Грунтонос для вращательного бурения Советский патент 1952 года по МПК E21B25/00 E21B49/02 G01N1/08 

Имеющиеся приборы для отбора из буровых скважин образцов грунта ненарушенной структуры имеют существенные недостатки, а именно: затрачивается много времени на разборку и сборку прибора при взятии образцов грунта, поворачивание внутреннего стакана при вращении корпуса и происходит большая потеря выбуренного грунта при выемке прибора из буровой скважины.

В предлагаемом грунтоносе указанные недостатки устранены тем, что у внутреннего стакана внизу, выполнена съемная часть с тормозными кернорвателями в виде пластинок, расположенных параллельно продольной оси грунтоноса и выступающих за пределы нижнего края его корпуса, а также щарового клапана, помещенного внутри вилкообразного наконечника. Такая конструкция ускоряет извлечение керна, удерживает от вращения вн -тренний стакан и облегчает доступ к щаровому клапану для очистки его при засорении. Такой грунтонос предназначен для взятия отдельных образцов грунта.

У грунтоноса, предназначенного для отбора всей колонки грунта ненарущенной структуры, взамен внутреннего стакана с гильзой в нижней части корпуса, установлена на щарикоподщипниках обойма с пластинками-кернорвателями, а самый корпус имеет съемную часть для отбора образцов грунта.

На фиг. 1 изображен грунтонос для взятия отдельиых образцов (вид сбоку); на фиг. 2 - то же, в продольном осевом разрезе; на фиг. 3 - грунтонос для отбора всей колонки грунта (вид сбоку): на фиг. 4 - то же, в продольном осевом разрезе.

Грунтонос состоит из металлического корпуса / цилиндрической формы, к нижней части которого приварены восемь винтовых лопастей 2 и прикреплен фрезер 3 с зубьями, между которыми в теле корпуса имеются вырезы 4. Нижняя съемная часть 5 корпуса соединяется с

№ 94747- 2 -

основной его частью ленточной резьбой 6. В верхней части корпус заканчивается крышкой 7 с отверстием 8. К корпусу присоединен наконечник 9 вилкообразной формы с верхней конической частью, имеющей резьбу JO для присоединения к буровой штанге. Внутри наконечника над отверстием 8 помешен шаровой клапан 11. Шарик клапана во избежание выпадания удерживается держателями 12, каждый из которых представляет собою ввинченный в крышку 7 корпуса стержень с загнутым концом.

Для подливания через штангу воды, с целью облегчения взятия образцов плотных связных пород, в теле вилкообразного наконечника установлен тройник 13 с трубками 14. Вода попадает через штангу в тройник 13, а оттуда по трубкам 14 в разрыхленную породу между стенками скважины и корпусом грунтоноса.

Внутри корпуса 1 помещен внутренний стакан 15 с нижней съемной частью 16, к которой приварены тормозные лопасти-кернорватели 17, представляющие собою стальные пластинки, расположенные параллельно продольной оси грунтоноса. Втыкаемые в грунт кернорватели, выступающие за нижний край грунтоноса, удерживают внугренний стакан от вращения при вращении корпуса грунтоноса.

Внутренний стакан 15 в верхней части имеет крышку 18 с отверстием, соответствующим отверстию 8 крышки 7 корпуса. Во виутреннем стакане усаановлена разъемная гильза 19. Нижняя часть 16 внутреннего стакана соединена с остальной его частью без резьбы и легко снимается.

После забуривания и выемки грунтоноса из скважины выемка керна из него производится следующим образом.

Отвинчивается и снимается нижняя часть 5 корпуса / и таким образом открываемся нижняя часть 16 внутреннего стакана. При снятии нижней части 16 с кернорвателями 17 обнал ается внутренняя разъемная тонкостенная гильза 19 с керном. Затем гильза 19 вынимается из внутреннего стакана. Если она по каким-либо причинам не бу/дет выдвигаться из стакана, можно использовать имеющиеся в нилсней ее части небольшие отверстия для принудительной выемки гильзы с керном.

При взятии образцов плотных связных пород может быть допущена подливка через штангу одного-двух литров воды в скважину.

