NL1009662C2 - Inrichting voor het nemen van een bodemmonster, alsmede een daarin te gebruiken monstername-inrichting. - Google Patents

Description

Inrichting voor het nemen van een bodemmonster, alsmede een daarin te gebruiken monstername-inrichting

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het nemen van een bodemmonster omvattend een boorbuis, een eerste aandrijfinrichting voor het in de bodem inbrengen van de boorbuis, een monsternamebus welke verplaatsbaar past 5 in de boorbuis en een tweede aandrijfinrichting voor het in de bodem inbrengen van de monsternamebus.

Een dergelijke inrichting is uit de praktijk bekend. Een dergelijke inrichting dient ertoe om bodemmonsters te kunnen nemen voor het vaststellen van de fysische en mechani-10 sche eigenschappen van de bodem ten behoeve van bijvoorbeeld het ontwerpen van funderingen, vaststellen van bodemverontreinigingen, onderzoek naar de geologische wordingsgeschiedenis van de bodem, en dergelijke. Dit onderzoek vindt onder andere plaats door middel van het boren van gaten, waarbij in 15 de bodem van het gat monsters van het sediment worden genomen. Door het boorgat regelmatig te verdiepen, wordt toegang verkregen tot steeds diepere grondlagen waaruit dan telkens monsters genomen kunnen worden zodat een op de behoefte afgestemd continu bodemprofiel kan worden verkregen.

20 Voor het verkrijgen van de bedoelde monsters zijn twee soorten sedimenten te onderscheiden: versteende sedimenten en niet-versteende sedimenten. De uitvinding beoogt te voorzien in een monstername-inrichting die geschikt is voor het nemen van een monster van niet-versteende sedimenten.

25 Monsters van niet-versteende sedimenten worden veelal genomen door een buis in de bodem van het boorgat te drijven en vervolgens deze buis met het verkregen monster uit de bodem te trekken. De mogelijkheden om een buis in de grond te drijven in een grote variëteit van sedimentsoorten, zodanig dat de 30 kern relatief ongeschonden geborgen kan worden, zijn echter beperkt.

Tot de stand van de techniek van het nemen van een bodemmonster in niet-versteende sedimenten behoren de volgende werkwijzen.

1009662 2

Het boorgat kan geboord worden door een stalen buis, met een snij schoen aan de onderzijde, te roteren waarbij een drukkracht op de snij schoen wordt uitgeoefend voor het snij-proces. Tijdens de rotatie wordt vloeistof door de buis naar 5 beneden gepompt die het versneden materiaal afvoert via de annulaire ruimte tussen de hoorbuis en de wand van het geboorde gat. De snijschoen aan de onderzijde van de boorbuis heeft een centrale opening (of kan door het verwijderen van een centraal gedeelte van de snijschoen voor het bemonste-10 ringsproces geopend worden) zodanig dat bemonsteringsappara-tuur toegang heeft tot het sediment beneden het niveau van de snijschoen. De middellijn van het inwendige van de boorbuis is voor gebruik op land veelal beperkt tot 75 a 200 mm en op zee tot 75 a 100 mm. Tengevolge hiervan kunnen monstername-15 apparaten slechts een geringe diameter hebben. Gebruik van grotere middellijnen verhoogt de kosten aanzienlijk in verband met de noodzaak van zwaardere boormachines, groter ruimtebeslag en uiteindelijk, op zee, tot grotere afmetingen van de benodigde vaartuigen. Monsters van de bodem worden genomen 20 door een open pijp (monsternamebus) in de bodem van het gat te drukken of te slaan op een van de navolgende wijzen van werken.

In een eerste bekende werkwijze wordt de monsternamebus verbonden met een serie verlengstangen, en wordt aan 25 het oppervlak op de stangen gehamerd zodanig dat de monsternamebus in de grond wordt gedreven, zie bijvoorbeeld US-A-5.211.248. Deze techniek wordt ook gebruikt bij onderwaterbodems waarbij dan de hamer werkt binnen een omhulling die de werking van de hamer garandeert; zie bijvoorbeeld 30 WO 94/23181. Bij deze wijze van werken kan gebruik gemaakt worden van velerlei soorten machines, bijvoorbeeld gebaseerd op hydraulische of pneumatische hamers met hoge frequenties en hoge efficiëntie. Deze techniek is beperkt tot een diepte waarbij de energie via de verlengstangen tussen oppervlak en 35 gatbodem nog effectief naar de monsternamebus overgedragen kan worden. In de praktijk bedraagt deze diepte enkele tientallen meters in verband met energiereflecties bij de verbindingen tussen individuele stangen, de beperkte stijfheid van de stangen, hun gevoeligheid voor uitbuigen, etc.

