Пробоотборник Советский патент 1990 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к технике геофизических исследований и может быть использовано в геологических, гидрологических, гидротехнических и строительных изысканиях при отборе проб грунта со цна водоемов, в том числе со дна болот.

Целью изобретения является повышение эффективности отбора проб осадочных пород за счет вертикальной ориентирации керна в пространстве и расширение области применения.

На фиг.1 представлен пробоотборник, в котором ориентация керновой трубы

по вертикали и азимуту обеспечивается весом самой трубы; на фиг.2 - то же, в котором ориентация керновой трубы обеспечивается ее ориентированным вывешиванием с помощью балласта в ее нижней части перед его погружением на двух ветвях троса, образующих между собой угол, обращенный вершиной вниз; на фиг.З - конструкция наконечника керновой трубы.

Пробоотборник (фиг.1) содержит кер- новую трубу 1 с закрепленным на ней наконечником 2, основание 3 и установленную на нем стрелу 4, трос 5, подсл |

СЭ ОС СЛ

вижный блок 6, Тгобразный элемент 7 керновой трубы, неподвижный блок 8, барабан лебедки 9, неподвижный блок 10, подвижные блоки 11, стопор 12, закрепленный на основании 3. Неподвижные блоки 8 и 10 закреплены соответственно на стреле 4 и основании 3, блоки 6 и 11 закреплены на Т-образном элементе керновой трубы. Керновая J труба 1 проходит сквозь основание 3 через стопор 12. Трос 5 закреплен одним концом на основании 3, другим на стреле 4 и пропущен через блоки 11 и 10, лебедку 9, блоки 8 и 6 без ела- f бины.

Пробоотборник (фиг.2) содержит керновую трубу 1 с закрепленным на ней наконечником 2, трос 5, пропущенный через блоки 13, балласт 14, зак- 2 репленный стопорными рычагами 15 на керновой трубе 1. Один конец стопорного рычага 15 входит в глухое отверстие керновой трубы 1, а другой с помощью шарнира 16 и расцепляющей пружины 17 2 связан с балластом 14. На верхнем конце керновой трубы 1 жестко закреплен Т-образный элемент 7 с четырьмя блоками. Трос 5 пропущен через блоки 11 Т-образного элемента 7 и одним концом закреплен на стреле 4, а другим пропущен через блоки 13 и присоединен к лебедке (не показано). Внутри наконечника 2 выполнен кольцевой канал с круговой щелью 18, связанный со шлангом 19 для подачи через щель воды под давлением. Внутри канала выстлана полимерная пленка 20.

Балласт 14 выполнен в виде наборных дисков для удобства эксплуатации и подбора оптимальной силы прохода грунта. Жесткое закрепление балласта на керновой трубе за счет стопорных рычагов обеспечивает спуск керновой трубы совместно с балластом до момен- та его укладки на грунт. Последующее расцепление балласта и керновой трубы под действием расцепляющих пружин 17 обеспечивает вдавливание керновой трубы в грунт относительно балласта при выбирании троса 5.Керновая щель 18 необходима для подачи воды, раздвигающей грунт для облегчения прохода при минимальных потерях давления. Объем щели должен быть меньше объема кольцевого канала для обеспечения равномерного распределения величины давления воды по окружности щели.

Пробоотборник (фиг.1) работает сле- лующим образом.

Вращением барабана лебедки 9 (по часовой стрелке) трос 5, двигаясь в блоках 6,8,10 и 11, перемещает Т-образный элемент 7 в верхнее положение. К Т-образному элементу 7 в фиксированном положении крепится секция керновой трубы 1, пропущенная через отверстие в основании 3 устройства, и разжатый стопор 12, после чего с помощью лебедки троса 1 опускается до достижения верхней части стопора 12, который зажимается и фиксирует трубу. Далее труба отсоединяется от Т-образного элемента 7, который поднимается лебедкой в верхнее положение. Следующая секция вставляется между Т-образным элементом 7 и первой секцией керновой трубы 1 и присоединяется к ним в фиксированном положении, стопор разжимается. Такое наращивание керновой трубы производится как до входа керновой трубы в грунт, так и после этого , чем и обеспечивается заполнение трубы керном до заданной им возможной глубины проходки. Подъем кернтвой трубы осуществляется в обратном порядке с разъемом ее на секции.

Пробоотборник (фиг.2) работает следующим образом.

