Устройство для отбора проб грунта

 

Изобретение.относится к строительству и может, быть использовано для отбора монолитов с забоя скважин в рыхлых грунтах, в частности в глинистых породах. Цель изобретения - повьппение качества и представительности образцов, а также производительности устройства. Устройство содержит корпус, представляющий собой стакан 1, в котором установлена грунтоприемная гильза 3, выполненная из двух половин, разьемньк по образующей. Стакан имеет переходник 2, а гильза - режущий башмак, образованный двумя полубашмаками. На гильзе свободно установлено кольцо 9, выступом на внутренней поверхности опирающееся на башмак. Наружный диаметр кольца превышает наружный диаметр корпуса и максимальньй башмака. К выступу кольца прикреплены грунтоподрезные гибкие пластины 10, проходящие через окна 11 внутрь грунтоприемной гильзы. В процессе работы кольцо выполняет роль расширителя скважины и привод а для перемещения грунтоподрезных пластин. 2 ил. а S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1427038 А1 (51)4 Е 02 D 1/04 G 01 N 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4213340/24-26 (22) 24.03.87 (46) 30.09.88. Бюл. N 36 (71) Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) С.Н.Гольцов (53) 543.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ff- 263474, кл . Е 02 D f/04 G 01 N 1/08, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА (57) Изобретение, относится к строительству и может. быть использовано для отбора монолитов с забоя скважин в рыхлых грунтах, в частности в глинистых породах. Цель изобретения повышение качества и представительности образцов, а также производитель10

Фиа.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 ности устройства. Устройство содержит корпус, представляющий собой стакан

1, в котором установлена грунтоприемная гильза 3, выполненная из двух половин, разъемных по образующей.

Стакан имеет переходник 2, а гильза режущий башмак, образованный двумя полубашмаками. На гильзе свободно установлено кольцо 9, выступом на внутренней поверхности опирающееся на башмак. Наружный диаметр кольца превышает наружный диаметр корпуса и максимальный башмака. К выступу кольца прикреплены грунтоподрезные гибкие пластины 10, проходящие через окна 11 внутрь грунтоприемной гильзы. В процессе работы кольцо выполняет роль расширителя скважины и привода для перемещения грунтоподрезных пластин. 2 ил.

С: аВЬ

К)

Ю

СО

ОО

14?7G3B

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для отбора монолитов с забоя скважин в рыхлых грунтах, в частности в глинис тык породах .

Цель изобретения — повышение качества и представительности образ. цов, а также производительности устройства.

На фиг. 1 представлено устройство для отбора проб грунта, общий вид; йа фиг. 2 — фрагмент нижней части устройства в процессе отбора грун1 та. 15

Устройство для отбора проб грунта содержит корпус, состоящий из двух частей: наружного стакана 1 с переходником 2 и опережающей стакан грунтоприемной гильзы 3. Грунтоприем-20 ная гильза 3 выполнена разъемной по образующей и состоит иэ двух полу.гильэ 4. В нижней части каждой полугильзы 4 выполнен полубашмак 5, а в верхней — полуднище 6 с полустерж- 25 нем 7. Грунтоприемная гильза 3 опережает стакан 1 таким образом, что между ним и башмаком образован вертикальный зазор а ° Для закрепления грунтоприемной гильзы 3 в стакане 1 в переходнике 2 и полустержнях 7 выполнены соосно отверстия под крепежный болт 8. На грунтоприемной гильзе 3 между стаканом 1 и башмаком

5 установлено с возможностью свободного перемещения вдоль нее кольцо 9, 35 имеющее снаружи бочкообразную форму, а внутри, в средней части, выступ.

Наружный диаметр кольца больше на

2-3 мм, чем наружный диаметр ста- 40 кана 1 и максимальный башмака 5 гильзы 3. С помощью внутреннего выступа кольцо опирается на башмак.

К выступу кольца прикреплены грунтоподрезные гибкие пластины 10, выпол- 45 ненные иэ пружинной стали. Нижние концы пластин заострены. Гибкие пластины 10 в зависимости от свойств отбираемых грунтов могут изготавливаться с различными продольными и.поперечными размерами. В грунтоприемных полугильзах 4 непосредственно над башмаком выполнены прямоугольные окна

11 со скосом внутрь их нижней части, служащие для прохода внутрь гильзы 3 грунтоподрезных пластин 10, В зависимости от способа погружения устройства в грунт переходник 2 соединяют или с колонной штанг (при задавливающем способе погружения), или с ударным патроном, присоединенным к рабочему канату (при забивном способе погружения).

Устройство для отбора проб грунта работает следующим образом.