Грунто юс для отбора всей колонки грунта также имеет цилиндрический корпус 1 с лопастями 2 в нижней части, фрезером 3 и вырезами 4 между его зубьями для облегчения проникания зубьев в грунт. В верхней части корпус также заканчивается крышкой 7 с отверстием 8 для шарового клапана 11. Поверх крышки к корпусу 1 также присоединен вилкообразный наконечник 9 с верхней конической частью, и.меющий нарезку 10 для присоединения к буровой штанге. Шаровой клапан 11 с держателями 12, тройником 13 и трубками 14 для смачивания грунта, находящегося между корпусом грунтоноса и телом буровой трубы, имеет такую же конструкцию, как и для взятия отдельных образцов грунта (фиг. 1 и 2).

Для отбора грунта в теле корпуса имеется окно, закрываемое съемкой частью 20, которая прижимается барашком болта 21. Внутри нижней части корпуса 1 имеется обойма 22, к которой приварены шесть пластинок-кернорвателей 17. Эти пластинки предназначены для того, чтобы удерживать обойму 22 на месте при вращении корпуса / и, с другой стороны, препятствовать выпадению грунта при выемке наконечника грунтоноса из скважины (после забуривания). Чтобы свести к минимуму трение обоймы 22 о внутреннюю поверхность корпуса, эта обойма в вер:-1гей своей части имеет вь-ггочку, в которую укладываются

стальные шарики 23. При опускании в забой тормозных пластнноккериорвателей обойма упирается не непосредственно в корпус, а в шарики 23.

Удержание грунта от выпадания его пз корпуса при выемке наконечника грунтоноса из скважнны обеспечиваегся также шаровым клапаном 11.

Для отбора образцов грунта из грунтоноса отвинчивается барашек болта 21 на крышке корпуса на величину, обеспечивающую выход съемной части 20 из своего гнезда. Затем нажнмом на планку 24 выдвигается и снимается съемная часть, после чего можно приступить к описанию грунта и отбору образцов для определения его физических характеристик.

Если данный керн (связного грунта) необходимо использовать для определения механических свойств грунта, потребоваться, чтобы образец имел площадь сечения больше, чем можно получить при отборе образцов через окно в корпусе, закрываемое съемной частью. В этом случае керн можно вынуть полностью через верхнюю часть корпуса. Для этого вывинчивают все боковые шпильки 25, прикрепляющие крышку к корпусу, затем крышку снимают и весь керн выиимают из корпуса.

При бурении этим грунтоносом связных грунтов получается длинный столбик ненарушенной структуры грунта.

Для бурения очень плотных гл1ш н суглинков производится подливка через штангу одного-двух литров воды, которая через трубки 14 попадает под фрезер наконечника грунтоноса и размачивает разрыхленную породу между корпусом грунтоноса и стенками скважины.

Предлагаемый груитонос можно использовать как при ручном, так и при механическом вращательном бурении станком и K-50U.

Предмет изобретения

1.Грунтонос для вращательного бурения, состоящий из наружного цилиндрического металлического корпуса, снабженного в нижней части винтовыми лопастями и фрезером с зубьями, и в верхней части - крышкой с присоединенным к ней вилкообразным наконечником; внутреннего стакана с разъемной гильзой и крьаикой, присоединенной к крышке корпуса; шарового клапана над совпадающими отверстиями в крышках, отличающийся тем, что внутренний стакаи имеет виизу съемную часть с тормозными кернорвателями в виде пластинок, расиоложеииых параллельно нродольной оси грунтоноса и выступающих за нижний край его кориуса, а шаровой клапан расположен внутри вилкообразиого наконечника.

2.Грунтонос по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью смачиваиия груита при забуривании, в вилкообразном наконечнике помещен тройник с трубками, выcтyиaющи и за наружное очертание грунтоноса.

3. Грунтонос, по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для ускорения отбора всей колонки грунта ненарушенной структуры, взамен внутреннего стакана с гильзой, в части корнуса установлена на шарикоподшипнике обойма с пластинкамп-кернорвателями, а самый корпус грунтоноса имеет окно для отбора образцов грунта, закрываемое съемной частью.

- 3 -jVo 94747

/7

Фиг