SU1414928A1 - Устройство дл определени механических характеристик грунта в процессе бурени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исследовани м механических свойств грунта в процессе бурени  при инженерно-геологических изыскани х в строительстве. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  за счет увеличени  числа замер емых параметров и их непрерьшной регистрации. Устройство, включающее цилиндрический упругий f № С $ (Л 4ib СО 1C GO

Description

14

корпус 1 с установленным на нем измерителем 2 крут щего момента пере- :ходник 5, шнековую колонну 10 с доло- том и контрольно-измерительную аппаратуру , снабжено измерителем осевого усили  в виде упругой тензометричес- кой втулки 11, установленным в поло- ;Сти корпуса 1, и датчиком регистра- iUjiH числа оборотов буровой колонны. IИзмерители и датчики соединены с кон- |трольно-измерительной аппаратурой че- 1рез токосъемник в виде вращающегос  I внутреннего кольца 15, установлен- :ного на корпусе 1, и внешнего кольца 16, неподвижного относительно рамы

4928

бурового станка. Датчик регистрации числа оборотов буровой колонны выполнен в виде электромагнитного пре- рьюател -геркона 13, закрепленного на корпусе 1, и посто нного магнита 14.3 установленного с зазором относительно прерывател -геркона 13 и закрепленного на внешнем кольце 16 токосъемника . Изобретение позвол ет получить дополнительные параметры грунта: давление за забой при разрушении грунта в процессе его вращательного среза и работу, затрачиваемую на вдавливание и вращение бурового инструмента , 1 з.п, ф-лы, 4 ил.

1

Изобретение относитс  к области исследований механических свойств грунта в процессе бурени  при инженерно-геологических изыскани х в строительстве.

Цель изобретени  - повышение точности определени  за счет увеличени  числа замер емых параметров и их не- прерьшной регистрации.

На фиг. представлено устройство, обп1ий-вид| на фиг,2 - -сечение А-А на на фиг,3 - сечение Б-Б на фиг Л; на фиг, 4 - сечение В-В на фиг.1.

Устройство содержит полый цилиндрический упругий корпус 1, установленные на нем жестко измеритель 2 крут щего момента с тензодатчиками 3 и упор 4, переходник 5 с отверстием 6 и упором 7, пропущенный через шли- цевые пазы 8 измерител  крут щего момента с возможностью продольного перемещени , привод крут щего момента и осевого усили  в виде выходного вала 9 траверсы-вращател  бурового станка типа УГБ-50М, буровую, например шнековую, колонну 10 с долотом в качестве породоразрушающего (рабочего ) инструмента и контрольно-измерительную аппаратуру в виде блока питани , усилител  выходных сигналов, шлейфового осциллографа и кассет с фотопленкой дл  записи осциллограмм (не показана) Устройство выполнено с измерителем осевого усили  в виде упругой втулки 11 с тензодатчиками 12, установленной между упорами 4 и

5

0

5

0

5

переходника и корпуса, и с датчиком регистрации числа оборотов буровой колонны, выполненного в виде электромагнитного прерывател -геркона 13, неподвижно закрепленного на корпусе, и посто нного магнита 14,неподвижно закрепленного на внешнем кольце токосъемника , установленного вращающимс  внутренним кольцом 15 на корпусе, а внешним кольцом 16 посредством раст жки 17 - неподвижно относительно рамы бурового станка. Электрокабель 18 соедин ет контрольно-измерительную аппаратуру через кольца 15 и 16 токосъемника с измерител ми крут щего момента и осевого усили  и датчиком числа оборотов. Корпус устройства посредством шестигранного оголовка 19 и металлических пальцев 20 и 21 устанавливаетс  в замках выходного вала траверсы-вращател  бурового станка и буровой шнековой колонны.

Устройство работает следующим образом .

Над точкой исследовани  грунтового массива между выходным валом 9 траверсытвращател  бурового станка и буровой, например шнековой,колонны 10 посредством металлических пальцев 20 и 21 устанавливают соответственно цилиндрический полый корпус 1 с шестигранным оголовком 19 и переходник 5 с упором 7, упирающимс  подп тником в упругую втулку 11 измерител  осевого усили . Внешнее кольцо 16 токосъемника посредством раст жки 17 ограничивают от вращени  неподвижным

314

соединением с- рамой бурового станка. Электрокабель 18 подсоедин ют к блоку питани  и контрольно-измерительной аппаратуре - усилителю и осциллографу (не показаны). Путем вращени  шнековой колонны 10 от привода крут щего момента и осевого усили  траверсы-вращател  бурового станка производ т бурение скважины в грунтовом массиве.

