NO119256B - - Google Patents

Description

Anordning for prøvetagning av mineraler og bergarter.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en anordning for prøvetagning av mineraler og bergarter ved håmmerboring med væskespyling, hvor de borete hull vanligvis tjener til sprengning av fjellet.

Ved slik boring foregår væskespylin-gen slik at vann tilføres til borhullet gjennom en sentral kanal i borstålet og at vannet deretter under strømning langs borstålets utside fører bormelet med mot borhullets munning.

Man har allerede foreslått i forbindelse med boring av hull etter denne me-tode å fjerne bormelet fra borhullet kvantitativt ved hjelp av en anordning, som består av et rør som omgir borstålet konsentrisk, hvilket rør på utsiden er forsynt med et organ for tetning av rørets utside mot borhullets innside, et med overløp forsynt kar for oppsamling av spylevæsken og bormelet fra røret, samt en anordning for utskillelse, av bormelet fra spylevæsken som strømmer ut over overløpet. Ved det nevnte tetningsorgan sikres det, at alt det dannete bormel ved borhullets bunn føres under trykk av spylevæsken mot borhullets munning og på sin vei til oppsamlingskaret passerer gjennom røret i den spalte som dannes mellom rørets innside og borstålets utside. Det anvendte oppsamlingskar, som det nevnte rør er fast forbundet med, er utstyrt med en i siden anbragt lukt, gjennom hvilken bormelet og spylevæsken delvis kan avtappes og delvis må avskrapes, hvis bormelet skal tas vare på kvantitativt. Videre har veggen til oppsamlingskaret vært utstyrt med en rekke

vertikalt over hverandre anbragte hull,

som har tjent som overløp, men noen spesielt utformete anordninger for kvantitativt å oppsamle den spylevæske som strøm-mer ut gjennom disse hull er ikke funnet, skjønt hensikten har vært å ta vare på denne og ved sedimentering i et kar å fra-skille dens innhold av bormel.

Den ovenfor beskrevne, kjente prøve-tagningsanordning lider av visse mangler, idet en omsorgsfull oppsamling av alt det bormel som svarer til en viss lengde av borhullet, har vært besværlig, arbeidskre-vende og tidsspillende. Foreliggende oppfinnelse går nu ut på å eliminere disse vanskeligheter, slik at man med lite ar-beidskrevende forholdsregler raskt og effektivt kan oppsamle alt det bormel som kommer fra en viss borestrekning i borhullet, og i laboratoriet ved analyse av f. eks. halvmeter for halvmeter, kan iaktta sammensetningen av det gjennombor ete fjell. De derunder oppnådde resultater blir naturligvis middelverdien for de re-spekive borstrekninger. Anordningen ifølge oppfinnelsen, som gjør det mulig å oppnå dette resultat, er hovedsakelig karakterisert ved oppsamlingskaret er anordnet lett fjernbart fra prøvetagningsanordningen og forsynt med organ for bortledning av all den spylevæske som strømmer ut over over-løpet og som inneholder resten av bormelet, til en slamakkumulerende sentrifugalseparator med lett f jernbar rotor. Den måte oppsamlingskaret fjernes på kan naturligvis i prinsippet være arrangert på forskjellig måte.

Tanken bak foreliggende oppfinnelse er at man, etter at den strekning av fjellet, som skal undersøkes, er gjennomboret, fra tid til annen avbryter spylevæsketil-førslen til prøvetagningsanordningen og borearbeidet, eller uten å avbryte dette sistnevnte, bare frakobler spylevæsken fra prøvetagningsanordningen, stanser sentrifugalseparatoren, fjerner oppsamlingskaret fra prøvetagningsanordningen, tar rotoren med det deri værende oppsamlete bormel ut av separatoren og sender oppsamlingskaret f. eks. en bøtte eller spann som er lett å bære, samt rotoren, hensiktsmessig anbragt i karet eller bøtten, til laboratoriet for analyse av bormelet. I praksis er det hensiktsmessig å anvende flere likt utførte oppsamlingskar og rotorer, slik at man kan innsette et nytt kar og en ny rotor mens de øvrige befinner seg på laboratoriet for analyse av bormelet. Herved kan man etter avbrytelsen for bytte av respektive ap-paratdeler fortsette prøvetagningen for en ny borhull-lengde.