1009662 3

Voor grotere diepten worden in een tweede bekende techniek monsters genomen met een zeer eenvoudige heimethode, namelijk door gebruik van een valgewicht dat op en neer gehesen wordt met behulp van een lier aan het oppervlak en door 5 dit gewicht op een slagstuk, bevestigd aan de bovenzijde van de monsternamebus, te laten vallen.

De massa van het valgewicht wordt beperkt door de kleine diameter van de boorbuis. Gewichten in de orde van 50 a 100 kg zijn gebruikelijk. De valsnelheid wordt bepaald door 10 de massa-aantrekkingskracht van de aarde verminderd met vertragende invloeden zoals de weerstand die de boorvloeistof op het valgewicht uitoefent. De vloeistof onder het valgewicht moet verdrongen worden en deze moet langs het valgewicht naar boven stromen; deze weerstand is aanzienlijk daar het valge-15 wicht in een zeer nauwe ruimte moet bewegen. Voorts speelt de kracht die benodigd is om tegen de massatraagheid van de liertrommel in de kabel van de lier af te trekken, en de weerstand die de boorvloeistof op de hijskabel uitoefent een rol. In de praktijk blijkt dat in zeer ondiepe boorgaten een 20 aanzienlijke energie per slag geleverd kan worden. Deze neemt echter sterk af met de lengte van de hijskabel en daarmee met de diepte van het boorgat en, bij boringen op zee, de diepte van het boorgat vermeerderd met de afstand van het schip tot de zeebodem. Op een diepte van 150 a 250 meter, afhankelijk 25 van gebruikte massa van valgewicht en van de gebruikte lier, is de energie zodanig afgenomen dat met deze wijze van werken alleen nog monsters van zachte sedimenten genomen kunnen worden.

Een ander aspect van deze methode bij gebruik op zee 30 betreft de effectiviteit van de slagkracht. Door het deinen van het vaartuig varieert de hijshoogte van het valgewicht en daarmee de valhoogte van het valgewicht. Daar de beschikbare hijshoogte in verband met de totale toegestane lengte van het apparaat beperkt is tot 1 a 2 meter, komt het regelmatig voor 35 dat tijdens het hijsen van het valgewicht de bovenaanslag van de hijshoogte bereikt wordt en een slag naar boven gemaakt wordt. Deze opwaartse slag is zeer nadelig voor de kwaliteit van het te nemen monster. Ook komt het voor wanneer deze techniek op zee wordt gebruikt dat de exacte penetratiediepte 1009662 4 op elk moment slechts bij benadering bekend is, waardoor het regelmatig voorkomt dat de monsternamebus, na geheel gevuld te zijn met sediment, nog verder in de bodem wordt geslagen, hetgeen de kwaliteit van het reeds genomen monster eveneens 5 sterk nadelig beïnvloedt.

Een verder nadeel van deze werkwijze is dat de frequentie van slagen zeer gering is, daar de slagkracht geleverd wordt door met een lier aan het oppervlak het gewicht op te hijsen en telkens zo lang gewacht moet worden dat men ze-10 ker is dat het valgewicht de aanslag heeft bereikt. In de praktijk kan slechts een slag per 5 a 15 seconden geleverd worden.

In een derde bekende techniek worden monsters genomen door de monsternamebus met een hydraulische vijzel in het 15 sediment te drukken. Daartoe wordt de vijzel in het ondereinde van de boorbuis tijdelijk verankerd en aangedreven door een vloeistof die via een slang naar beneden wordt gepompt.

In verband met de geringe diameter kan bij de gebruikelijke vloeistofdrukken een drukkracht van 50 a 100 kN bereikt wor-20 den.

