RU1786239C

RU1786239C - Device for soil sampling

Info

Publication number: RU1786239C
Application number: SU904888943A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Парфиянович; Олег Владимирович Парфиянович
Original assignee: Всесоюзное проектно-изыскательское и научно-исследовательское объединение "Гидропроект" им.С.Я.Жука
Priority date: 1990-12-06
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Использование: отбор образцов песча- но-глинистых грунтов из буровых скважин при инженерно-геологических изыскани х. Сущность изобретени : устройство дл отбора образцов грунта включает грунтоот- борник с трубчатым корпусом 1 и режущим наконечником 2. оснащенным внутренней геликоидальной лопастью 3, колонну штанг 6 и механизм заглублени , выполненный в виде вращател 7 с цилиндрами подачи 8 и направл ющей рамой 9. Механизм заглублени снабжен винтовой парой, состо щей из полого винта 11 с зажимным патроном 12, взаимодействующим с колонной штанг 6, и гайки 13 с хомутами 14, взаимодействующими с направл ющей рамой, причем шаг и направление резьбь винтовой пары выполнены такими же. как шаг и направление геликоидальной лопасти режущего наконечниками и резьбы дл присоединени этого наконечника к трубчатому корпусу 1. 2 ил. S S еUsage: sampling of sandy clay soils from boreholes during engineering and geological surveys. The inventive device for sampling soil includes a soil collector with a tubular body 1 and a cutting tip 2. equipped with an internal helicoidal blade 3, a column of rods 6 and a deepening mechanism made in the form of a rotator 7 with feed cylinders 8 and a guide frame 9. The mechanism the recess is provided with a screw pair, consisting of a hollow screw 11 with a chuck 12, interacting with the rod string 6, and nuts 13 with clamps 14, interacting with the guide frame, and the pitch and direction of the screw thread Macaws are made the same. as a step and direction of the helicoidal blade of the cutting tips and thread for attaching this tip to the tubular body 1. 2 ill. S s e

Description

Изобретение относитс к горному делу, а более конкретно - к техническим средствам дл отбора образцов песчано-глини- стых грунтов из буровых скважин при инженерно-геологических изыскани х.The invention relates to mining, and more particularly, to technical means for sampling sandy-clay soils from boreholes during geotechnical surveys.

Известен обуривающий грунтонос института ТОМСКГИПРОТРАНС (см. Ребрик Б,М. Справочник по бурению инженерно-геологических скважин, М.: Недра, 1983, с.The well-known drilling ground of the TOMSKGIPROTRANS Institute (see Rebrik B, M. Handbook of drilling engineering and geological wells, M .: Nedra, 1983, p.

238, рис. 10.9), в котором отрыв и удержание образца грунта при подъеме из скважины238, fig. 10.9), in which the separation and retention of the soil sample when lifting from the well

осуществл ютс с помощью опорного уступаТ расположенного внутри коронки, и вакуумного разрежени , которые не всегда срабатывают, что нередко, приводит к выпа- данию образца и повреждению структуры грунта.are carried out with the help of a supporting step T located inside the crown, and vacuum rarefaction, which do not always work, which often leads to the precipitation of the sample and damage to the soil structure.

Известен также грунтонос, состо щий из переходника и разъемного цилиндрического корпуса, наружна и внутренн поверхности которого оснащены равными по углу захода и шагу резьбами (см. авт.ев, № 665235, кл. G 01 N 1/04, 1976).Also known is a soil carrier, consisting of an adapter and a detachable cylindrical body, the outer and inner surfaces of which are equipped with threads equal in angle of approach and pitch (see ed. No. 665235, class G 01 N 1/04, 1976).

Существенным недостатком этого устройства вл етс то, что оно не содержит приспособлени , обеспечивающего посто нную осевую подачу за один оборот, равную шагу внутренней резьбы. Баз такого приспособлени при отборе образца из рыхлого грунта подача может превысить шаг резьбы, а это приведет к уплотнению грунта и нарушению структуры образца, что сделает его не пригодным дл лабораторных исследований. В плотных грунтах подача за один оборот может быть меньше шага резвбы, при этом витки резьбы будут срезать гребешки грунта на боковой поверхности образца, в результате чего при подъеме грунтоноса ничем не удерживаемый образец может остатьс на забое скважины,A significant drawback of this device is that it does not contain a device that provides a constant axial feed per revolution equal to the pitch of the internal thread. The base of such a device, when sampling from loose soil, the feed can exceed the thread pitch, and this will lead to compaction of the soil and a violation of the structure of the sample, which will make it unsuitable for laboratory research. In dense soils, the feed per revolution can be less than the pitch of the thread, while the turns of thread will cut the combs of the soil on the side surface of the sample, as a result of which, when lifting the soil carrier, an unsupported sample may remain on the bottom of the well.

