Устройство скважинной пенетрации и пробоотбора Советский патент 1993 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к скйажинной технике для проведения.полевых испытаний методом статического зондирования или пробоотбора, выполняемых при морских инженерно-геологических изысканиях;

Цепью изобретения является повышение надежности работы и улучшение экс- плуатацио нны х характеристик,

На чертеже изображен общий вид устройства.

. .. - --..:., - / . . . ;:

-.. Устройство содержит анкерный механизм , систему подвода жидкости 2, гидроцилиндра 3 с наружной трубой 4 и

; внутренней трубой 5, снабженной верхней крышкой 6, манжетой 7, продольными и радиальными каналами 8, 9 и 10, ступенчатым

поршнем 1.1 с каналом 12, верхним полым штоком 13 и нижним полым штоком 14, дополнительным коаксиальным поршнем Т5 с коаксиальным штоком 16, нижней крышкой 17 с осевым и радиальным каналом 18, корпус механизма зажима штанг 19 жестко связан с коаксиальным штоком 16 и клиньями 20. связанные через конусяый паз ласточкин хвост 21. с плашками 22, размещенными в окнах сепаратора 23. жестко связанного с нижним полым штоком 14 ступенчатого поршня 11. Внутри цилиндра 3 и анкерного механизма 1 расположена пенет- рационная штанга 24, а также зонд или пробоотборник. Верхняя крышка б имеет внутреннюю полость 26. Гидроцил индр 3 имеет межпоршневую полость 27, замкнуNJ

О

со

Ј

О

тую полость 28, подпоршневую полость 29 и межтрубную полость 30.

Устройство работает следующим образом..

Рабочий ход - вниз. После анкеровки механизма 1 жидкость через систему подвода 2, канал 8, поступает во внутреннюю полость 26 верхней крыщки б. Из внутренней полости 26 через радиальный канал 9 рабочее давление действует на манжету 7, герметизируя между собой внутреннюю полость 26 и замкнутую полость 28. Из внутренней полости 26 жидкость поступает в межпоршневую полость 27 посредством осевого и радиального канала 12. При этом увеличивающееся давление во внутренней полости 26 соответствует давлению в межпоршневой полости 27, под действием которого возникают осевые усилия, действующие на поршни, причем на дополнительный коаксиальный поршень 15 действует осевое усилие, направленное вниз, а на ступенчатый поршень 11 действует результирующее: осевое усилие, направленное вверх, действующее на большую площадь ступенчатого поршня 11. Кроме этого,на ступенчатый поршень 11 действует дополнительное осевое усилие, направленное вверх, возникающее под действием давления разрежения в замкнутой полости 28. В результате происходит принудительное ле- ремещение дополнительного коаксиального поршня 15 вертикально вниз относительно ступенчатого поршня 11, при этом перемещается коаксиальный шток 16, корпус механизма зажима штанг 19 с клинь- ями 20 через конусный паз ласточкин хвост 21; относительно плашек 22. размещенных в окнах сепаратора 23, жестко связанного с нижним полым штоком 14 ступенчатрго порижя 11. Таким образом, выполняется радиальный зажим пенетраци- онной штанги 24 и дополнительный коаксиальный поршень 15 останавливается При дальнейшем повышении Давления жидкости во внутренней полости 26. а следовательно, и в межпоршневой полости 27, которое создает осевое усилие, действующее вертикально вниз на дополнительный коаксиальный поршень 15 и превышающее результирующее осевое усилие, действующее вертикально вверх на ступенчатый поршень 11, происходит перемещение ступенчатого поршня 11 из верхней крышки 6, а затем рабочий ход двух поршней с механизмом зажима штанг на вдавливание зонда или пробоотборника 25 в грунт, При этом, жидкость из подпоршневой полости 29 вытесняется через.канал 18, межтрубную

полость 30, канал 10 в систему подвода жидкости.