Een alternatieve werkwijze van deze bekende techniek gebruikt de boorvloeistof als drukmedium. Hierbij wordt de boorbuis aan het ondereinde door het bemonsteringsapparaat afgesloten en de boorvloeistof door middel van een pomp aan 25 de oppervlakte onder druk gebracht om de hydraulische drukin-richting aan te drijven. In deze werkwijze moet de drukin-richting bij voorkeur stil staan ten opzichte van de bodem van het gat. Bij gebruik op zee moet daarom de boorbuis waarin het bemonsteringsapparaat is verankerd, verticaal gestabi-30 liseerd worden onafhankelijk van de deining van het vaartuig. Ook moet voldoende reactiekracht geleverd worden. Hiertoe wordt een stellage met voldoende massa op de zeebodem neergelaten en gedurende het bemonsteren wordt de boorbuis vastgeklemd in deze stellage. Tegelijkertijd wordt de bovenzijde 35 van de boorbuis in verbinding gehouden met de hijsinstallatie aan boord van het vaartuig via een deiningscompensator.

Een aspect van het quasi-statisch indrukken van een monsternamebus in het sediment betreft de wrijving die de monsternamebus uitoefent op het binnendringende sediment. Om 1009662 5 het monster niet teveel te verstoren, dient deze wrijving beperkt te worden. In de praktijk betekent dit dat de steek-lengte beperkt is tot 0,5 tot 1,5 meter afhankelijk van het sedimenttype. De in de praktijk haalbare kracht staat veelal 5 toe dat monsters van voldoende grote lengte genomen kunnen worden in stijve kleien en matig dichte zanden. In zeer harde kleien en zeer dichte zanden wordt echter slechts een geringe penetratie bereikt.

Met de uitvinding wordt nu beoogd deze problemen 10 tegen te gaan en een inrichting te verschaffen voor het nemen van een bodemmonster welke geschikt is voor toepassing bij niet-versteende sedimenten en op grote diepten, in zowel zeer harde kleien als zeer dichte zanden.

De inrichting volgens de uitvinding is er daartoe 15 door gekenmerkt, dat voorzien is in een monstername-inrich-ting welke de monsternamebus en een hamerinrichting omvat, dat de hamerinrichting verplaatsbaar is in de hoorbuis, dat bovenop de monsternamebus een aambeeld is voorzien en dat de hamerinrichting dient als de tweede aandrijfinrichting voor 20 de monsternamebus. De toepassing van een dergelijke monster-name-inrichting brengt het voordeel dat een hoge slagfrequen-tie voor het indrijven van de monsternamebus wordt verschaft. Bij het inslaan van monsternamebussen in klei-achtige gronden wordt dientengevolge in het sediment een verhoogde waterspan-25 ning gegenereerd, die de penetratieweerstand die de monsternamebus ondervindt sterk kan verminderen, en daarmee de effectiviteit van de inrichting verhoogt. Doordat de hamerinrichting volgens de uitvinding direct boven de monsternamebus is aangebracht ("down the hole"), wordt een zeer efficiënte 30 en effectieve energie-overdracht verschaft die onafhankelijk is van de diepte waarop het monster moet worden genomen. Het is daarbij voordelig dat de hamerinrichting van het vloeistof aangedreven type is. Bovendien kunnen met de inrichting volgens de uitvinding ook goed lange monsters worden genomen. 35 Het is wenselijk dat de hamerinrichting uitwendig is voorzien van een met het inwendige van de hoorbuis samenwerkend afdichtingsorgaan, en dat de boorbuis bovenzijdig afsluitbaar is. Dit biedt de mogelijkheid dat in de ruimte die wordt begrensd door de bovenzijde van de hamerinrichting en 1009662 6 de bovenzijdig afgesloten boorbuis, een druk wordt opgebouwd die de hamerinrichting laat werken. Daarbij komt dat de verplaatsbare opstelling van de hamerinrichting in de boorbuis het mogelijk maakt dat deze druk de indrijving van de mon-5 sternamebus in het sediment ondersteunt.

Het heeft daarbij voordeel dat de boorbuis aan haar inwendige op een vooringestelde hoogte is voorzien van een groef voor het onderbreken van de werkzaamheid van het af-dichtingsorgaan. Op deze wijze wordt erin voorzien dat wan-10 neer de monsternamebus de gewenste penetratiediepte in het sediment heeft bereikt, de druk boven de hamerinrichting wegvalt, zodat de monsternamebus op haar bereikte penetratiediepte wordt gefixeerd.