Кроме того, выполнение внутренней резьбы по всей длине цилиндрического корпуса и посто нство его внутреннего диаметра существенно увеличивают поверхность грунтоноса, контактирующую с образцом грунта. При отборе образца из налипающего глинистого грунта в результате сцеплени этой поверхности с образцом может произойти его скручивание и самопроизвольный отрыв от забо , что также нарушает структуру и целостность образца грунта.In addition, the performance of the internal thread along the entire length of the cylindrical body and the constancy of its internal diameter substantially increase the surface of the soil carrier in contact with the soil sample. When sampling from sticking clay soil as a result of adhesion of this surface to the sample, it may twist and spontaneously detach from the bottom, which also violates the structure and integrity of the soil sample.

Цель изобретени - повышение надежности отбора и сохранение естественной структуры образца грунта.The purpose of the invention is to increase the reliability of selection and preserve the natural structure of the soil sample.

Достигаетс указанна цель тем, что в стройстве дл отбора образцов грунта, содержащем грунтоотборник с трубчатым кор- пусом и режущим наконечником, выполненным с внутренней геликоидальной лопастью колонну штанг и механизмThis goal is achieved by the fact that in a structure for sampling soil containing a soil sampler with a tubular housing and a cutting tip made with an internal helicoidal blade rod string and mechanism

заглублени в виде вращател с цилиндрами подачи и направл ющей рамы, механизм заглублени снабжен винтовой парой в виде полого винта с зажимным патроном, вза- 5 имодействующим с колонной штанг, и гайки с хомутами, св занными с направл ющей рамой, причем шаг и направление резьбы винтовой пары выполнены одинаковыми с шагом и направлением резьбы геликоидаль0 ной лопасти режущего наконечника и резьбы дл присоединени его к трубчатому корпусу.deepening in the form of a rotator with feed cylinders and a guide frame, the deepening mechanism is provided with a screw pair in the form of a hollow screw with a clamping chuck interacting with the rod string and nuts with clamps connected to the guiding frame, the pitch and direction of thread the screw pairs are made identical with the pitch and direction of the thread of the helicoidal blade of the cutting tip and the thread for attachment to the tubular body.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.In FIG. 1 shows a General view of the device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

5 Устройство включает в себ грунтоотборник , состо щий из трубчатого корпуса 1, режущего наконечника 2 с внутренней геликоидальной лопастью 3 и переходника 4 с выпускным клапаном 5, колонну штанг 6,5 The device includes a soil sampler consisting of a tubular body 1, a cutting tip 2 with an internal helicoidal blade 3 and an adapter 4 with an exhaust valve 5, a rod string 6,

0 вращатель 7 с цилиндрами перемещени 8, раму 9 с винтовыми анкерами 10, и винтовую пару, состо щую из полого винта 11 с зажимным патроном 12 и гайки 13 с хомутами 14,0 rotator 7 with displacement cylinders 8, frame 9 with screw anchors 10, and a screw pair consisting of a hollow screw 11 with a chuck 12 and a nut 13 with clamps 14,

5Следует отметить, что некоторые из упом нутых элементов (вращатель, цилиндры перемещени , рама, колонна штанг)содержатс в выпускаемых серийно буровых установках типа УТБ-1ВС, так что при5 It should be noted that some of the mentioned elements (rotator, displacement cylinders, frame, rod string) are contained in commercially available drilling rigs of the UTB-1BC type, so that when

0 подкомплектовании остальными элементами устройства упом нутые буровые установки могут примен тьс дл отбора образцов грунта с помощью предлагаемого устройства.With the remaining elements of the device being equipped, the said drilling rigs can be used to take soil samples using the proposed device.

5 Устройство работает следующим образом .5 The device operates as follows.

