Устройство для отбора проб грунта Советский патент 1992 года по МПК G01N1/04 E21B49/06 

Изобретение относится к технике отбора проб, а более конкретно - к устройствам для отбора проб грунта из стенок скважины.

Известно устройство для отбора проб грунта из стенок скважины, установленное между секциями буровой колонны и включающее пробоотборник с шарнирно закрепленным скребком, причем пробоотборник выполнен в виде стакана с крышкой и окном на верхней части боковой поверхности, снабженного горизонтальной диафрагмой с отверстиями для приема, проб, а шарнирно закрепленный скребок установлен между крышкой стакана и диафрагмой и снабжен секторным затвором для перекрытия отверстия в диафрагме, при этом ось поворота скребка смещена эксцентрично относительно оси стакана.

К недостатку указанного устройства следует отнести необходимость его враще- ни.я во время отбора проб в двух направлениях, что не позволяет

устанавливать устройство для отбора проб в буровые колонны, секции которых соединены между собой универсальными резьбовыми соединениями (конусными или цилиндрическими), не допускающими реверса бурильной колонны.

Известно также устройство для отбора проб грунта из стенок скважины, установленное между секциями бурильной колонны и включающее переходник с отверстиями и средством крепления в буровой колонне и установленный асимметрично относительно продольной оси буровой колонны стакан с резцом и с жестко закрепленными на нем, установленными с возможностью радиального перемещения в отверстиях переходника и подпружиненными относительно его пальцами.

Указанное техническое решение является наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату и принимается в качестве прототипа.

W

fe

К недостатку прототипа следует отнести неполную представительность отбираемых проб грунта, являющуюся причиной процесса бурения скважины, при котором буровым снарядом грунт с любого по глубине горизонта размазывается по стенкам скважины, образуя поверхностную корку на стенках из смеси всех грунтов, в которых пройдена скважина. Указанная смесь грунтов, отбираемая прототипом, искажает представительность пробы, взятой на определенной глубине скважины. Зтот недостаток особенно присущ шнековому способу бурения, при котором грунт при транспортировке от забоя к устью скважины спиральными лентами шнека слоями наносится на стенки скважины, практически полностью искажая отобранную пробу грунта с данного уровня по глубине скважины.

Целью настоящего изобретения является повышение представительности отобранной пробы грунта с заданной глубины скважины.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отбора проб грунта, установленное между секциями буровой колонны и включающее переходник с отверстиями и средством крепления в буровой колонне и установленный асимметрично продольной оси буровой колонны стакан с резцом и с жестко закрепленными на нем, установленными с возможностью радиального перемещения в отверстиях переходника и подпружиненными относительно его пальца, согласно изобретения, устройство снабжено подпружиненным относительно переходника ножом, установленном на уровне стакана с диаметрально противоположной стороны от оси буровой колонны с жестко закрепленными на нем пальцами, размещенными в выполненных дополнительно в переходнике отверстиях, причем неуравновешенная масса ножа превышает неуравновешенную массу стакана, а пальцы ножа выполнены с ограничителями его хода относительно переходника.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство для отбора проб грунта в положении спуска-подъема в скважину и из скважины; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1 в рабочем положении устройства.

Устройство для отбора проб грунта из стенок скважины содержит переходник 1 с резьбовыми замками 2 и 3, посредством которых устройство закрепляется, между штангами 4 буровой колонны, Асимметрично оси штанг 4 на переходнике 1 установлен с возможностью радиального перемещения стакан 5 с жестко закрепленными на нем с наружной стороны резцом бис тыльнсмй

стороны - пальцами 7 (см. фиг. 2), размещенными в отверстиях переходника 1, С противоположной стороны также с возможностью радиального перемещения установлен нож 8 с закрепленными на нем шламоприемником 9 и пальцами 10, размещенными в отверстиях переходника. На пальцах 7установлены пружины 11, на пальцах 10 - пружины 12. В стакане 5, выполнен0 ном с полостью 13 для проб,имеется

пробоприемное окно 14 и крышка для из. влечения проб (не показана), а пальцы 10

ножа 8 выполнены с двумя различными по

величине диаметрами, больший из которых

5 является ограничителем 15 и ограничивает радиальное перемещение ножа 8 на величину а. Неуравновешенная масса ножа 8 превышает неуравновешенную массу стакана 5, а рабочие усилия пружин 11 и 12 рас0 считаны только на обратные перемещения стакана 5 и ножа 8.