In een verder aspect van de uitvinding is het wense-15 lijk dat de hamerinrichting is voorzien van een inwendig verlopend afsluitbaar doorstroomkanaal, welke geopend is wanneer een in de hamerinrichting beweegbaar hamerlichaam op het aambeeld rust en gesloten is wanneer het beweegbare hamerlichaam zich op een distale positie ten opzichte van het aambeeld 20 bevindt. Hiermee fungeert de druk die boven de hamerinrichting wordt opgebouwd, tevens als de aandrijfkracht voor deze hamerinrichting.

Daartoe is dienstig dat het doorstroomkanaal van de hamerinrichting door het hamerlichaam leidt, en dat in dit 25 doorstroomkanaal een ventiel of klep is opgenomen welke in de distale positie van het hamerlichaam op dit hamerlichaam rust en daarbij het doorstroomkanaal afsluit, en dat inwendig de hamerinrichting is voorzien van aanslagnokken waarop het ventiel of de klep rust wanneer het hamerlichaam op het aambeeld 30 rust waarbij dan het doorstroomkanaal is vrijgegeven.

In weer een ander aspect van de uitvinding is de inrichting erdoor gekenmerkt, dat de monsternamebus bij voorkeur aan haar bovenzijde één of meer uitwendig gerichte uit-treknokken heeft, en dat de boorbuis aan haar onderzijde is 35 voorzien van een inwendig gerichte vernauwing. Daarmee kan na voltooiing van de penetratie van de monsternamebus in het sediment deze te zamen met het optillen van de boorbuis eenvoudig uit de bodem van het boorgat door trekken verwijderd worden. Dit kan overigens ook geschieden door de monstername- 1009G62 7 bus met een visapparaat aan een kabel uit de bodem van het boorgat te trekken.

Verder is wenselijk dat de hamerinrichting aan haar bovenzijde is voorzien van een viskop, zodat deze met behulp 5 van een visapparaat uit het boorgat en de hoorbuis verwijderd kan worden.

In weer een ander aspect van de uitvinding is de monsternamebus uitgevoerd met een daarin opgenomen vertra-gingslichaam, en dat boven dit vertragingslichaam de monster-10 namebus is voorzien van één of meer uitstroomopeningen.

Daarmee wordt bewerkstelligd dat de tijdens het inhameren van de monsternamebus optredende vloeistofpiekdruk in de monsternamebus, maar boven het sediment, wordt beperkt. Deze piek-druk heeft een effectiviteitsverminderende invloed op de 15 indrijfefficiëntie van de monsternamebus. Het vertragingslichaam draagt zorg dat de vloeistof die zich boven het sediment in de monsternamebus bevindt, zo snel mogelijk tijdens het indrijven van de monsternamebus deze via de uitstroomopeningen verlaat, zodat de piekdruk beperkt blijft.

20 In weer een ander aspect van de uitvinding is de monsternamebus aan haar bovenzijde voorzien van een eenrich-tingsventiel dat is geplaatst beneden de uitstroomopeningen in de monsternamebus, welk ventiel een gesloten positie inneemt bij onderdruk in de monsternamebus. Hiermee wordt erin 25 voorzien dat het getrokken sedimentmonster tijdens het verwijderen van de monsternamebus uit het sediment zoveel moge-lijk intact blijft, doordat het ventiel bij het terugtrekken van de monsternamebus dan een onderdruk boven het sedimentmonster doet ontstaan.

30 Zinvol is dat het eenrichtingsventiel is uitgevoerd als een op een zitting rustend kogellichaam dat zwaar is uit-gevoerd. Daarmee wordt de zojuist besproken ventielfunctie effectief gecombineerd met het verschaffen van de eerder genoemde piekdruk beperkende maatregel van het vertragingsli-35 chaam.

In een alternatieve uitvoeringsvorm is daartoe het eenrichtingsventiel uitgevoerd als een op een zitting rustend kogellichaam, en is het vertragingslichaam gekoppeld met het 1009662 8 kogellichaam. Wenselijk is daarbij dat het vertragingslichaam een gasgevulde kamer begrenst.

Een andere uitvoeringsvorm van de inrichting is erdoor gekenmerkt, dat deze is voorzien van een in de boorbuis 5 fixeerbare stang die door de monstername-inrichting is gevoerd, en die nabij de onderzijde van de monsternamebus is uitgerust met een plunjerelement met een vloeistofdichte afsluiting, waarbij boven het plunjerelement in de monsternamebus openingen zijn aangebracht. Bij neerwaartse versnelling 10 van de monsternamebus blijft het plunjerelement door fixatie van de stang ten opzichte van de boorbuis op haar plaats, en wordt de vloeistof boven het plunjerelement via de openingen uit de monsternamebus gedreven zodat de piekdruk niet werkzaam is op het binnendringende sediment.

