Вакуумный грунтонос Советский патент 1982 года по МПК E02D1/02 E02D1/04 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для отбора образцов грунта с ненарушенной структурой из буровых скважин, а также со дна водоема.

Известен грунтонос, представляющий собой устройство вакуумного действия поршневого типа с выпускными клапанами, включающий корпус, башмак, приемную гильзу, клапан, головку скрышкой, шток с ползуном, поршень с каналами, ограничители хода, пружину С1..

Недостатком указанного грунтоноса является то, что он не обеспечивает получения Проб грунта с ненарушенной структурой в результате засорения клапана шламом и встречного движения поршня, так как в этих условиях проба грунта, поступакяцая в приемный цилиндр, уплотняется. Кроме того, устройство имеет сложную конструкцию.

Известна также конструкция вакуумного грунтоноса, включающего крышку, наружный корпус и приемную гильзу С21.

Однако данный грунтонос неработоспособен в условиях отбора проб из песчано-глинистых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, так как клапан, которым снабжен грунтонос, предназначен для пропуска воздуха и не приспособлен для свободного пропуска шлама.

Наличие поршня, полого штока и клапанов в значительной мере усложняет его конструкцию, а также и эксплуатацию, вызывая после каждого подъема пробы грунта необходимость выполнять прочистку клапана.

Целью изобретения является получение проб ненарушенной структуры песчано-глинистых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, а также упрощение конструкции грун гоноса и удобство его эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в вакуумном грунтоносе, включающем крышку, наружный корпус и приемную гильзу, крышка и корпус выполнены с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, снабжены уплотнениями и имеют совмещающиеся между собой окна одинакового геометрического размера.

На фиг. 1 показан грунтонос при .задавливании, разрез; на фиг.. 2 грунтонос при извлечении, разрез. Вакуумный грунтонос включает в себя составную, крышку 1, выполненную из переходника 2 и навинченной на него головки 3, наружный корпус 4, внутри которого установлена приемная бумажно-парафинированная гильза 5, навинченный на корпус 4 баш мак б, уплотнения 7-10. Уплотнения 7-9 выполнены в виде сальников, а у лотнение 10 - в видеманжеты.Крьпика 1 выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении относительно корпуса 4. Крышка 1 и корпус 4 соответственно снабжены окнами.11 и 12. Окна 11 и 12 соосно совмещены, когда корпус 4 вдвинут до упора в крышке (фиг. 1) и перекрйваются, когда крыш ка 1 выдвигается относительно корпу са 4 (фиг.2)., При этом уплотнения 9 обеспечивают герметичность внутре ней полости грунтоноса в момент перекрытия окон 11 и 12 (фиг. 2). Ман жета 10 предупреждает попадание шла ма в зазор .между стенками крышки 1 корпуса 4. Башмак 6 снабжен выступом 13. Грунтонос работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1) грунтонос опускается на забой. При этом полость грунтоноса заполняется шламом, который свободно проходит через совмещенные окна 11 и 12. Ъ процессе задавливания грунтоноса грунт ненарушенной структуры поступает в приемную гильзу 5, а шлам вытесняется через совмещенные окна 11 и 12 крноики 1 и корпуса 4. Условия свободного выхода шлама из внут ренней полости соблюдены, когда пло щадь сечения башмака по величине не больше суммы площадей совмещенны окон одинаковых геометрических размеров f определяемых соотношением . S 4 nS Q, где S - площадь внутреннего сечения башмака;. п - количество совмещенных окон Sg- площадь окна.. После заполнения приемной гильзы 5 грунтом производится подъем грунтоноса. В первую очередь в движение вовлекается крьошка 1, в результате чего происходит ее перемещение относи тельно неподвижного наружного корпуса Корпус 4 удерживается в грунте сила ми трения и сцепления грунта по боковой поверхности наружного корпуса и зацеплением выступа 13 башмака б уплотненного грунта, окружающего ег В момент полного перекрытия окон 11 и 12 крышки 1 и корпуса 4 происхоит герметизация внутренней полости грунтоноса, в результате чего образуется вакуум, необходимый для отрыва и удержания отобранной пробы (фиг. 2). После извлечения грунтоноса на дневную поверхность отвинчивается башмак б и извлекается парафинированная гильза 5 с пробой грунта ненарушенной структуры. Затем грунтонос промывается, устанавливается новая бумажно-парафинированная гильза 5, нижний палец которой загибается и фиксируется путем навинчивания башмака б на корпус 4. Корпус 4 устанавливается в исходное положение до совмещения окон 11 и 12. Предлагаемый грунтонос обеспечивает свободный выход шлама из полости грунтоноса в процессе его задавливания, что предотвращает возможность переуплотнения пробы грунта, отличается простотой конструкций, так как состоит из двух основных деталей - крышки и корпуса, а также удобством обслуживания и надежностью в работе. Конструктивное решение предложенного грунтоноса не допускает засорения шламов работающих деталей грунтоноса вовремя его задавливания и извлечения.Кроме того,промывка(очистка) грунтоноса не требует егоразборки с последующей сборкой,аоперации поподroiltJBKe грунтоноса к работе сводятся к свинчиванию и навинчиванию башмака и установке гильзы. Формула изобретения Вакуумный грунтонос, включающий крышку, наружный корпус и приемную гильзу, отличающийся тем,, что, с целью получения проб ненарушенной структуры песчано-глинистых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, упрощения конструкции грунтоноса и удобства его эксплуатации, крышка и корпус установлены с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, снабжены уплотнениями и выполнены с совмещающимися между собой окнами одинакового геометрического размера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 369215, кл. Е 02 D 1/02, 197.1. 2.Авторское свидетельство СССР № 329281, кл. Е 02 D 1/04, 1970 (прототип).

Фиг.1

Фиг.2