Ifølge en hensiktsmessig utførelse av oppfinnelsen munner røret ut i en hette med traktorformet bunnavløp, under hvilket sistnevnte oppsamlingskaret er anbragt. Ved hjelp av hetten oppsamles all den fra røret utstrømmende spylevæske, som deretter på grunn av det traktformete bunnavløp, renner ned i oppsamlingskaret. Hetten er hensiktsmessig forsynt med ett eller flere, fortrinsvis på langs innstillbare støtteben, som tjener til eller medvirker til å bære hetten. Den spylevæske som strøm-mer inn i hetten gjennom røret er tilbøye-lig til å skvette omkring i hetten, og for å hindre dette og samtidig styre væskestrøm-men i retning ned mot avløpet, kan man inne i hetten anbringe en skjerm, f. eks. i form av et gummiskjold, som er forsynt med et hull for at borstålet kan gå gjennom.

Den i hetten innstrømmende spylevæske er spesielt ved boring i horisontal retning eller i retning mere eller mindre oppover, tilbøyelig til, trots anordningen av den ovennevnte skjerm, å strømme ut langs borstålet og ut fra hetten hvorved en del av bormelet ville gå tapt. For å hindre dette kan man i hetten anbringe trykkluftmunn-stykker, som er rettet slik at de luftstråler som går ut fra dem hemmer spylevæskens fortsatte strømning ut langs borstålet.

Fjernelsen av oppsamlingskaret kan

etter en hensiktsmessig utførelse tilveie-bringes derved at karet er oppstilt i en til. sentrifugalseparatoren ledende trakt, som er lett fjernbart opphengt i prøvetagnings-anordningen, med fordel i den ovenfor om-talt hette, og som tjener til å motta den

over oppsamlingskarets overløp utstrøm-mende spylevæske. For at man ved bort-tagning av oppsamlingskaret skal slippe å stille ned trakten som det er oppstilt i, på marken, hvilket forårsaker visse vanskeligheter, kan man anordne en alternativt nedre opphengningsstilling for trakten, i hvilken stilling oppsamlingskaret, der som ovenfor nevnt kan utgjøres av en bøtte, lett kan løftes ut av trakten uten å hindres av hettens traktformete bunnavløp.

Under oppsamlingskarets overløp kan man anordne en skjerm for å avlede den over overløpet utstrømmende væske ned mot trakten, slik at ikke noe av væsken havner utenfor denne.

Ved anordningen ifølge oppfinnelsen tilsiktes det å tilveiebringe den hovedsa-kelige fraskillelse av bormelet fra spylevæsken i selve oppsamlingskaret. For dette øyemed gjelder det å tilveiebringe så rolige og jevne forhold som mulig i væsken som befinner seg i karet, slik at bormelet ikke i unødig stor utstrekning følger med spyle-vannet over overløpet. I denne anledning er det funnet heldig å anordne overløpet i form av flére i jevn fordeling langs oppsamlingskarets periferi anbragte hull, som således skal ligge langs en horisontal linje. For at utstrømningen gjennom hullene ikke skal bli sterkere ved den ene side av oppsamlingskaret enn ved den annen side, hvilket ville være årsaken til forskjellig sterke strømninger i karet og motvirke en rolig sedimentering av bormelet, bør det sørges for at væskenivået i oppsamlingskaret under prøvetagningsprosessen kommer til å stå et litet stykke ovenfor samt-lige hull, dvs. karet må ikke helle i noen nevneverdig grad. Under disse forutsetnin-ger kommer væskestrålene som strømmer ut fra hullene til å være like, dvs. avren-ningen fra oppsamlingskaret kommer til å bli jevn langs hele dettes periferi.

For at man ved transport av oppsamlingskaret til laboratoriet ikke skal behøve å føre med seg unødige mengder væske, og for videre å gjøre karet lett håndter-bart ved uttagningen fra prøvetagnings-anordningen, tapper man på forhånd av største delen av væsken som befinner seg i karet. Dette kan skje derved at man forsyner oppsamlingskaret med ett eller flere

nedenfor overløpet anbragte, lukkbare hull. Etterat tilførslen av spylevæske til karet er

avbrutt, men innen sentrifugalseparatoren

er stanset, åpner , man disse hull .hvorved den væske som befinner seg ovenfor disse, renner ut og passerer separatoren.