15 Een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting vol gens de uitvinding is erdoor gekenmerkt, dat de monsternamebus en de hamerinrichting separaat en scheidbaar zijn uitgevoerd.

De uitvinding is tevens belichaamd in de losse mon-20 stername-inrichting respectievelijk de afzonderlijke monsternamebus en hamerinrichting die in een boorbuis kunnen worden ingebracht voor het uitvoeren van een monstername. Derhalve worden tevens uitsluitende rechten gevraagd voor een dergelijke afzonderlijke monstername-inrichting, een afzonderlijke 25 monsternamebus en een afzonderlijke hamerinrichting die gekenmerkt zijn door de hiervoor besproken maatregelen.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, welke in fig. 1 een schematisch zicht, deels in doorsnede, 30 van de inrichting volgens de uitvinding toont; in fig. 2 een uitvoeringsvorm van een boorbuis te gebruiken in de inrichting volgens de uitvinding toont; in fig. 3 in groter detail een eerste uitvoerings-I vorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; 35 in fig. 4, 5 en 6 verschillende uitvoeringsvormen van de monsternamebus volgens de uitvinding toont; en in fig. 7 een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont.

1009662 9

Gelijke verwijzingscijfers in de figuren verwijzen naar dezelfde onderdelen.

Verwijzend nu eerst naar fig. 1, wordt een hoorbuis 1 getoond die aan de onderzijde is voorzien van een boorsnij-5 schoen 2. Deze hoorbuis 1 kan op overigens bekende wijze in een bodemsediment 3 zijn ingebracht. Op de diepte waar het bodemmonster genomen moet worden, wordt de boorbewerking met de hoorbuis 1 gestopt, en de boorbuis 1 op bekende wijze aan een vaartuig of de bodemoppervlakte afgehangen. Een monster-10 name-inrichting 4, 8 kan vervolgens in vrije val in de boorbuis 1 neergelaten worden. De monstername-inrichting 4, 8 omvat een monsternamebus (8) die is voorzien van een aambeeld (7), en een hamerinrichting (4). De monsternamebus (8) en de hamerinrichting (4) kunnen ook als losse van elkaar geschei-15 den delen zijn uitgevoerd. De hamerinrichting 4 is uitwendig voorzien van een met het inwendige van de boorbuis 1 samenwerkend afdichtingsorgaan 6. Aan de bovenzijde is de boorbuis 1 afsluitbaar (niet getoond). De monsternamebus 8 heeft aan haar onderzijde een steeksnijschoen 9. Nadat de monstername-20 inrichting 4, 8 op de bodem in het boorgat rust, wordt de boorbuis 1 aan de bovenzijde afgesloten, en wordt boor-vloeistof in de boorbuis 1 gepompt voor het verschaffen van een druk in de ruimte die begrensd wordt door de bovenzijdig afgesloten boorbuis 1 en de hamerinrichting 4. De hamerin-25 richting 4 is voorzien van hierna te bespreken middelen waarmee de vloeistof de hamerinrichting 4 kan passeren.

Fig. 2 toont de groef 13 die aan de binnenzijde van de boorbuis 1 kan zijn aangebracht op een vooraf geselecteerde hoogte die correspondeert met een gewenste inbrengdiepte 30 van de monsternamebus 8. Wanneer de monsternamebus 8 de gewenste diepte bereikt, verzorgt de groef 13 in de boorbuis 1 het onwerkzaam worden van de afdichtingsring 6, zodat de hamerinrichting 4 niet langer werkzaam kan zijn.

De werking van de hamerinrichting 4 zal nu nader 35 worden toegelicht aan de hand van de fig. 3 en 7.