Устройство, например, при ударноканатном бурении вместе с ударным патроном на канате опускают на забой скважины. При этом кольцо 9 находится на грунтоприемной гильзе 3 в своем нижнем положении (фиг.1), при котором нижние свободные концы грунтоподреэных гибких пластин через окна 11 введены внутрь грунтоприемной гильзы

3. С помощью ударного патрона устройство ударами начинают погружать в грунт. Под действием сильных ударов оно, погружаясь в грунт, башмаком вырезает столбик грунта (монолит), который беспрепятственно заходит в нижнюю свободную часть грунтоприемной гильзы 3. Другая часть грунта, находящегося в начале погружения устройства в плоскости изменяющегося сечения тела башмака 5, сминается и направляется вдоль наружной конусной заточки башмака в зазор между стенкой скважины и корпусом. При дальнейшем погружении устройства кольцо 9 своим нижним торцом достигает начального забоя отбора монолита и упирается в него. С этого момента, имея упор, кольцо 9 остается неподвижным, в то время, как все устройство, в том числе и грунтоприемная гильза 3, при каждом следующем ударе продолжает заглубляться в грунт. Вследствие этого кольцо приближается к нижнему торцу стакана 1, а грунтоподрезные пластины 10, соединенные с кольцом 9, после каждого удара и движения гильзы 3 вниз относительно забоя выходят иэ внутренней полости последней, освобождая проход в нее для грунта. Причем выход грунтоподрезных пластин 10 из грунтоприемной гильзы 3 осуществляется несколько раньше, чем грунт монолита заполнит грунтоприемную гильзу 3 до нижнего уровня окон 11. Начало и конец выхода грунтоподрезных пластин

10 из грунтоприемной гильзы 3 определяются продольными размерами выступа кольца 9, которые подбираются при проектировании. После выхода подреэных пластин 10 из гильзы 3 грунт свободно проходит во внутреннюю по14270ЭЯ

30 лость гильзы Э до конца отбора монолита. При продолжении забивки устройства в грунт в некоторый момент времени выступ кольца 9 упрется в

5 нижний торец стакана 1. В результа— те этого кольцо 9 начнет перемещаться вниз вместе с устройством, сминая грунт, который находится впереди него, и расширяя ствол скважины до размера своего поперечного сечения. Лри этом в месте его прохода стенки скважины будут иметь волнистый профиль, что характерно для ударного погружения в мягкие глинистые грунты различных наконечников переменного сечения.

После окончания рейса отбора монолита устройство с помощью лебедки, например, бурового станка начинают извлекать сначала из грунта, а потом из скважины. При извлечении устройства из грунта на кольцо 9 из-за соприкосновения его со стенками скважины начинает действовать сила тре- 25 ния, направленная в сторону, противоположную движению устройства, и кольцо тормозится, оставаясь на месте, в то время,как стакан с грунтоприемной гильзой Э поднимаются, В результате этого грунтоподрезные пластины 10 по скосам в окнах заходят внутрь заполненной грунтом гильзы Э, внедряются в него, частично подрезают его, ослабляя его поперечное се35 чение. Вследствие этого уменьшается необходимое усилие на разрыв поперечного сечения монолита в плоскости вхо,да пластин 10. При дальнейшем извлечении устройства монолит в ослаблен- 40 ной плоскости отрывается, удерживаясь в грунтоприемной гильзе на пластинах 10 до извлечения на дневную поверхность. На поверхности устройство разбирают и образец грунта извлекают для дальнейшей работы с ним. При этом за счет того, что гильза состоит из двух половин и пластины не сдавливают его, образец сохраняет свои свойства, не повреждается при извлечении. формула изобретения

Устройство для отбора проб грунта, содержащее корпус, выполненный из наружной и внутренней цилиндрических частей, кольцо с упругими пластинами на внутренней поверхности, режущий башмак, установленный на внутренней цилиндрической части корпуса, и переходник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и представительности образцов, а.также производительности устройства, внутренняя цилиндрическая часть корпуса выполнена в виде разъемных по образующей двух полугильэ с .полубашмаками в нижней части и снабжена расположенными на ее верхнем торце полуднищами и полустержнями с соосными отверстиями для крепления, а полугильзы выполнены с расположенными над полубашмаками окнами со скошенными внутрь нижними кромками, при этом кольцо выполнено с внешней бочкообразной поверхностью и выступом на внутренней поверхности, опирающимся на башмак, и установлено с возможностью перемещения вдоль внешней поверхности внутренней цилиндрической части корпуса до упора в торец его наружной части, причем минимальный внешний диаметр кольца превышает внешний диаметр наружной части корпуса и максимальный диаметр башмака, а переходник снабжен болтом для крепления полугильз.

1427038

Фиг. Г

Составитель Г.Веселов

Техред Л.Олейник Корректор Н.Король

Редактор А. Orap

Заказ 4832/29

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4