53409 KI. "5 a, ±8/40 Opublikowano: 10.VI.1967 MKP Ertt-b Wspóltwórcy wynalazku: Eberhard Winkler, Dipl. ing. Gunter Metzner, Dipl. Ing. Norbert Bross, Dietrich Goebel Wlasciciel patentu: Wasserwirtschaftsdirektion Spree — Oder — Neisse, Cottbus (Niemiecka Republika Demokratyczna) Urzadzenie do pobierania próbek gruntu Wynalazek dotyczy urzadzenia do pobierania próbek gruntu zwlaszcza do pobierania próbek z scian szczelin i otworów wiertniczych.Urzadzenia tego rodzaju sa znane. Posiadaja one jednak te wade, ze próbki mozna pofoierac tylko w kierunku pionowym. Znaine urzadzenia nadaja sie przeto tylko do pobierania próbek z dna otwo¬ rów wiertniczych albo dna irowów próbnych. Prób¬ ke pobiera sie przy ityim po 'ukonczeniu robót wiert¬ niczyoh z dna otworu, albo pobiera sde w trakcie robót wiertniczych, przerywajac prace wiertnicze na czas 'pobierania pirób.Takie pobieranie próbek wymaga kazdorazowo wymontowania i ponownego zamontowania zerdzi wiertniczych. Jest ito o;ezywiscie kosztowne i pra¬ cochlonne. Przy wierceniach o wiekszych sredni¬ cach (od 100 mm) nie udalo sde jeszcze pobrac pró¬ bek bezposrednio. Ocena kolejnosci warstw moze nastapic tylko na podstawie materialu wnoszonego przez strumien pluczki. Wyniki takie sa jednak bardzo niedokladne, poniewaz na powierzchnie zie¬ mi wypilywaija próbki ze zmieszanymi poszozegól- nymi warstwami.Przy scianach dzialajacych 'uszczelniajaco ko¬ nieczne jest zwiazanie tych scian z nieprzepuszczal¬ na warstwa. Przy pionowym pobieraniu prób nie moze byc stwierdzona w sposób zadawalajacy póz¬ niejsza glebokosc wiazania sciany uszczelniajacej w danej warstwie. Powoduje to zwiekszanie pracy wiertniczej i tym samym zwiekszenie zuzycia ma- 20 25 3f) terialu uszczelniajacego, albo jest przyczyna pow¬ stania wyrwy w dnie, jesli dosiegnie sie war¬ stwy nieprzepuszczalnej. Przy pobieraniu próbek z dna .szczelin wystepuje jeszcze ta niedogodnosc, ze wieksze kamienie gromadzace sie na dnie przy kopaniu szczeliny moga uniemozliwic pobranie próbki.Celem niniejszego wynalazku jest stworzenie latwego w obsludze przyrzadu, który nie wykazuje wyzej wymienionych wad.Osiaga sie to wedlug wynalazku w ten sposób, ze stosuje sie przyrzad, przy którym sciana otworu wiertniczego, albo sciany szczeliny wykorzystane zostaja jako powierzchnie oporowe przejmujace nacisk potrzebny do wtlaczania krócca pobieraja¬ cego próby. Urzadzenie wedlug wynalazku umozli¬ wia równoczesne pobranie dwóch prób gruntu.W jednym przykladzie wykonania, stosuje sie rame dwuteowa zawieszona na dwóch lancuchach albo linach. srodkowa czesc ramy jest skonstruowana z rów¬ noleglych elementów profilowych o przekroju w ksztalcie litery U, które mozna przesuwac wzgle¬ dem siebie w kierunku podluznym. W kazdym ele¬ mencie profilowym umieszczone jest równolegle do jego osi podluznej urzadzenie hydrauliczne spre¬ zone z nieobracalnym króccem pobierajacym próby.Otwory krócców pobierajacych próby skierowane sa na zewnatrz w kierunku przeciwnym do siebie.Tak skonstruowane urzadzenie umozliwia pobie- 53409- " i ¦¦¦*¦'• ¦ : - ranie próbek prostopadle do podluznej osi sciany szczeliny lub prostopadle do osi otworu wiertnicze¬ go. Do pobrania prób z otworów wiertniczych sto¬ suje