Na het afsluiten aan de bovenzijde van de boorbuis 1, wordt vloeistof, in de regel water, in de ruimte 26 onder druk gebracht. Deze vloeistof kan deze ruimte 26 onder omstandigheden verlaten via de hamerinrichting 4. Daartoe is de 1009662 10 hamerinrichting 4 voorzien van een inwendig verlopend, maar afsluitbaar doorstroomkanaal, welke geopend is wanneer een in de hamerinrichting 4 beweegbaar hamerlichaam 25 op het aambeeld 7 rust, en welke gesloten is wanneer het beweegbare 5 hamerlichaam 25 zich op een distale positie ten opzichte van het aambeeld 7 bevindt. Hiertoe is in de hamerinrichting 4 een klepventiel 23 voorzien dat het doorstroomkanaal, dat tevens door het hamerlichaam 25 is gevoerd, afsluit in de distale positie van het hamerlichaam 25, en dat wanneer het 10 hamerlichaam 25 op het aambeeld 7 rust, afsteunt op aanslag-nokken 24 die zijn aangebracht in het inwendige van de hamerinrichting 4, zodanig dat het klepventiel 23 dan geen afsluiting vormt voor het doorstroomkanaal. De vloeistof die zich onder druk in ruimte 26 bevindt, kan daartoe via openingen 21 15 een ruimte 22 in de hamerinrichting 4 vullen, waarmee bij gesloten ventielklep 23 een druk op het hamerlichaam 25 wordt uitgeoefend, tengevolge waarvan het hamerlichaam 25 naar beneden wordt bewogen. De vloeistof kan daarbij door toepassing van een afdichtende O-ring 14 aan de buitenzijde van het ha-20 merlichaam 25 niet wegstromen. Nadat het hamerlichaam 25 een zekere afstand heeft afgelegd, komt het klepventiel 23 op een zitting met aanslagnokken 24 te rusten, waardoor de vloeistof door het inwendige van het hamerlichaam 25 naar beneden tot voorbij het afdichtingsorgaan 6 en via openingen 30 kan weg-25 stromen in het boorgat.

In de fase dat ventielklep 23 nog gesloten is, wordt zodoende een snelle neerwaartse beweging opgelegd aan het hamerlichaam 25, die doorzet na het zich openen van het klepventiel 23 tengevolge van de massatraagheid van het hamerli-30 chaam 25, zodat dit hamerlichaam 25 op het aambeeld 7 zal slaan. Bij deze beweging wordt tevens een veer 27 ingedrukt die is gespannen tussen het hamerlichaam 25 en het aambeeld 7. Door de aanslag van het hamerlichaam 25 op het aambeeld 7 stuitert het hamerlichaam 25 weer omhoog, daarbij ondersteund 35 door de veer 27. Door dit omhoog bewegen van het hamerlichaam 25 wordt na enige tijd het klepventiel 23 van de aanslagnok-* ken 24 gelicht en het doorstroomkanaal gesloten, zodat een j nieuwe arbeidcyclus kan aanvangen.

1009662 11

In fig. 7 is de inrichting volgens de uitvinding alternatief uitgevoerd met een doorgaande stang, die aan haar bovenzijde is voorzien van een constructie-element 53 waarmee de stang kan worden vergrendeld in een groef 52 in de boor-5 buis 1. Aan de onderzijde is de stang voorzien van een plun-jerelement 55 die nauw sluit in de steekmond van de monster-namebus 8 en voorzien is van een vloeistofdichte afsluiting 56. Na het neerlaten van de hamerinrichting 4 in de boorbuis 1 rust het constructie-element 53 op een rand 57 in de boor-10 buis 1. Op overigens bekende wijze worden dan pallen 51 werkzaam die in de groef 52 van de boorbuis 1 steken. De doorgaande stang en de plunjer 55 blijven tijdens de neerwaartse versnelling van de monsternamebus 8 onbeweegbaar op hun plaats, tengevolge waarvan vloeistof die zich in de monster-15 namebus 8 bevindt door de stilstaande plunjer 55 worden uitgedreven via openingen 58.

In de fig. 1, 3 en 7 is voorts nog de vernauwing 11 getoond aan de onderzijde van de boorbuis 1, alsmede uitwendig gerichte uittreknokken 12 op de buitenomtrek van de mon-20 sternamebus 8. Deze uittreknokken 12 leveren in samenwerking met de vernauwing 11 aan de onderzijde van de boorbuis 1 op dat bij terugtrekken van de boorbuis 1 de monsternamebus 8 wordt meegetrokken. Bij die beweging worden zekere inrichtingsdelen van de monsternamebus 8 werkzaam, die nu 25 zullen worden toegelicht aan de hand van de fig. 4, 5 en 6. Tevens zal hierbij de werking van onderdelen van deze monsternamebus 8 worden toegelicht die werkzaam zijn bij het indrijven van de monsternamebus 8 in het bodemsediment.

