Устройство для отбора проб грунта Советский патент 1980 года по МПК E02D1/04 G01N1/02 

Изобретение относится к отбору проб грунта, в частности к грунтозаборным устройствам, используемым при проходке инженерно-геологических и гидрогеологических скважин в сыпучих и неустойчивых породах. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для отбора проб грунта, включающее керноприемный стакан с хвостовиком, в стенках которого вьшолнен основной воздухоподводящий канал, а также размещенный в стакане эластичный надувной клапан, привод, преимущественно ударного действия . Известное устройство не обеспечивает повыщенного качества отбора пробы из-за отсутствия контроля за наполнением стакана керном н контроля за срабатыванием эластичного надувного кяанана-затвора после завершения отбора пробы. Целью изобретения является повышение качества отбора пробы. , Поставленная цель достигается тем, что устройство для отбора проб грунта, включающее керноприемный стакан с хвостовиkOM, в стенках которого выполнен основной ёОздухОподвоДйщий канал, а также размещенный в стакане эластичный надувной K tanaH, привод, преимущественно ударного действия, оснащено звуковым приспособлением, а керноприемный стакан вьшолнен с дополнительным каналом и снабжен поршнем со штоком, выполненным регулируемым по длине и с распределит ельными кольцевыми канавками, размещенными одна над другой, причем верхняя часть .штока пропущена через хвостовик, а на внутренней поверхности стакана выполнена кольцевая выемка, в которой помещен эластичный клапан. На фиг. 1 показано устройство для отбора проб грунта в продольном разрезе; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1; на фиг. 4 - эластичный надувной клапан при его срабатывании. Устройство для отбора проб грунта содержит керноприемный стакан 1 с хвостовиком 2, которым он соединен с приводом - пневматическим механизмом 3 ударного действия. Внутри керноприемного стакана помещен эластичный надувной кланан 4, управляемый впускным клапаном, выполненным в виде поршня 5 и штока Ь, перемещающегося в хвостовике 2 стакана 1. Шток 6 фиксируется в крайнем нижнем положении посредством фиксатора 7 в хвостовике 2, который входит в верхнюю кольцевую Канавку 8 на штоке. По наружному воздухопроводу 9 через клапан 10 и каналы II, 12 в корпусе стакана подводится воздух. Средняя распределительная кольцевая канавка 13 на штоке служит для сообщения источника давления (на чертеже не иоказан) со звуковым нриспособленнем 14 через канал И. Нижняя распределительная кольцевая канавка 15 штока служит для сообшения источника давления канал 12 с эластичным надувным клананом 4. Надувной клапан для исключения помехи заполнению стакана породой сложен и помеш,ен в кольцевой выемке 16 па внутренней поверхности стакана. Шток 6 впускного клапана выполнен регулируемым по длине для обеспечепия впуска воздуха в зависимости от величины углубления за проход. На нижнем конце штока нмеется поршень 5, восприпимающий давление столбика породы прп заполнении стакана, который приводит в деиствие.впускной клапан. Нижняя часть керноприемного стакана может быть выполнена с внутренней или наружной заточкой нли снабжена сменным башмаком (коронкой). Устройство используют с бурильными трубами, которые присоединяют к верхнему переходнику пневматического механизма 3 ударного действия (трубы используют для подачи воздуха н транспортировки устройства) или с воздухоподводящим рукавом и тросом. Прп спуске в скважину эластичный надувной клапан 4 сложеп и размещен в выемке 16 стакана, шток 6 впускного клапана удерживается в крайнем нижнем положепии фиксатором 7 и перекрывает воздухоподводящие каналы 11, 12. После того, как керноприемный стакан 1 опущен па забой скважины, подают воздух. Пневматический мехаиизм ударного действия начинает работать и забивает керноприемный стакан в грунт. Столбик породы, заполняя стакан, поднимается до поршня 5 на штоке впускного клапана и перемещает его вверх. При движении штока 5 его средняя распределительпая капавка 13 совпадает с воздухоподводящим каналом 11 и часть поступающего под давлепием воздуха пекоторое время используется для подачи звукового сигпала приспособлением 14. Звуковая сигнализация нснользуется в неглубоких скважинах, которые проводятся при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях. Звуковой сигнал оновешает о заполнении керноприемного стакана. Нри дальнейшем движении вверх поршня 5 штока внускного клапана под действием столбика породы воздухонодводяш,ий канал приспособления 14 перекрывается, а нижняя распределительная кольцевая канавка 15 совпадает с воздухоподводяш,им каналом 12. Воздух через каналы 12 поступает па срабатывание надувного клапана 4, который, выходя из выемки 16, надувается и перекрывает сечение кернопрнёмного стакана. Клапан 10 препятствует выходу воздуха из надувного клапана. После прекрашения звукового сигнала (или по отметке на трубах, если сигнализация не применяется) прекращают подачу воздуха до полной остановки пневматического механизма ударного действия и извлекают устройство из скважины, Для извлечения пробы грунта отсоединяют керноприемный стакан 1 от ппевматического механизма ударного действия и при помощи клапана 10 выпускают воздух лз эластичного надувного клапана 4. Использование изобретения значительно повышает точность и качество проб при инженерно-геологических изысканиях при строительстве. Формула изобретения Устройство для отбора проб грунта, включающее керноприемный стакан с хвостовиком, в стенках которого вынолнен основпой воздухоподводящий канал, а также размещенный в стакане эластичный надувной клапан, привод, преимущественно ударного действия, отл ич ающееся тем, что, с целью новышения качества отбора пробы, оно оснащено звуковым приспособлением, а керноприемный стакан выполнен с дополнительным каналом и снабжен поршнем со штоком, выполненным регулируемым по длине и с распределительными кольцевыми канавками, размещенными одна над другой, причем . верхняя часть щтока пропущена через хвостовик, а на внутренней поверхности стакана выполнепа кольцевая выемка, в которой помещен эластичный надувной кланан. Источники информации, принятыево внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 198269, кл. Е 21В 49/02, 1966 (прототип).

16 -