Холостой ход - вверх. Подачей жидко- . сти под давлением-через систему подвода 2,

канала 1.0. межтрубную полость 30, канал 18 в подпоршневую полость 29 производится перемещение дополнительного коаксиального поршня 15 вертикально вверх в исходное положение относительно ступенчатого

0 поршня 11, При этом корпус механизма зажима штанг 19 с клиньями 20 перемещаются вверх относительно сепаратора 23 с плашками 22, а с помощью конусного паза ласточкин хвост 21 происходит радиаль5 ное раскрытие плашек 22 и освобождение пенетрационной штанги 24. Затем выполняется перемещение вертикально вверх двух поршней гидроцилмндра в исходное положение, причем при входе ступенчатого прр0- шня 1Гво внутреннюю полость 26 верхней крышки 6 жидкость из замкнутой полости 28 вытесняется через манжету 7, каналы 9 и 8 в систему подвода жидкости 2.

Экономический эффект по сравнению с

5 прототипом обеспечивается повышением производительности геотехнических исследований за счёт исключения холостых спу- скопрдъемных операций и увеличения рейсовой глубины исследования.

0 Формула й зоб ре-те-н и я

Устройство скважинной-пенетрации и пробоотбора, содержащее анкерный механизм, систему подвода рабочей жидкости, пробоотборник, пенетрационную штангу,

5 гидроцилиндр с верхней и нижней крышка. ;ми, выполненными с продольными каналами, поршень, выполненный с продольным каналом i; снабженный верхним и нижним полыми штоками, дополнительный коакси0 альный поршень,.механизм зажима штанг. выполненный в виде клиньев и плашек, установленных с возможностью радиального перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и

5 улучшения эксплуатационных характеристик, корпус гидроцилиндра выполнен в виде двух установленных с зазором коаксиальных труб, верхняя крышка выполнена с радиальными каналами, сообщающи0 мися с ее осевыми каналами и внутренней полостью, подпоршневая полость дополнительного коаксиального поршня гидравлически соединена с межтрубной полостью корпуса гидроцилиндра, поршень тидроци5 линдра выполнен ступенчатым, дополнительный коаксиальный поршень снабжен коаксиальным штоком и установлен в под- поршневой полости гидроцилиндра с возможностью перемещения относительно нижнего полого штока поршня гидроцилиндра, механизм зажима штанги снабжен корпусом, жестко закрепленным на нижнем конце коаксиального штока, и установленным внутри него сепаратором, при этом

клинья размещены внутри корпуса, плашки установлены в окнах сепаратора, а сепаратор жестко соединен с нижним концом нижнего полого штока гидроцилиндра.

Использование: относится к скважин- ной технике для проведения полевых испытаний методой статического зондирования .ил.и пробоотбора, выполняемых при мор- :Ских инженерно-геологических изыс каниях. Сущность изобретения: с целью повышения надежности работы и улучшения эксплуата- ционных характерйстик корпус гидроцилиндра выполнен в виде двух установленных с зазором коаксиальных труб. Верхняя крыш-, кэ выполнена с радиальными каналами, сообщающимися с ее осевыми каналами, и внутренней полостью. Подпорщневая полость дополнительного коаксиального прр- шня гидравлически, соединена с межтрубной полостью корпуса гидроцилиндра. Поршень гидроцилиндра выполнен ступенчатым. Дополнительный коаксиальный поршень снабжен коаксиальным штоком и установлен в пбдпрршневой полости гидр о- цилиндра с возможность перемещения относительно нижнего полого штока поршня гидроцилиндра. Механизм зажима Штанги снабжен корпусом, жестко закрепленным на нижнем конце коаксиального штока, и установленным внутри него сепаратором, при этом клинья размещены внутри корпу: са, плашки установлены в окнах сепаратора, а сепаратор жестко соединен с нижним концом нижнего полого штока гидроцилиндра. 1ил. ; . .. ..; :.-.-.-.. .. .... . :л ел с

пг-тг