SU1543284A1 - Device for sampling ground - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу. Цель изобретени  - обеспечение возможности работы устройства при его установке в буровую колонну с нереверсивными соединени ми секций. Устройство включает переходник (П) 3, закрепл емый при работе устройства между секци ми 1 буровой колонны, и стакан 4 с закрепленными на нем пальцами 5, размещенными в отверсти х П 3 с возможностью поступательного перемещени  относительно П 3. Стакан 4 подпружинен относительно П 3 и имеет скребки 8 дл  среза грунта со стенок скважины и грунтоприемные окна 9. К стакану 4 прикреплены дебалансы. Подвижна  система устройства, включающа  полый корпус стакана 4 с крышкой 10, скребками 8, дебалансами и пальцы 5 с упорной планкой 6, центр т жести которой смещен относительно оси вращени , под воздействием центробежной силы перемещаетс  к стенке скважины и скребки 8 срезают грунт со стенок, направл   его через окна 9 в полость стакана 4. По окончании процесса вращение бурильной колонны прекращают, пружина 7 возвращает стакан 4 в исходное положение и устройство поднимают на поверхность, где из полости стакана 4 извлекают пробу грунта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to mining. The purpose of the invention is to enable the device to operate when installed in a drill string with non-reversible connections of sections. The device includes an adapter (П) 3 fixed during operation of the device between sections 1 of the drill string, and a bowl 4 with fingers 5 fixed on it placed in the openings of П 3 with the possibility of translational movement relative to P 3. The glass 4 is spring-loaded relative to P 3 and has scrapers 8 for cutting the soil from the borehole walls and ground receiving windows 9. Disbalances are attached to glass 4. The mobile system of the device includes a hollow body of a cup 4 with a lid 10, scrapers 8, unbalances and fingers 5 with a support bar 6, the center of gravity of which is offset from the axis of rotation, moves to the borehole wall under the influence of centrifugal force, and the scrapers 8 cut the soil from the walls sending it through the windows 9 into the cavity of the glass 4. At the end of the process, the rotation of the drill string is stopped, the spring 7 returns the glass 4 to its original position and the device is lifted to the surface, where a soil sample is removed from the cavity of the glass 4. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к горной и строительной промышленности, конкретно к устройствам дл  отбора проб грунта из стенок скважины с целью изучени  его физико-механических свойств и химического состава.The invention relates to the mining and construction industries, specifically to devices for sampling soil from the walls of a well in order to study its physical and mechanical properties and chemical composition.

Цель изобретени  - обеспечение возможности работы устройства при его установке в буровой колонне с нереверсивными соединени ми секций (шнеков или буровых штанг).The purpose of the invention is to enable the device to operate when installed in a drill string with non-reversible connections of sections (augers or drill rods).

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в положении спускоподъема в скважину; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (рабочее положение устройства ) .Figure 1 shows the proposed device in the position of the launch into the well; figure 2 - section aa in figure 1 (the operating position of the device).

Устройство дл  отбора проб грунта установлено между секци ми 1 буровой колонны, имеющей резьбовые (конуные или цилиндрические) соединени  2 и включает переходник 3 с ответными соединени ми и стакан 4, установленный асимметрично оси буровой колонны с помощью пальцев 5, жестко закрепленых на стакане 4 и размещенных в отверсти х , имеющих в переходнике 3 с возможностью поступательного перемещени . На концах пальцев 5 имеетс  упорна  планка 6, между которой и переходником установлена пружина 7.A soil sampling device is installed between sections 1 of a drill string having threaded (stem or cylindrical) connections 2 and includes an adapter 3 with counter joints and a cup 4 mounted asymmetrically with the axis of the drill string with the fingers 5 fixed on the cup 4 and placed in the holes, having in the adapter 3 with the possibility of translational movement. At the ends of the fingers 5 there is a stop bar 6, between which and the adapter a spring 7 is installed.

На боковой поверхности стакана 4, обращенной к стенке скважины, жестко закреплены скребки 8, а впереди них по направлению движени  устройства при работе выполнены грунтоприемные окна 9. Стакан 4 снабжен также крышкой 10, установленной на оси 11 и служащей дл  предупреждени  случайного попадани  грунта в полость стакана , например, при подъеме устройства из скважины.The scrapers 8 are rigidly fixed on the side surface of the cup 4 facing the borehole wall, and the ground receiving windows 9 are in front of them in the direction of movement of the device. The cup 4 is also equipped with a lid 10 mounted on the axis 11 and preventing the soil from accidentally entering the cavity glass, for example, when lifting the device from the well.

Дл  работы устройства в грунтах повышенной твердости, требующих большого усили  прижати  стакана к стенке скважины, на стакане закрепл ютс  дебалансы 12 груза, увеличивающие массу стакана и устанавливаемые приFor operation of the device in soils of increased hardness, requiring a large force of pressing the glass against the wall of the well, unbalances of load 12 are fixed on the glass, increasing the mass of the glass and installed

00

5five

00

5five

00

5five

00

работе также асимметрично по отношению к оси вращени  стакана.the work is also asymmetrical with respect to the axis of rotation of the glass.