В скважину опускают на колонне штанг 4 грунтоотборник, закрепл ют на колонне штанг зажимной патрон 12 полого винта 11,A soil sampler is lowered into the well on the rod string 4, a clamping chuck 12 of the hollow screw 11 is fixed on the string string,

0 а гайку 13 с помощью хомутов 14 креп т к направл ющей раме 9, винтовые анкера 10 предварительно заглубл ют в грунт. Колонну штанг 4 присоедин ют к вращателю 7 и включают его. При вращении колонны вин5 това пара обеспечивает посто нную подачу грунтоотборника с шагом, равным шагу геликоидальной лопасти,0 and the nut 13 is fastened with clamps 14 to the guide frame 9, the screw anchors 10 are pre-buried in the ground. The rod string 4 is connected to the rotator 7 and turned on. During the rotation of the column of vin5, this pair provides a constant supply of the soil sampler with a step equal to the pitch of the helicoid blade

Поступающий в грунтоотборник образец грунта вытесн ет наход щуюс в нем воду (или воздух) через выпускной клапан 5.A sample of soil entering the soil sampler displaces the water (or air) contained therein through an exhaust valve 5.

0 Внутренний диаметр режущего наконечника 2 выполн ют несколько меньшим, чем внутренний диаметр трубчатого корпуса 1 (Он От), так что образец поступает в корпус с зазором. После заглублени грунтоотбор0 ника на заданную глубину вращатель 7 отключают , от рамы 9 открепл ют хомуты 14 гайки 13 и с помощью цилиндров перемещени 8 отрывают грунтоотборник от забо , при этом происходит отделение образца0 The inner diameter of the cutting tip 2 is made slightly smaller than the inner diameter of the tubular body 1 (It From), so that the sample enters the body with a gap. After deepening the soil sampler to a predetermined depth, the rotator 7 is turned off, the clamps 14 of the nut 13 are unfastened from the frame 9 and, using the displacement cylinders 8, the soil sampler is removed from the face, and the sample is separated

грунта, подрезанного и удерживаемого геликоидальной лопастью 3. Подъем грунтоот- борника производитс цилиндрами перемещени 8 (или лебедкой буровой установки , на черт, не показана). У подн того из скважины пробоотборника отвинчивают режущий наконечник, при этом геликоидальна лопасть перемещаетс по винтовой бородке, образованной на поверхности образца при заглублении пробоотборника, не производ деформацию образца. Затем образец грунта извлекают из трубчатого корпуса , обрезают, парафинируют и направл ют на лабораторные исследовани .soil, trimmed and held by a helicoidal blade 3. The pick-up is lifted by displacement cylinders 8 (or a winch of a drilling rig, not shown). At the bottom of the sampler, the cutting tip is unscrewed, and the helicoidal blade moves along the helical beard formed on the surface of the sample when the sampler is deepened without deforming the sample. The soil sample is then removed from the tubular body, trimmed, waxed and sent for laboratory testing.

За счет обеспечени посто нной подачи грунтоотборника, равной шагу геликои- дальной лопасти исключаютс случаи недопустимой деформации и оставление на забое образца грунта, а относительно не- больша площадь контакта элементов пробоотборника с отбираемым образцом грунта и наличие зазора между образцом и внутренней стенкой корпусной трубы уменьшают возможность налипани и скру- By ensuring a constant supply of the soil sampler equal to the pitch of the helicoidal blade, cases of unacceptable deformation and leaving the soil sample on the bottom are eliminated, and the relatively small contact area of the sampler elements with the selected soil sample and the presence of a gap between the sample and the inner wall of the casing pipe reduce the possibility stick and twist

чивани образца. Все это повышает надежность отбора и сохранени естественной структуры образцов разнообразных песча- но-глинистых грунтов.mug sample. All this increases the reliability of selection and preservation of the natural structure of samples of various sandy-clay soils.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for sampling soil containing a soil sampler with a tubular body and a cutting tip made with an internal helicoidal blade, a rod string and a burrowing mechanism in the form of rotators with feed cylinders and a guide frame, characterized in that, in order to increase the reliability of sampling and preserving the natural structure of the soil sample, the deepening mechanism is equipped with a screw pair in the form of a hollow screw with a clamping chuck interacting with the rod string and nuts with clamps connected with a guide frame, the pitch and direction of the thread of the screw pair being the same with the pitch and direction of the thread of the helicoid blade of the cutting tip and the thread for attachment to the tubular body.

4-A

FIG. Z