In de fig. 4, 5 en 6 is de monsternamebus 8 uitge-30 voerd met een daarin opgenomen vertragingslichaam 39, 40 en 47. Nabij het vertragingslichaam is voorzien in uitstroomope-ningen 58. Tengevolge van de slag van het hamerlichaam 25 op het aambeeld 7 wordt een neerwaartse versnelling opgelegd aan de monsternamebus 8, die tengevolge hiervan in het sediment 3 35 penetreert. De vloeistof die zich binnen de monsternamebus 8 boven de sedimentkolom 10 bevindt, stroomt weg door de openingen 58. Zonder nadere maatregelen leidt de neerwaartse versnelling van de monsternamebus 8 door het in de monsternamebus 8 binnendringen van het sediment tot een sterke piek- ί ö 096 62 12 druk in de vloeistof die zich in de monsternamebus 8 boven het sediment 10 bevindt. Dit werkt het binnendringen van het sediment 10 in de monsternamebus 8 tegen. Om de piekdruk in de vloeistof tegen te gaan, wordt bijvoorbeeld zoals getoond 5 in fig. 4, een vertragingslichaam 39 met grote soortelijke dichtheid in de monsternamebus 8 opgenomen. Bij neerwaartse versnelling van de monsternamebus 8 staat dit vertragingslichaam 39 door haar massatraagheid virtueel stil, en oefent dan een kracht uit op de vloeistof die zich boven dit vertra-10 gingslichaam 39 bevindt, tengevolge waarvan deze vloeistof versneld zal wegstromen door de openingen 58. Het vertragingslichaam 39 kan tevens, zoals in fig. 5 getoond, zijn uitgevoerd als een verzwaarde kogel 40 die op een klepzitting 43 rust.

15 Het in de fig. 4, 5 en 6 getoonde inrichtingsventiel 40, 43 heeft de volgende functie. Tijdens het uittrekken van de monsternamebus 8 uit het sediment, wordt een neerwaartse kracht uitgeoefend op de sedimentkolom 10 die zich in de monsternamebus 8 bevindt door de zuiging in het sediment ter 20 plaatse van de steekschoen 9. Bij het terugtrekken van de monsternamebus 8 rust de kogel 40 op de zitting 43, tengevolge waarvan een vacuüm wordt getrokken beneden het ventiel 40, 43, zodat weerstand wordt geboden aan het vacuüm dat optreedt ter plaatse van de steekschoen 9 van de monsternamebus 8 en 25 het monster onaangetast uit het boorgat kan worden uitgenomen. De werking van het afsluitventiel 40, 43 wordt daarbij ondersteund door een veer 42 die de kogel 40 op haar zitting 43 dringt.

In fig. 6 wordt een uitvoeringsvorm getoond waarin 30 een kamer 45 aan de bovenzijde van de monsternamebus 8 wordt toegepast, die met een gas is gevuld op een via een ventiel 50 in te stellen druk die iets lager is dan de verwachte vloeistofdruk in de zich in de monsternamebus 8 bevindende vloeistof bij het inhameren van de monsternamebus 8. Aan haar 35 onderzijde is de kamer 45 afgesloten met een zwaar deksel 47 uit een materiaal met een grote dichtheid. De kogel 40 is met dit zware deksel 47 verbonden. Bij de neerwaartse versnelling van de monsternamebus 8 staat het deksel 47 virtueel stil aangezien in verhouding slechts een geringe kracht nodig is 1009662 13 voor compressie van het gas dat zich in de kamer 45 bevindt. De overtollige vloeistof binnen de monsternamebus 8 kan vervolgens via openingen 58 naar buiten treden.

1009662

Claims (18)

1. Inrichting voor het nemen van een bodemmonster omvattend een hoorbuis, een eerste aandrijfinrichting voor het in de bodem inbrengen van de hoorbuis, een monsternamebus welke verplaatsbaar past in de hoorbuis en een tweede aan- 5 drijfinrichting voor het in de bodem inbrengen van de monsternamebus, met het kenmerk, dat voorzien is in een monster-name-inrichting (4, 8) welke de monsternamebus (8) en een hamerinrichting (4) omvat, dat de hamerinrichting (4) verplaatsbaar is in de hoorbuis (1), dat bovenop de monstername-10 bus (8) een aambeeld (7) is voorzien en dat de hamerinrichting (4) dient als de tweede aandrijfinrichting voor de monsternamebus (8) .

