SU1663175A1 - Оборудование дл зондировани слабых грунтов - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при инженерных изыскани х и отборе проб минеральных отложений. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и сокращение времени разъединени  штанг. Оборудование включает в себ  штанги /Ш/ с образующими между собой замковое соединение ниппел ми и муфтами. В полости Ш размещен фиксирующий элемент, а на ее теле выполнена продольна  канавка с радиальным отверстием дл  размещени  штыр  размыкани . В комплект оборудовани  входит узел размыкани  с кинематически св занными между собой втулками скобами и пружинами. Соединение Ш осуществл етс  при введении ниппел  в муфту, после чего срабатывает фиксирующий элемент. Размыкание осуществл етс  при подъеме Ш после попадани  штыр  размыкател  в отверстие Ш и срабатывани  св занных между собой втулок скоб и пружин. За счет механизации процесса разъединени  сокращаетс  врем  на разборку Ш. Оборудование также позвол ет осуществл ть подъем Ш без их рассоединени . 14 ил.

Description

Изобретение относитс  к буровой технике и предназначено дл  использовани  при зондировании, стратиграфическом бурении и отборе проб торфа, сапропел  и минеральных отложений, а также при инженерных изыскани х на слабых грунтах путем вдавливани  измерительных зондов с применением фрикционного механизма подачи бурового инструмента, и может быть использовано при вращательном, ударном и ударно-вращательном бурении.

Цель изобретени  - повышение надежности и сокращение времени разъединени  штанг.

На фиг. 1 и 2 схематично показано оборудование дл  зондировани ; на фиг. 3 и 4 - штанга дл  зондировани  слабых грунтов; на фиг. 5 - узел дл  размыкани  замкового соединени  штанг; на фиг. 6 - вид А на фиг.

5; на фиг. 7 и 8 - схема соединени  штангу на фиг. 9-14 - схема размыкани  штанг с помощью узла размыкани .

Оборудование дл  зондировани  слабых грунтов включает в себ  штангу 1, к которой присоединены ниппель 2 и муфта 3, образующие между собой замковое соединение при сочленении штанг в процессе бурени . Ниппель и муфта сопр гаютс  между собой по профильным поверхност м соответственно 4 и 5. В полости муфты на оси 6 расположен подпружиненный пружиной 7 фиксирующий элемент 8 с зацепом 9, который взаимодействует с ответной поверхностью 10 ниппел .

В теле штанги 1, вход щей в состав оборудовани , имеетс  радиальное отверстие 11, в котором размещаетс  штырь 12 узла дл  размыкани  замкового соединени ,

О

о со

vj

сл

взаимодействующий с хвостовиком 13 зацепи 9. Штанга 1 выполнена с продольной канавкой 14, размещенной по ее образующей , котора  совпадает с радиальным отверстием 11 в теле штанги, причем штырь 12 узла размыкани  расположен в этой продольной канавке.

Узел размыкани  оборудовани  выполнен в виде установленных на основании 15 с помощью подшипника 16 качени  и св занных с ним возвратной пружиной 17 втулок: верхней 18 и нижней 19. Втулки концентрично установлены относительно штанги 1 и расположены с возможностью перемещени  по вертикали относительно одна другой. Два штока 20 с пружинами 21 сжати , обеспечивающих их взаимодействие с нижней втулкой 19, расположены диаметрально относительно втулок. Верхн   втулка 18 имеет подпружиненную относительно нее в радиальном направлении пружиной 22 скобу 23 со штырем 12 размыкани  в средней части. По кра м скобы 23 размещены наклонные консоли 24. С нижней втулкой 19 жестко св заны наклонные размыкатели 25, расположенные с возможностью взаимодействи  со скобой 23, например, через отжимные цапфы 26,

Дл  соединени  буровых штанг (фиг. 7 и 8) необходимо сориентировать их относительно друг друга по профильным поверхност м 4 и 5 и ввести ниппель 2 соедин емой штанги внутрь осевого отверсти  муфты 3 предыдущей штанги, при этом фиксирующий элемент 8 в результате взаимодействи  со скосом 27 начнет поворачиватьс  на оси 6, отвод  зацеп 9 к противоположной стенке муфты, одновременно сжима  пружину 7, В момент совпадени  зацепа 9 с радиальным отверстием 28 ниппел  2 зацеп под действием сжатой пружины 7 вернетс  в исходное положение и он войдет в радиальное отверстие 28 - замковое соединение замкнуто .

Профильные поверхности 4 и 5 служат дл  передачи крут щего момента при вращении штанг и осевого усили  при их заглублени , а также дл  ориентировани  штанг при их соединении.

