Грунтонос для выемки проб грунта Советский патент 1944 года по МПК E21B25/10 E21B49/02 G01N1/08 

Уже ;известны грунтоносы для БЫблиси проб г;рунта, например, с забоя буровых и т. п. скважип, спабжённые вставленными один в другой полыми цилиндра/ми, в зазоре между которыми помещены ножи для подрезания пробы грунта снизу, вь;двигаем ые после надвигания цилиндров- на вырезанный монолит грунта. Подобные грунтокосы, однако, «е обеспечивают сохранения в пробе его грунта естествениого сложения.

Предлагаемый грунтонос, иель которого - устранить отмеченны недостаток уже нз в естиых конструкций грунтоносов того же типа, имеет ту отличительную особенность, что для автоматического выдвижения ножей из зазора между стенками цилиндров- примеиена взаимодейств ующая с ножами винтовая пружина, снабжённая спусковым присиособлением, и управляемая подвижно расположевныл поршнем внутреннего цилиндра.

На чертеже фиг. 1 изобржает продольный разрез примерной формы выполнения грунтоноса по изобретению, фиг. 2-другой продольный разрез грунтоноса по фиг. 1, а фиг. 3-понеречный разрез его.

Грунтонос состоит из внешнего 5 и внутреннего 8 полых цилиядров, в зазоре между стенками- которых помещена пара сферических ножей 19, подрезающих пробу грунта снизу. Для взаимодействия с поcлeдни IH предназначено ударное кольцо- 16 вннтовой пружины 14, соединённое стержнями 7 с упорным кольцом 13. несущим на пружинах 26 защёлки 12 спускового приспособления пружин 14. Снизу па йнещний цилиндр 5 навинчен режущи башмак 3, на, которы11 опирается внутренний цилиндр 8. Башмак 3 снабжён напра1вляющими прорезами, по которым скользят сферические ножи 19 при подрезании пробы групта. На внутренний цилиндр 8 сверху навинчена крыщка 10, входящая во внещний цилиндр 5. На верхний конец внешнего цилиндра 5 навинчена головк

11 rpyirroHoca, служащая переходником к рабочим штангам. Внутри цилиндра: 8 и баш1мака 3 грунтоноса .иомещено приспособление для вырезания, вм-ещения и сохранения мюно-лита, состоящее из пробоприёмнсго стакана 2, трёх вкладываемых в него стаканов 21, 22 и 23 и поворотного ниппеля 17, охватывающего стакан 2. Снизу на стакан 2 навинчен бащмак 1 с режущими краями. Этот башмак служит одновременно и для опоры нижнего из стакаиов 21-23. На верхнюю часть стакана 2 навинчена головка 25, могущая сВОбодно перемещаться по длине внутреннего цилиндра 8. Для избежания поворотов стакана 2 в его голОВке 25 сделаны прорези, в которые входят направляющие пластинки 9, имеющиеся на внутренней поверхности цилиндра 8. В верхней части стакана 2 расположен фиксатор, состоящий из конической головки 18 с шаровым клапаном 15, соединённой полым штокам 20 с поршне М 24. Шток может свободно перемещаться вдоль оси прибора через круглое отверстие в го;ювке 25 стакана 2. Во внутреннем цн.тиндре 8 грунтоноса и в направляющих пластинках 9 проточены окна, в которых н,а осях помещены два упора 6, прижимаемые к головке 18 -пластинчатыми пружинками 4.

Вращающийся ниппель 17 имеет окно, равное по длине окружности, а высотой несколько больще высоты среднего стакана 22. В стакане 2 на этом же уровне также имеется аналогичный вырез.

Действие грунтоноса выражается в следующем.

После зачистки забоя буровой скважины известными методами грунтонос на штангах опускается в скважину в положении, указанпоМ на фиг. 1. При постепенном нажиме на штанги башмак 1 вдавливается в грунт и последний, входя в нутрь стаканов 21, 22, 23, достигает нижнего торца поршня 24, под влиянием чего последний перемещается в:верх, отлсимая упоры б в стороны. Воздух и вода проходят нверх через клапан 15. Головка 25 стакана 2 свободно проходит вверх

внутрь цилиндра 8 грунтоноса. Благодаря большому :юбово1му сопротивлению грунта под стаканом 2, внешний цилиндр 5 вместе с подрезающим механизмом начинает двигаться вниз, надвигаясь на; стакан 2 с грунтом, который остаётся неподвижньсм. Упоры б при этом остаются отжатыми в стороны. В тот момент, когда коническая головка 18 дойдёт до защёлок 12. последние отодвинутся в стороны и соскочат с выступов внутреннего цилнндра 8. При этом винтовая пружина 14, скреплённая с защёлками 12 пружинами 26, освобождается и начинает давить вниз через ударное кольцо 16 на сферические ножи 19. Последние выходят через прорези башмака 3 и врезаются в грунт. Длина стакана 2 сделана с таким расчётом, что в момент прикосновения головки 18 к защёлкам 12 башмак I этого стакана 2 находится выше прорезей башмака 3, через которые проходят ножи 19.