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de hamerinrichting (4) van het vloeistofaangedreven type 15 is.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hamerinrichting (4) uitwendig is voorzien van een met het inwendige van de hoorbuis (1) samenwerkend af-dichtingsorgaan (6), en dat de hoorbuis (1) bovenzijdig af- 20 sluitbaar is.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de boorbuis (1) aan haar inwendige op een vooringestelde hoogte is voorzien van een groef (13) voor het onderbreken van de werkzaamheid van het afdichtingsorgaan (6).

5. Inrichting volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de hamerinrichting (4) is voorzien van een inwendig verlopend afsluitbaar doorstroomkanaal, welke geopend is wanneer een in de hamerinrichting (4) beweegbaar ha-merlichaam (25) op het aambeeld (7) rust en gesloten is wan-30 neer het beweegbare hamerlichaam (25) zich op een distale positie ten opzichte van het aambeeld (7) bevindt.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het doorstroomkanaal van de hamerinrichting (4) door het hamerlichaam (25) leidt, en dat in dit doorstroomkanaal een 35 ventiel of klep (23) is opgenomen welke in de distale positie van het hamerlichaam (25) op dit hamerlichaam rust en daarbij 1009662 het doorstroomkanaal afsluit, en dat inwendig de hamerinrich-ting (4) is voorzien van aanslagnokken (24) waarop het ventiel of de klep (23) rust wanneer het hamerlichaam (25) op het aambeeld (7) rust waarbij het doorstroomkanaal is vrijge-5 geven.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de monsternamebus (8) bij voorkeur aan haar bovenzijde één of meer uitwendig gerichte uittreknokken (12) heeft, en dat de boorbuis (1) aan haar onderzijde is 10 voorzien van een inwendig gerichte vernauwing (11).

8. Inrichting volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de hamerinrichting (4) aan haar bovenzijde is voorzien van een viskop (5).

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, 15 met het kenmerk, dat de monsternamebus (8) is uitgevoerd met een daarin opgenomen vertragingslichaam (39, 40, 47), en dat nabij dit vertragingslichaam de monsternamebus (8) is voorzien van één of meer uitstroomopeningen (58).

10. Inrichting volgens een der conclusies 1-9, met 20 het kenmerk, dat de monsternamebus (8) aan haar bovenzijde is voorzien van een eenrichtingsventiel (40, 43) dat is geplaatst beneden de uitstroomopeningen (58) in de monsternamebus (8), welk ventiel (40, 43) een gesloten positie inneemt bij onderdruk in de monsternamebus (8).

11. Inrichting volgens conclusie 9 en 10, met het kenmerk, dat het eenrichtingsventiel (40, 43) is uitgevoerd als een op een zitting (43) rustend kogellichaam (40) dat zwaar is uitgevoerd.

12. Inrichting volgens conclusie 9 en 10, met het 30 kenmerk, dat het eenrichtingsventiel (40, 43) is uitgevoerd als een op een zitting (43) rustend kogellichaam (40), en dat het vertragingslichaam (47) is gekoppeld met het kogellichaam (40) .

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het ken-35 merk, dat het vertragingslichaam (47) een gasgevulde kamer (45) begrenst.

14. Inrichting volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een in de boorbuis (1) fixeerbare stang die door de monstername-inrichting (4, 8) is 10C9662 gevoerd, en die nabij de onderzijde van de monsternamebus (8) is uitgerust met een plunjerelement (55) met een vloeistofdichte afsluiting (56), waarbij boven het plunjerelement (55) in de monsternamebus (8) openingen (58) zijn aangebracht.

15. Inrichting volgens een der voorgaande conclu sies, met het kenmerk, dat de monsternamebus (8) en de hamer-inrichting (4) separaat en scheidbaar zijn uitgevoerd.

16. Monstername-inrichting zoals beschreven als onderdeel volgens een der conclusies 1-14.

17. Hamerinrichting zoals beschreven als onderdeel van de inrichting volgens conclusie 15.

18. Monsternamebus zoals beschreven als onderdeel van de inrichting volgens conclusie 15. 1009662