Работает предложенное устройство для отбора проб грунта следующим образом. Устройство закрепляют между штан5 гами 4 буровой колонны и опускают в предварительно пробуренную скважину диаметром Д, при этом резец 6 и нож 8 своими режущими кромками не касаются станок скважины.

0 Если пробу грунта необходимо взять из нескольких интервалов скважины, то соответственно устанавливают несколько предложенных устройств, размещая их с необходимым интервалом по высоте в буро5 вой колонне.

После установки в скважине буровой колонне, а следовательно и устройству, придают вращение. Так как неуравновешенная масса ножа 8 превышает неуравновешен0 ную массу стакана 5, то при одной и той же частоте вращения буровой колонны первым касается стенок скважины нож 8 и начинает увеличивать диаметр скважины с величины Д до величины Д1, снимая со стенок скважи5 ны в шламоприемник 9 слой Ь грунта, представленный поверхностной коркой из смеси грунтов с различных интервалов по глубине скважины. При дальнейшем увеличении частоты вращения устройства пере0 мещение ножа 8 -в стенку скважины прекращается благодаря наличию ограничителя его хода, а очищенной от корки наносов стенки скважины достигает резец 6, закрепленный на стакане 5, расширяя диа5 метр скважины с величины Д1 до величины Да, снимая со стенок скважины в полость 13 стакана 5 слой с грунта, полностью очищенный от привнесенного грунта с других интервалов скважины буровым снарядом или спиральными лентами шнека.

После окончания процесса отбора проб вращение буровой колонны прекращают, пружины 11 и 12 возвращают соответственно стакан 5 и нож 8 в исходное положение. Буровую колонну поднимают на поверхность, при разьединении ее штанг 4 из демонтированных устройств - пробоотборников извлекают пробы грунта из полости 13 стакана 5 и шламоприемника 9, так как в некоторых случаях поверхностный слой грунта, снятый ножом 8, также представляет интерес при геологическом анализе,

Преимуществом предложенного устройства по сравнению с прототипом является высокая представительность пробы грунта данного интервала, очищенного от привнесенной смеси грунтов других интервалов.

Формула изобретения Устройство для отбора проб грунта, включающее переходник с отверстиями и

резьбовыми замками, крепящийся к штанге буровой колонны, и установленный асимметрично относительно продольной оси штанги буровой колонны стакан с резцом и

с жестко закрепленными на нем, установленными с возможностью радиального перемещения в отверстиях переходника и подпружиненными относительно него пальцами, отличающееся тем, что, с

целью повышения представительности отбираемых проб грунта, оно снабжено подпружиненным относительно переходника ножом, установленным на уровне стакана с диаметрально противоположной стороны от оси штанги буровой колонны с жестко закрепленными на нем пальцами, размещенными в выполненных дополнительно в переходнике отверстиях, причем неуравновешенная масса ножа превышает

неуравновешенную массу стакана, а пальцы ножа выполнены с ограничителями хода последнего относительно переходника.

Использование: относится к технике отбора проб, а более конкретно - к устройствам для отбора проб грунта из стенок скважины. Сущность изобретения: с целью повышения представительности отбираемых проб грунта, оно снабжено подпружиненным относительно переходника ножом, установленным на уровне стакана с диаметрально противоположной стороны от оси штанги буровой колонны с жестко закрепленными на нем пальцами, размещенными в выполненных дополнительно в переходнике отверстиях, причем неуравновешенная масса ножа превышает неуравновешенную массу стакана, а пальцы ножа выполнены с ограничителями хода последнего относительно переходника. 2 ил.

UU

ft и г. I.

Ф и г. 2.

S