На этом заканчивается процесс взятия пробы грунта монолитом ,и производится извлечение всего грунтоноса nai поверхность. Сферические ножи 19, благодаря небольшой разнице диаметров, при работе пе смыкаются «впритык, а заходят один за другой, однако,поверх нести концов их плотно прилегают друг к другу, чем обеспечивается необходимая герметичность.

Для извлечения прОбы грунта из прибора, последний отвёртывается от рабочих штанг, переворачивается, устанавливается на головку 11, и башмак 3 со сферическими пожами 19 отвёртывается. Стакан 2 с грунтам вытягивается из внутреннего цилиндра 8. На чертеже не показано прис1пособление, удерживающее щаровой клапан 15 от ъыкадения из гнезда при нереворачивянии грунтоноса-., но его сделать вообще не трудно. Не исключе11а возможность замены шарового клапана тарельчатым. Вращающийся ниппель 17, ранее закрывавший окно в стакане 2, повёртывается на 180°,. вследствие чего вырезы ниппеля и стакана совпадают и находящийся

капрэтив них средний стакан 2 может быть извлечён. Перед этим верхняя и нижняя плоскости грунта в среднем стакане подрезаются особыми ПЛОСКШ1И тонкими мета/шическими ножами, изготов ченными в виде лонаток. Вместе с лопатками средний стакан 22 с грунтом вытягивается сбоку из стакана 2 и парааЬинируется как сверху, так и снизу; в ) виде проба грунта отправляется в лабораторию. Размеры стакаиа 22 можно сделать такими, чтобы он служил кольцОМ компресононного прибора. Если же стакан сделать разрезным, то он может быть также без перегрузки пробы грунта помещён в прибор для производства сдвига. Следует отметить, что наличие вращающегося ниппеля 17 необязательно, особенно для взятия монолитов из связных грунтов. Обращается внимание на то, что В1 анализ идёт средняя, наименее сжатая, часть грунта . отобранного -монолита.

Для зарядки прибора винтовая пружиня 14 сжимается нажатием на ударное кольцо 16 специальным ключом, сделанным нз трубы. При этом защёлки 12, доходя до окоп во внутреннем цилиндре 8, заскакивают Б эти окна, сдерживая в; дальнейшеаг пружину 14 в сжатоМ состоянии. Стакан 2 отвёртывается от головки 24, а стаканы 21 и 23 очищаются от оставшегося в них грунта. Затем повёртывается бащмак 3 грунтоноса вместе со сферическими ножами 19, носледние заводятся в зазор .между цилиндра.ми 5 и 8, а стакан 2 ввинчиваеттся в гол-ойку 25. В вырез стакана 2-вставляется новый стакан 22, и вращающийся ниппель 17 повёртывается обратно на 180, закрывая вырез в стакане 2. В таком в-иде грунтонос готов к спуску в скважину для взятия нового образца.

Предмет изобретения

1.Гру:аонос для выемки ироб грунта, например, с забоя буровых ii т. п. скважин, с применением двух вставленных один в другой полых цилиндров, в зазоре станками которых помещены ножа для подрезания пробы грунта снизу,, выдвигаемые после надвпгання цплинд1Х)в па вырезанньп онолит грунта, от л и ч а ю щ и ii с я тем,, что -для автоматического выдвижения ножей из зазора .между стаканамн цилиндров -применена де ютвующая на но-жи винтовая пружина 14, снабжённая спусковым приспособлением, управляемым подвижным во в гутреннем цилиндре порщнем.

2.Форма выполнения грунтоноса поп. 1, отличающаяся тем, что спусковое приспособление пружины 14 выполнено в виде удерл ивающ-их -пружину в сжатом состоянии защёлок 12, входящих вотверстия внутреннего цилиндра 8и взаимоде11ствующих с коническо НЛП т. п. ГОЛОВКО штока поршня 24.

3.Форма вьшолнення- прибора по п. п. 1, 2 о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что поршень 24 помещён В1тутри пробоприёмного стакана и пропущен своим штоком, несущши коническую или т. п. головку, через дно пробоприёмного стакана.

4.Форма выполне}1ия грунтоноса по п. п. 1-3, отличающаяся тем, что щток 20 поршня 24 вьшолнен полым и снабжён шаровым клапаном.

5.В гр-уптоносе по п. п. I применение пробоприёмного стакана, нередвижного вдоль оси внутри цилиндра 8 и здерживаемого в нижнем положении упоралщ 6, отодвигаемы.ми головкой: штока поршня 24 при. его перемещении.

Фиг. 1

/

fФиг. 3

Фиг. 2

-И