Spylevæske som strømmer inn i oppsamlingskaret, fremkaller sterke hvirvel-strømmer i karinnholdet. Disse strømmer motvirker en rolig sedimentering i karet, og ifølge et ytterligere karakteristisk trekk ved oppfinnelsen forsyner man derfor karet i den øvre del med en hensiktsmessig løstagbar innsats av omtrent radielt rettete vinger. Disse demper effektivt de nevnte hvirvelstrømmer.

En prøvetagningsanordning ifølge foreliggende oppfinnelse, anvendt ved boring i horisontal retning, skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til vedlagte tegning, hvor fig. 1 viser et vertikalsnitt av anordningens øvre del, fig. 2 viser et ver-tikalsniljt som står vinkelrett mot nevnte snitt, av den del av anordningen som lig-ger under nevnte del, og som er løsbart anordnet fra den øvre del, og fig. 3 viser et sideriss i mindre målestokk av anordningen i sin helhet.

På fig. 1 er fjellveggen betegnet med 1 og borhullet med 2. Hullets yttre del 3 har større diameter enn borhullet forøvrig og tjener til å oppta oppsamlingsanordnin-gens rør 4. Rørets utside tettes mot borhullets innside av en ekspansjonsmuffe 5 av elastisk materiale, f. eks. av gummi. En hylse 6 omgir røret konsentrisk og er gjenget på dette, slik at den ved dreining ved hjelp av en spak 8 som kan stikkes inn i hull 7, kan forskyves mot og fra muffen 5. Ved forskyvning av hylsen 6 mot muffen 5 tjener et rør 9, som konsentrisk omgir røret 4, til å overføre hylsens tilpressningstrykk til muffen, slik at den presses sammen i rørenes lengderetning og herved ekspan-derer i radiell retning og dermed tetter mot hullet 3 innside. Til trykkoverføringen tjener også skiver 10. En ring 11 som er gjenget på røret 4, tjener sammen med en skive 12 til å oppta tilpressningstrykket og holder muffen på plass. Et gummiskjold 14, forsynt med et hull 13 for passasje av borstålet, tjener til å avlede spylevæsken som strømmer inn i hetten 15 fra røret 4 i retning ned mot hettens traktformete bunn-avløp 16. Skjoldet 14 bæres av en i hetten fast oppstander 17. Et par støtteben 18, hvorav det ene er vist på figuren, tjener til å bære hetten 15. Støttebenene er tele-skoplignende utført og forsynt med en skrue 19 for feste av den innstilte lengde av støttebenene. Den spylevæske som etter å ha passert gummiskjoldet 14 fortsetter å strømme frem langs borstålet, hindres fra å strømme videre i samme retning av luftstråler som kommer fra trykkluftmunn-stykkene 20. Disse er innrettet til å blåse mot borstålet på en slik måte som er an-tydet med linjene 21. Trykkluftmunnstyk-kene kan hensiktsmessig være i et antall av fire og anbragt jevnt fordelt på en rør-løkke 22, som på figuren bare er vist i tverr-snitt. Med 23 betegnes en tilkobling for trykkluft til munnstykkene 20. I den side av hetten 15 som vender bort fra borhullet er der anbragt en muffe 24, som tjener til styring og støtte av borstålet, som passerer gjennom muffen. Ved hettens overkant er der anordnet et par opphengningsknapper 25 for en trakt som er anbragt under hetten, og som er opphengt i et par stenger, som oventil slutter i en løkke 26, som gri-per om resp. knapp. På figuren er bare vist den ene knapp med den ene løkke.

