Забивной грунтонос Советский патент 1981 года по МПК E21B49/02 G01N1/04 

1

Изобретение относится к горному делу, к средствам для отбора образцо породы при инженерных изысканиях.

Известны забивные грунтоносы, содержащие корпус с переходником, режущим наконечником и двухстворчатым клапаном 1.

Недостатком таких грунтоносов является низкая надежность клапана перемещаемого только весом породы внутри грунтоноса.

Более совершенными при бурении по слабосвязанным порЬдам являются . грунтоносы, где перемещение створок клапана осуществляется принудительно

Известный грунтонос содержит спускаемый на штангах корпус с переходником и режущим наконечником, установленный внутри корпуса керноприемник, а также клапан с принудительно перемещаемыми створками 2.

Однако бурение таким устройством и отбор пробы требует последовательных рейсов, с извлечением породы или предварительной проходки скважины до заданного интервала, что в слабоЬвязанных породах сопряжено с осложнениями из-за прихватов и отвалов.

Цель изобретения,- повышение эффективности бурения в слабосвязанных

породах за счет погружения грунтоно- са до заданного интервала без отбора пробы.

Указанная цель достигается тем,

что известный грунтонос снабжен соединенным с переходником ступенчатым штоком с пружиной сжатия и двумя взаимодействукицими друг с другом и

пружиной упорами, установленными на

ступенях штока с возможностью осевого смещения, при этом нижний упор соединен с керноприемником и выполнен с диаметральным пазом, а верхний снабжен пружиной растяжения для по-ворота его вокруг штока и выполнен с выступом под паз нижнего упора.

Для достижения указанной цели режущий наконечник снабжен диаметрально расположенной между створками клапана пластиной, а в керноприемнике выполнен продольный паз под диаметральную пластину.

На фиг. 1 изображен общий вид забивного грунтоноса в разрезе на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. If на фиг. 3 - забивной грунтонос в рабочем положении, разрез; на Фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид

В на фиг. 3.

Забивной грунтонос имеет керноприемник 1, подвижной в осевом направлении относительно керноприемника кольцевой режущий наконечник 2, двухстворчатый клапан 3, диаметральную I пластину 4, укрепленную концами в ре жущем наконечнике 2, и сопряженный с корпусом керноприемника 1 посредство пазов 5. В нижней части режущего накйнечника 2 установлена диаметральна пластина 6 с вертикальными направляющими пластинками 7, Переходник 8 соединен со ступенчатым штоком 9, на котором установлены верхний упор 10 и нижний упор 11.

Нижний упор 11 выполнен в виде цилиндрической вставки, имеющей центральное отверстие - под ступень штока 9 и диаметральный паз. Упор 11 содинен с верхней частью корпуса 1 и сопрягается со штоком 9 с возможност относительного перемещения в осевом направлении. Верхний упор 10 имеет выступ, выполненный по форме паза упора 11, и центральное отверстие, посредством которого упор сопрягается со штоком 9 с возможностью поворота вокруг оси последнего. В верхней части упор 10 соединяется с переходником 8 посредством пружины растяжения 12, установленной в поперечной плоскости грунтоноса. Между нижней ступенью штока 9 и нижним упором 11 установлена пружина сжатия 13. Глубина диаметрального паза нижнего упора 11 и высота выступа верхнего 10 больше величины хода режущего наконечника 2 относительно корпуса керноприемника 1.

Керноприемник 1 размещается в полости корпуса 14, который своим ниним срезом соединен с режущим наконечником,2, а верхним взаимодействует с переходником 8.

Керноприемник 1 в нижней части имеет кольцевой упор 15, ниже которого симметричными вырезами от плоскости упора 15 образованы диаметрально расположенные направляющие 16, в которых выполнены пазы 5 под концы диаметральной пластины 4. Под пазами 5 укреплена концами направляющих 16 ось 17 двухстворчатого клапана 3.

Режущий наконечник 2 (фиг. 5). на внутренней поверхности имеет кольцевой выступ 18, ниже которого выполнен режущие кромки, расположенные в Двух симметричных пересекающихся плоскостях. В нижней части режущие кромки разделены диаметрально расположенными направляющими 19, связанными диаметральной пластиной 6.Выше направляющих 19 своими концами укреп лена диаметральная пластина 4.

Забивной грунтонос работает следующим образом.

Перед началом бурения грунтонос переводится в транспортное положение

(фиг. 1). .Для этого упор 10 поворачивается вокруг оси вращения до совпадения его выступа с пазом упора 11 Под действием пружины 13 выступ упора 10 перемещается в полость паза упора 11, а переходник 8 перемещает вниз относительно корпуса керноприемника наружную трубу 14 с режущим наконечником 2. При этом диаметральная пластина 4 раздвигает створки клапана 3, которые перекрывают входное отверстие режущего наконечника 2. Грунтонос соединяют с источником ударных импульсов и приступают к бурению. После достижения грунтоносом заданной глубины выключается ударный механизм и дается натяжка грунтоноса вверх. При этом переходник 8 перемещается вверх относительно керноприемника и корпуса 14, выступ упора 10 выходит из паза упора 11 и пружиной 12 разворачивается относительно паза на некоторый угол (фиг. 3 и 4). Далее, снимается натяжка инструмента и включается ударный механизм.

Так как в этом положении переходник 8 сопряжен с керноприемником посредством последовательно сопряженных упоров 10 и 11, то ударные импульсы перемещают Керноприемник вниз относительно корпуса 14 до сопряжения упоров 15 с выступами 18. Перемещается вниз относительно диаметральной пластины 4 и клапан 3, створки которого смлкаются. Входное отверстие режущего наконечника 2 открывается (фиг.

По мере перемещения грунтоноса в заданном интервале, полость корпуса керноприемника заполняется керном. В конце проходки выключается ударный механизм и грунтонос извлекается на поверхность. При этом, как только нанется перемещение переходника 8 вверх, перемещается вверх относительно корпуса 14 Керноприемник 1 и клапан 3 перекрь вает входное отверстие режущего наконечника 2.

Выполнение предлагаемого грунтоноса обеспечивает в течение одного рейса проходку скважины до заданного интервала отбора керна и отбор керна в заданном интервале без применения обсадной колонны и без предварительного бурения.

Формула изобретения

1. Забивной грунтонос,содержаиций спускаемый на штангах корпус с пере ходником и режущим наконечником, установленный внутри корпуса керноприемник, а также клапан с принудительно перемещаемыми створками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения в с.пабосвязанных породах за счет погружения грунтоноса до заданного интервала без отбора пробы, он снабжен сое диненным с переходником ступенчатым штоком с пружиной сжатия и двумя взаи модействующими друг с другом и пружиной упорами, установленными на ступенях штока с возможностью осевого смещения, при этом нижний упор соединен с керноприемником и выполнен с диаметральным пазом, а верхний снабжен пружиной растяжения для поворота его вокруг штока и выполнен с выступом под паз нижнего упора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что режущий наконечник снабжен диаметрально распо-ложенной между створками клапана пластиной, а в керноприемнике выполнен продольный паз под диаметральную пластину. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ребрик Б.М. Ударное бурение грунтов, м., Недра, 1976, с. 165166. 2.Толокнов Н.Н. и др. Опробование геологоразведочных скважин по шламу. Серия XI, м., ВИМЭС, 1974, рис. 18.

/5

Фиг.1

Фиг. 2

Фиг.3

5-5

ФигЛ