со стенок, направляя его через окна 9 в полость стакана 4. По окончании процесса вращение бурильной колонны прекращают, пружина 7 возвращает стакан 4 в исходное положение и устройство поднимают на поверхность, где из полости стакана 4 извлекают пробу грунта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

фиг. 2