Fig. 2 viser den nevnte trakt, som er betegnet med 27 og har en sylindrisk krave 28. Trakten er ved hjelp av stengene 29

opphengt i hetten 15. For at man lett skal kunne løfte trakten 27, er stengene 29 ut-rustet med håndtak 30. I trakten 27 bæres en bøtte 31, f. eks. av 3 fremspring 32, som mellom bøttens nederkant og traktens inn-er anbragt i jevn fordeling langs traktens periferi. Derved dannes avrenningsspalter for spylevæske mellom bøttens nederkant og traktens innside. Bøtten kan ha et volum hensiktsmessig av 15 liter. Trakten avsluttes nedentil med et rør 33, som er bestemt til å tilkobles til en sentrifugalseparator. I bøttens øvre del er der anordnet en horisontal krans, f. eks. bestående av 24 hull 34, som hensiktsmessig har en diameter av 2 a 3 mm. Disse hull danner oppsamlingskarets, dvs. bøttens overløp. Lengere nede er bøt-ten utstyrt med et par hull, av f. eks. 8 mm diameter, som kan lukkes av gummi-propper 35, gjennom hvilke hull den væske som befinner seg ovenfor disse i bøtten kan avtappes innen bøtten tas bort fra prøve-tagningsanordningen.

I bøttens øvre del er der en innsats, sam hensiktsmessig er utført i ett stykke og tjener flere formål. Denne innsats består av en traktformet del 36, som har til oppgave å motta den væske som kommer ned fra hettens 15 traktformete bunnavløp 16. Delen 36 går nedentil over i et sylindrisk rør 37. Fra overkanten av delen 36 strek-ker en sylindrisk skjerm 38 seg nedover, og denne skjerm tjener til å avlede de væs-kestråler som strømmer ut fra hullene 34 i retning ned mot trakten 27. Fra røret 37 og det nedre parti av delen 36 går der ut 3 st. vinger 39, som er fast forbundét med disse deler. Disse vinger, som er anordnet i jevn fordeling rundt rørets 37 periferi og har til oppgave å dempe hvirvelbevegelsene

i væsken som befinner seg i bøtten, strek-

ker seg frem til innsiden av bøtten og vin-

genes ytterkanter har samme heldning som bøtteveggen. Herved er det oppnådd at hele innsatsen 36—39 bæres av bøtten, derved at vingenes ytterkanter hviler mot bøttens heldende innside. Innsatsen kan således lett løftes opp av bøtten når denne skal sendes til laboratoriet. Bøttehåndtaket,

som er vist i nedlagt stilling, er betegnet med 40.

På fig. 3 er vist den ene av et par knap-

per 41, i hvilke trakten 27 henges opp i en alternativ nedre stilling ved hjelp av sten-

gene 29 når bøtten 31 skal tas bort fra prøvetagningsanordningen. Med 42 beteg-

nes selve bormaskinen, som er forsynt med støtteben 43. Spylevæsketilførslen foregår på i og for seg kjent måte i den tilkobling 44, ved hjelp av hvilken borstålet 45 er fes-

tet i bormaskinen. Slangen for spylevæskes tilførsel er betegnet med 46.

Trakten 27 er ved hjelp av en slange

47 forbundet med en sentrifugalseparator

48 av en type i hvilken slam akkumuleres i selve rotoren, som igjen skal være lett ut-

tagbar fra separatoren. Den væske som i separatoren skilles fra slammet dvs. bor-

melet, strømmer gjennom et utløp 49. Separatoren drives av en elektrisk motor 50

som er bygget sammen med den, og moto-

ren bæres av et stativ 51, som står på inn-

stillbare føtter 52. Stativet 51 er videre for-

synt med håndtak 53, slik at det lett kan løftes og flyttes etter behov.

Prøvetagningsanqrdningens virkning

turde fremgå klart av den foregående be-skrivelse, men skal i korthet gjentas i det følgende:

Spylevæske strømmer ut ved borhul-

lets 2 bunn gjennom en sentral kanal i bor-

stålet 45 og vender tilbake mot borhullets munning og fører da med seg bormel. Som følge av tetningen mellom rørets 4 utside og hullets 3 innside tvinges spylevæsken til å strømme gjennom røret 4 i spalten mellom dettes innside og borstålets utside og kommer inn i hetten 15. Herfra strøm-

mer væsken gjennom de traktformete deler 16 og 36 ned i bøtten 31, hvor den hoved-

sakelige mengde av bormelet avsetter seg,

mens en mindre del av bormelet følger med væsken gjennom hullene 34 ned i trakten 27, forbi bøttens nederkant og via slangen 47 inn i separatoren 48, i hvis rotor fra-separert bormel samles opp.