sie urzadzenia, kitórych zewnetrzne powierzch¬ nie oiporowe sa wygiete koliscie.Aby umozliwic spoziomowanie urzadzenia pod¬ czas pracy stosuje sie zawieszenie w trzech punk¬ tach, pozwalajace na przecnylainie urzadzenia.Ulatwia to tez wprowadzenie przyrzadu do szcze¬ liny rozszerzajacej sie ku dolowi. Przechylanie 2 przyrzadu jest konieczne poniewaz nastawia sie go juz mad ziemia, imniej wiecej na szerokosc szczeli¬ ny* alby przy ograniczonym skoku krócców do po- bierarii& pcót, wynikajacym z budowy przyrzadu uzyskac próbki o, potrzebnej wielkosci.'Urzadzenie wedlug* wynalazku ma te zalete, ze próby* snozna poibiefac w sposób bardzo prosty i bajedso- szybito. Mozna przy itym pobierac równo-* czelnie d^^*próby, gniratu, ico wydatnie zwieksza reprezentatywnosc pobranego materialu. 2< W innej odmianie wykonawczej urzadzenia za¬ stosowano .jako powierzchnie oporowe dwa pól- pierscienie polaczone miedzy soba dwiema rurami teleskopowymi i ukladem nozycowym dzwigni na¬ pedzanym mechanizmem hydraulicznym. Mecha- 25 nizni ten umozliwia zmienianie odleglosci pomiedzy pólpierscieniami stanowiacymi boczne powierzch¬ nie oporowe urzadzenia. Nozycowy uklad dzwigni jest z jednej strony polaczony za pomoca zawiasu z jednym pólpierscieniem, natomiast z drugiej stro- ^ ny jest on polaczony z drugim zawiasem, do którego od strony wewnetrznej jest przymocowany pro¬ wadnik, a od strony zewnetrznej jest przymocowa¬ na plyta z króccem do pobierania prób.• Prowadnik jest za pomoca prowadzacych pier- 35 scieni osadzony przesuwnie na teleskopowych ru¬ rach i moze byc przesuwany pomiedzy dwoma pierscieniami oporowymi zamontowanymi do rur teleskopowych. Pólpieriscien lezacy naprzeciwko krócca do pobierania prób jest zaopatrzony w ot- 40 wór, przez który króciec ten moze przechodzic na zewnatrz.Zamiast pólpierscieni mozna stosowac plaskie ra¬ my, w tym przypadku jezeli urzadzenie jest prze¬ znaczone do pobierania prób w szczelinach pros¬ tych.Przyklady wykonania urzadzenia wedlug wyna¬ lazku uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia isjchematyoznie urzadzenie w widoku aksonometrycznyim, fig. 2 — elementy zawieszenia oraz prowadzenia przewodów hydraulicznych urza¬ dzenia wedlug fig. 1, fig. 3 — inna odmiane wyko¬ nania urzadzenia w widoku z góry, fig. 4 — odmia¬ ne urzadzenia wedlug fig. 3 w przekroju pionowym, fig. 5 — urzadzenie wedlug fig. 3 w widoku z góry po. rozsunieciu pólpierscieni i wysunieciu krócca do pobierania prób, a fig. 6 ^urzadzenie wedlug fig. 5 w pnzekroijiu pionowym. ' Urzadzenie pokazane na fig. 1 sklada sie z dwu- teowej ramy, której czesc srodkowa sklada sie 60 z dwóch profilowych elementów 1 o przekroju w ksztalcie litery „U". Elementy 1 sa ze soba po¬ laczone za posrednictwem przyspawanych katow¬ ników 2 i STub 3. Elementy 1 moga byc po zwol¬ nieniu srub wzgledem siebie przesuwane w kierun- 4' ku osiowym. Do kazdego elementu I jest przymo¬ cowane za pomoca sworzni 5 i laczników 6 jedno hydrauliczne'urzadizenie £ Kazde urzadzenie 4 jest zaopatrzone w króciec 7 do pobierania prób, który w polozeniu spoczynko¬ wym nie wystaje poza koniec elementu 1 i który jest za .pomoca prowadnika 8 prowadzony nieobro- towo wzgledem hydraulicznego urzadzenia 4. Ot¬ wory 'krócców 7 sa skierowane w przeciwnym kie¬ runku na zewnatrz.Zewnetrzna oporowa powierzchnia 9 ramy skla¬ da sie z katowników i moze byc plaska lub zakrzy¬ wiona. Urzadzenie jest zawieszone na dwóch li¬ nach 10 i 11. Na linie 10 jest umocowany pierscien 12. Poczawszy od tego pierscienia Una 10, jest roz- czepiona, a jej dolne konce, sa zamocotyanf w punktach 13 do ramy. Koniec liny 11 jest zamoco¬ wany do katownika 2. Lina 11 przeohodzi przez srodek pierscienia 12. Do liny 11 zamocowany jest oponowy element 14, który jest 'Umieszczony w ta¬ kim miejscu, zeby po oparciu sie o pierscien 12 ra¬ ma przyrzadu byla ustawiona, dokladnie poziomo.Pociagajac za line 11 urzadzenie ustawia sie skos¬ nie.Do hydraulicznych urzadzen 4 sa doprowadzone hydrauliczne przewody 15. Sa one polaczone ze so¬ ba za pomoca zlacz 16 i sa za pomoca tych zlacz prowadzone wzdluz Mn 10 i 11.Dzieki temu w duzej mierze zabezpieczono liny przed uszkodzeniem na skutek ocierania sie o scia-^ ny otworu wiertniczego.W urzadzeni/u przedstawionym na fig. 3—6 za¬ stosowano jako powierzchnie oporowe dwa pól- pierscienie 17, polaczone ze soba teleskopowymi ru¬ rami 18. Pomiedzy obydwoma teleskopowymi ru¬ rami 18 jest zainstalowany nozycowy uklad dzwig¬ ni oraz napedzajacy go mechanizm hydrauliczny 4.Nozycowy uklad dzwigni sklada sie z drazków 21 polaczonych ze soba przegubami 20 i zawiasami 22.Zawiasy 22 sa polaczone z pólpierscieniami 17.Tylny zawias 22 jest bezposrednio zamocowany do póipierscienia 17, natomiast drugi przedni zawias 22 polaczono z drugim przednim pólpierscieniem 17 za posrednictwem prowadnika 23, którego prowa¬ dzace pierscienie 24 sa osadzone przesuwnie pomie¬ dzy zderzakowymi pierscieniami 25 na teleskopo¬ wych rurach 18. Na przednim zawiasie 22 nozyco¬ wego mechanizmu jest zamocowana plyta 26, do której jest przykrecony króciec 7 do pobierania prób. W przednim pólpierscieniu 17 jest wykonany otwór 27 'umozliwiajacy przejscie krócca 7 na zew¬ natrz.Ruch tloezyska 19 hydraulicznego urzadzenia 4 jest przenoszony przez przeguby 20 i drazki 21 oraz zawiasy 22 na pólpierscieme 17 oraz na króciec 7.Ciecz hydrauliczna wprowadza sie do urzadzenia 4 za pomoca wezy 15.Urzadzenie dziala w nastepujacy sposób.Na Janie 10 opuszcza sie je do wnetrza otworu wiertniczego. Przy wytlaczaniu cieczy hydraulicz¬ nej przewodami 15 powoduje sie najpierw przesu¬ wanie sie tylnego pólpiersclenia 17 az do oparcia sie o sciane otworu. Wtlaczajac w dalsaym ciagu ciecz hydrauliczna do urzadzenia 4 powoduje sie wysuniecie krócca 7 w kierunku przeciwleglej scia-53409 ny otworu wiertniczego, przy czym pierscienie 24 prowadnika 23 zabieraja przedni pólpierscien 17 az do oparcia sie jego o sciane otworu.Nastepnie króciec 7 zostaje wtloczony poprzez otwór 27 w sciane wiertniczego otworu przy czyim sila nacisku jest przejmowana przez tylny pólpier¬ scien o sciane wiertniczego otworu. Przez wtlacza¬ nie cieczy hydraulicznej w odwrotnym kierunku wyciaga sie króciec 7 wraz z znajdujaca sie w nim próbka z sciany otworu wiertniczego, przy czym sila wyciagania jest przejmowana przez przedni pólpierscien 17 opierajacy sie o sciane otworu wiertniczego. Po zlozeniu przyrzadu wyciaga sie go z otworu wiertniczego. PL