Сопро ивление грунта вращательному срезу долотом и ребордами шнековой колонны 10 передаетс  в виде реакции крут щему моменту привода на скручиваемый упругий участок измерител  2 крут щего момента и преобразуетс  тензодатчиками 3 в электрический сигнал, который передаетс  через токосъемник и электрокабель 18 на контрольно-измерительную аппаратуру . Сопротивление грунта осевому вдавливанию шнековой колонны 10, определ ющее величину давлени  на забой срезаемого грунта, передаетс  в виде реакции через проходник 5 с упором 7 на тензометрическую втулку 11 измерител  осевого усили , преобразуетс  тензодатчиком 12 в электрический сигнал, передаваемый через токосъемник и электрокабель 18 на контрольно-измерительную аппаратуру.

В процессе вращени  буровой колонны и корпуса 1 относительно неподвижного кольца 16 токосъемника контрольно-измерительной аппаратурой фиксируетс  их частота вращени  за счет замыкани  электрической цепи электромагнитным прерьшателем-герконом 13 при прохождении его р дом с посто н- Ш)1М магнитом 14 и передачи электрического сигнала в виде импульса через токосъемник. Контрольно-измерительна  аппаратура непрерывно фиксирует в виде осциллограмм на фотопленке осциллографа электросигналы с токосъемника . Обработка осциллограмм в лабораторных услови х позвол ет по глубине грунтового массива определ ть механические параметры грунта и описать весь литологический разрез по глубине .

Оснащение устройства измерителем осевого усили  и датчиком регистра14928

ции числа оборотов позвол ет увеличить содержание информации о механических свойствах грунта и получить дополнительные характеристические параметры грунта: давление на забой при разрушении грунта в процессе его вращательного среза и работу; затрачиваемую на вдавливание и вращение 10 бурового инструмента, что позвол ет расчленить геологические элементы по глубине массива грунта.

ормула изобретени 

15

1.Устройство дл  определени  механических характеристик грунта в процессе бурени , включающее полый цилиндрический упругий корпус, установленный на нем измеритель крут щего момента с упором, переходник с отверстием,, пропущенный через пазы корпуса с возможностью продольного перемещени р буровую колонну с рабочим наконечником и контрольно-измерительную аппаратуру , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  за счет увеличени  числа замер емых параметров и их непрерьтной

регистрации, устройство снабжено измерителем осевого усили  в Виде упругой тензометрической втулки, уста- . новленной между переходником и упором в полости корпуса, датчиком регистрации числа оборотов б фОБОй колонны и токосъемником в виде внутреннего подвижного и внешнего неподвижного колец, установленных на корпусе, а измеритель крут щего момента вьшолнен с тензодатчиками, при этом измерители крут щего Момента и осевого усили  и датчик регистрации числа оборотов соединены с контрольно-измерительной аппаратурой через токосъемник .

2.Устройство по По1, о т л и - чающеес  тем, что датчик регистрации числа оборотов буровой колонны выполнен в виде электромагнитного прерывател -геркона, закрепленного- на корпусе, и посто нного магнита , установленного с зазором относительно него и закрепленного на нешнем кольце токосъемника,

Фиг.2

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1, Устройство для определения механических характеристик грунта в про цессе бурения, включающее полый цнлин дрический упругий корпус, установленный на нем измеритель крутящего момен та с упором, переходник с отверстием, пропущенный через пазы корпуса с возможностью продольного перемещения, буровую колонну с рабочим наконечником и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения за счет увеличения числа замеряемых параметров и их непрерывной регистрации, устройство снабжено из мерителем осевого усилия в виде упругой тензометрической втулки, установленной между переходником и упором в полости корпуса, датчиком регистрации числа оборотов буровой колонны и токосъемником в виде внутреннего подвижного и внешнего неподвижного колец, установленных на корпусе, а измеритель крутящего момента выполнен с тензодатчиками, при этом измерители крутящего момента и осевого усилия и датчик регистрации числа ) оборотов соединены с контрольно-измерительной аппаратурой через токосъемник .
2. 2. Устройство по π. 1, о т л и — чающееся тем, что датчик регистрации числа оборотов буровой колонны выполнен в виде электромагнитного прерывателя-геркона, закрепленного на корпусе, и постоянного магнита, установленного с зазором относительно него и закрепленного на внешнем кольце токосъемника.

   1414928

   Фиг.2

   б-δ

   Фаг.Ч