Концы стопорных рычагов 15 вводятся в глухие отверстия керновой трубы 1, при этом расцепляющие пружины 17 растягиваются. Трос 5 обтягивается с помощью лебедки (не показана), балласт

14повисает на керновой трубе и концы стопорных рычагов 15 фиксируются силой трения в отверстиях керновой трубы. Затем балласт 14 выводится за его опору, трос 5 травится и керновая труба с балластом 14 опускается на грунт. При укладке балласта на грунт на тросе образуется слабина, стопорные рычаги

15под действием пружин 17 выходят из зацепления с керновой трубой 1 и последняя теряет жесткую связь с балластом 14.

Трос 5 выбирается лебедкой и под действием его натяжения керновая труба вдавливается в грунт, перемещаясь относительно балласта. По завершению керновой трубой проходки грунта на всю ее длину Т-образный элемент 7 упирается в направляющую балласта 14 , и при дальнейшей выборке троса керновая труба вместе с балластом поднимается на поверхность водоема.

157,6851

При отборе кернов в полевых уело- /fрубы Т-образным элементом с установленными на .нем дополнительными блоками

виях балласт 14 не сцепляется с керно- вой трубой 1. При отборе плотных кера трос пропущен через дополнительные блоки Т-образного элемента.

нов в наконечник 2 по шлангу 19 от насоса подается под давлением вода, которая, выходя через круговую щель 18, разжимает грунт на пути движения керновой трубы 1 и смачивает стенки скважины, уменьшая трение между трубой и грунтом. Величина давления воды определяется прочностью грунта и его адгезионными свойствами.

Пробоотборник позволяет отбирать пробы грунта со дна водоемов, устано- вив пробоотборник, например, на борту судна. При этом фиксируется глубина и точка отбора пробы, т.е. производится отбор ориентированных в пространстве проб, что особенно существенно при проведении палеомагнитных исследований. Кроме того, простота конструкции обеспечивает ее надежность и высокие эксплуатационные качества.

Формула изобретения

1. Пробоотборник, содержащий основание, керновую трубу с наконечником, ферму для подъема и погружения трубы и механизм привода, выполненный в виде лебедки и пропущенного через систему установленных на основании и ферме блоков троса с жестко закрепленными на основании и ферме концами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора проб осадочных пород за счет вертикальной ориентации керна в пространстве и расширения области применения, ферма вы- полнена в виде стрелы, механизм привода снабжен размещенным с возможностью крепления на верхнем торце керновой

/fрубы Т-образным элементом с установленными на .нем дополнительными блоками

)

0

5

0

л

5

а трос пропущен через дополнительные блоки Т-образного элемента.

2.Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что один из концов троса закреплен на основании, Т-образный элемент выполнен с тремя блоками, причем оси этих блоков расположены в виде треугольника, а трос установлен, охватывая два блока Т-образного элемента, блок на основании, барабан лебедки, третий блок Т-образного элемента и блок фермы.

3.Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что керновая труба выполнена с расположенными на ее внешней поверхности в нижней части глухими отверстиями, а пробоотборник снабжен выполненным в виде наборных дисков с центральным отверстием для керновой трубы балластом с двумя шар- нирно закрепленными на нем подпружиненными рычагами, установленными с возможностью взаимодействия свободными концами с глухими отверстиями керновой трубы, Т-образный элемент выполнен с четырьмя расположенными по горизонтальной прямой блоками, а трос установлен, охватывая крайний блок Т-образного элемента, блок одного из рычагов, два центральных блока Т-образного элемента, блок другого рычага, другой крайний блок Т-образного элемента и блок на ферме.

4.Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что наконечник керновой трубы выполнен с кольцевым каналом с расположенной на его внешней поверхности круговой щелью и каналом для соединения его со шлангом водяного насоса.

Фиъ.)

щщ

У///7//Л

Щ$$$ ZZZ/Z/7.

Фиг. 2

Изобретение относится к технике геофизических исследований и может быть использовано в геологических, гидрологических, гидротехнических и строительных изысканиях при отборе проб грунта со дна водоемов, в том числе со дна болот. Целью изобретения является обеспечение отбора ориентированных в пространстве кернов осадочных пород и расширение области применения. Указанная цель достигается тем, что керновая труба подвешена на тросе, который закреплен одним концом на стреле и пропущен через подвижный блок в верхней части керновой трубы, неподвижный блок на стреле, охватывая барабан лебедки, пропущен через неподвижный блок на основании и блок на Т-образный элемент керновой трубы и закреплен другим концом на основании. При этом баласт закреплен на керновой трубе с помощью стопорных рычагов с расцепляющими пружинами, на верхнем конце керновой трубы укреплен Т-образный элемент с четырьмя блоками, через которые пропущен трос, коренным концом связанный со стрелой, а ходовым пропущенный через блок стрелы. Внутри наконечника керновой трубы имеется кольцевой канал с круглой щелью. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.З