Etterat den strekning av fjellet som

skal undersøkes er gjennomboret, avbry-

tes boringsarbeidet og spylevæsketilførslen,

eller spylevæsken kobles bare til passende

avløpsledning i forbindelse med borttag-

ning av slam-oppsamlingskaret og sentri-fugerotoren, hvilket foregår på en slik måte at gummiproppene 35 trekkes ut og separa-

toren stanses og kobles løs fra trakten 27. Stengene 29 hektes fra knappene 25 og

henges opp i knappene 41. Innsatsen 36—39

løftes opp fra bøtten 31, hvilken sistnevnte tas ut fra trakten 27. Rotoren tas ut fra separatoren og sendes sammen med bøtten til laboratoriet. En riy bøtte og en ny rotor settes inn på plass i prøvetagningsanord-

ningen, som deretter settes istand for fort-

satt drift.

Claims (11)

1. Anordning for prøvetagning av mine-

raler og bergarter ved hammerboring under væskespyling, hvorunder bormelet føres mot borhullets munning ved hjelp av spylevæske under trykk, hvilken anordning består av et mot borhullsmunningen tettet avløp for spylevæsken, et med overløp forsynt kar for oppfangning av spylevæsken og bormelet fra avløpet, samt en anordning for utskilning av bormelet fra den spylevæske, som løper over overløpet, karakterisert ved at det mot borhullsmunningen (3) tettede avløp (4) munner ut i en trakt (16) hvis avløp er rettet nedover og munner ut i det med overløp (34) forsynte-kar (31), og at der under overløpet er anbragt en annen trakt (27), hvis avløp likeledes er rettet nedover og munner ut i innløpet (47) til en slamoppsamlende sentrifugalseparator (48) med lett fjernbar rotor.

2. Anordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved at det mot borhullsmunningen (3) tettede avløp (4) munner ut i en hette (15) med traktformet bunnavløp (16) og at der inne i hetten (15) er anbragt en til beskyttelse mot skvett tjenende skjerm (14), f .eks. i form av et gummiskjold, som er forsynt med et hull (13) for passasje av borstålet.

3. Anordning som angitt i påstand 2, karakterisert ved at hetten (15) har ett eller flere, hensiktsmessig i forhold til lengden innstillbare støtteben (18) som tjener eller medvirker til bæring av hetten.

4. Anordning som angitt i en av på-standene 2—3, karakterisert ved at der i hetten (15) er anbragt trykkluftmunn-stykker (20) som er slik rettet at de luftstråler (21) som går ut fra disse hemmer spylevæskens fortsatte strømning ut langs borstålet (45).

5. Anordning som angitt i en av de foranstående påstander, karakterisert ved at oppsamlingskaret (31) er Oppstilt i den til sentrifugalseparatoren (48) ledende trakt (27), som er lett fjernbart opphengt i prøvetagningsanordningen og som tjener til å motta den spylevæske som strømmer ut over oppsamlingskarets overløp (34).

6. Anordning som angitt i en av på-standene 2—5, karakterisert ved at trakten (27) er opphengt i hetten (15) f. eks. på knapper (25).

7. Anordning som angitt i påstand 5 eller 6, karakterisert ved at trakten (27) er innrettet til å opphenges i en alternativ n^dre stilling f. eks. på knapper (41) i hvilken stilling oppsamlingskaret (31) f. eks. .n bøtte lett kan løftes ut fra trakten uten å .Lindres av hettens (15) traktformet bunnavløp (16).

8. Anordning som angitt i påstand 5, 6 eller 7, karakterisert ved at der utenfor oppsamlingskarets (31) overløp (34) er anbragt en skjerm (38) for å avlede den over overløpet utstrømmende væske ned mot trakten (27).

9. Anordning som angitt i en av de foranstående påstander karakterisert ved at overløpet (34) utgjøres av flere i jevn fordeling langs oppsamlingskarets periferi anbragte hull.

10. Anordning som angitt i en av de foranstående påstander, karakterisert ved at oppsamlingskaret (31) oppviser ett eller flere nedenfor overløpet (34) anbragte, stengbare hull (35) for avtapning av den væske som står ovenfor disse.

11. Anordning som angitt i en av de foranstående påstander, karakterisert ved at der i opsamlingskarets (31) øvre del er anordnet en hevbar innsats med omtrent radielt rettede vinger (39) f. eks. anbragt på et rør (37).