Устройство дл  отбора проб грунта работает следующим образом.A device for sampling soil works as follows.

В предварительно пробуренную скважину опускают бурильную колонну с закрепленными между ее секци ми 1 переходником 3 или несколькими переходниками , если пробу грунта необходимо вз ть с нескольких интервалов, при этом режуща  часть скребка 8 не касаетс  стенок скважины.A drill string is lowered into a pre-drilled well with adapter 3 or several adapters fixed between its sections 1 if the soil sample needs to be taken from several intervals, while the cutting part of the scraper 8 does not touch the walls of the well.

При достижении стаканами 4 заданных интервалов буровой колонне придают вращение и стакан 4 с пальцами 5 начинает перемещение по направлению от центра вращени , поскольку подвижна  часть устройства  вл етс  неуравновешенной системой с центром т жести, смещенным от оси вращени  в сторону расположени  скребков. Пружина 7 при этом сжимаетс . Срезанный со стенок скважины скребками 8 грунт через грунтоприемные окна 9 попадает в полость стакана 4.When the cups 4 reach predetermined intervals, the drill string is rotated and the cup 4 with fingers 5 begins to move away from the center of rotation, since the movable part of the device is an unbalanced system with a center of gravity offset from the axis of rotation towards the scrapers. Spring 7 is compressed. Cut from the walls of the borehole scrapers 8 soil through the ground-receiving window 9 enters the cavity of the glass 4.

Если отбор проб необходимо произвести в грунте повышенной твердости , требующей повышенного усили  прижати  скребков к стенке скважины, или требуетс  увеличенна  глубина внедрени  скребков в стенку на стакане закрепл ютс  дебалансы 12, так как величина центробежной силы пр мо пропорциональна массе неуравновешенной вращающейс  системы.If sampling needs to be done in a ground of increased hardness, requiring increased force to press the scrubbers against the borehole wall, or an increased depth of scraper penetration into the wall on the glass is required, unbalances 12 are fixed, since the centrifugal force is directly proportional to the mass of the unbalanced rotating system.

По окончании процесса отбора проб вращение буровой колонны прекращают, пружины 7, рабочее усилие которых рассчитано только на обратное перемещение стакана, возвращают стакан в исходное положение. Буровую колонну поднимают на поверхность, при разъединении ее секций стакан с переходником демонтируют и через крышку 10 из полости стакана извлекают пробу грунта.At the end of the sampling process, the rotation of the drill string is stopped, the springs 7, the working force of which is designed only for the reverse movement of the glass, return the glass to its original position. The drill string is lifted to the surface, when its sections are disconnected, the glass with the adapter is disassembled and a soil sample is removed through the cover 10.

Преимуществом предлагаемого устройства дл  отбора проб грунта поThe advantage of the proposed soil sampling device is

сравнению с известными  вл етс  возможность его работы в нереверсируе- мьгх бурильных колоннах и получение максимального усили  внедрени  в стенку скважины увеличением массы системы стакан - пальцы - планка при повышенных оборотах бурильной колоннCompared to the known ones, it is possible to work in non-reversible drill strings and to obtain maximum penetration force into the well wall by increasing the mass of the glass-to-fingers-slat system at elevated revolutions of the drill strings.

Устройство имеет настолько простую конструкцию, что его изготовление возможно в любых механических мастерских экспедиции по эскизам.The device has such a simple construction that its production is possible in any mechanical workshops of the expedition according to sketches.

Claims (2)

1. Устройство дл  отбора проб грунта, включающее секции буровой колонны и установленные между ними пробоотборники, выполненные в виде стаканов с крышками и скребками, отличающеес  тем, что, с1. A device for sampling soil, including sections of the drill string and samplers installed between them, made in the form of glasses with lids and scrapers, characterized in that .. 54328465432846 целью обеспечени  возможности его работы при установке в буровой колонне с нереверсивными соединени ми секций, устройство снабжено цилиндрическим переходником с отверсти ми на боковой поверхности и средством креплени  в буровой колонне, а стакан пробоотборника установлен асимметрично относительно продольной оси буровой колонны и снабжен жестко закрепленными на нем установленными с возможностью перемещени  в отверсти х переходника и подпружиненными относительно его пальцами.in order to be able to work when installed in a drill string with non-reversible joints of sections, the device is equipped with a cylindrical adapter with holes on the side surface and mounting means in the drill string, and the sampler cup is installed asymmetrically relative to the longitudinal axis of the drill string and fitted with fixed movable in the holes of the adapter and fingers springed relative to it. 2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности его работы в грунтах повышенной твердости, 20 стакан снабжен закрепленными на нем2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to increase the efficiency of its work in soils of increased hardness, the cup 20 is provided with fastened on it 10ten 1515 дебалансами,imbalances фиг. 2FIG. 2