Осевое, усилие при подъеме воспринимаетс  контактирующими между собой в замкнутом состо нии зацепом 9 и поверхностью 10 ниппел  2.

Оборудование работает следующим образом .

Размыкание быстроразъемного замкового соединени  осуществл етс  с помощью узла размыкани . В исходном положении (фиг. 9 и 10) охватывающие штангу втулки 18 и 19 поджаты одна к другой пружинами 21 с помощью штоков 20, при этом нижние торцы штоков контактируют с крышкой подшипника 16 и прижаты к ней усилием предварительно раст нутой

пружины 17. Штырь 12 через втулку 18 при-, жат пружинами 22 к штанге, а его сферическа  головка расположена в углублении продольной канавки 14. При подаче штанг на подъем штырь 12 скользит по канавке 14,

а в момент совпадени  с отверстием 11 (фиг. 11) утапливаетс  внутрь муфты 3 усилием предварительно сжатых пружин 22. При этом в результате взаимодействи  штыр  12 с подпружиненным хвостовиком 13, головка

зацепа 9 выйдет из радиального отверсти  28 - замковое соединение разомкнетс , кроме этого,за счет смещени  скобы 23 в сторону верхней втулки 18, сблиз тс  отжимные цапфы 26с наклонными размыкате0 л ми 25. С этого момента (фиг. 12), продолжа  движение вверх, колонна штанг увлекает за собой скрепленные с нею штырем 12 втулки 18 и 19, раст гива  при этом возвратную пружину 17, Замковое соедине5 ние в этот период остаетс  разомкнутым и штанги могут быть разъединены, дл  чего необходимо отдел емую штангу 29 сместить вверх относительно предыдущей. При дальнейшем движении штанг сила раст же0 ни  возвратной пружины 17 возрастает, и когда она достигнет величины, равной сумме сил предварительного сжати  пружин 21 и сил предварительного сжати  пружин 22, втулка 19, продолжа  движение

5 вверх, начнет отставать (фиг. 13) от верхней втулки 18, при этом ее наклонные размыкатели 25, контактирующие с отжимными цап- фами 25, будут смещать скобу 23 размыкани  в сторону, противоположную

0 штанге, вывод  из отверсти  11 штырь 12.

Когда сила раст жени  возвратной пружины 17 (фиг. 14) достигает величины, равной сумме сил полного сжати  пружин 21 и сил полного сжати  пружин 22, нижн   втул5 ка 19 отстанет от верхней втулки 18, а скоба 23 в результате взаимодействи  отжимных цапф 26 с наклонными размыкател ми 25 сместитс  в сторону, противоположную штанге, и полностью выведегштырь 12 из

0 отверсти  11, штанги замкнутс , втулки 18 и 19 со скобой 23 под действием возвратной , пружины 17 вернутс  в исходное положе- ние (фиг. 9 и 10), а пружины 21, размещенные на штоках 20, самортизируют при

5 ударе штоков о крышку подшипника, Цикл закончен.

При повторном бурении, когда нет необходимости в разъединении штанг, штырь 12 вывод т из продольной канавки 14, в этом случае он скользит по наружной поверхности штанг, не пЪпада  в отверсти  11 дл  их размыкани . При подаче штанг на заглубление (фиг. 1 и 2), в случае попадани  штыр  12 в отверстие 11 выведение его оттуда осуществл етс  следующим образом. Скреп- ленные с колонной заглубл емых штанг штырем 12 втулки 18 и 19 опускаютс  со штангами, а опирающиес  на крышку подшипника 16 штоки 20 остаютс  неподвижными , при этом набегающие на головки штоков 20 наклонные консоли 24 смещают скобу 23 в сторону, противоположную штанге , и когда втулки 18 и 19 (фиг. 2) смест тс  вниз относительно головок штоков 20, штырь 12 будет полностью выведен из от- версти  11.

При выполнении торфоразведочных работ , когда при сравнительно малой глубине бурени  (средн   глубина бурени  составл ет 5 м), эти работы выполн ютс  на боль- шом числе пунктов, удаленных друг от друга на небольшом рассто нии от 100 до 1000 м, и на каждом пункте необходимо вновь собирать и разбирать колонну штанг, в этих услови х сокращение времени, затрачивав- мого на сборкуи разборку штанг, значительно повышает производительность труда. Наибольший эффект от сокращени  времени на сборку и разборку штанг достигаетс  при выполнении зондировани  или других геофизических работ, когда на каждом пункте выполн етс  одно заглубление с последующим переездом на следующий пункт.

Использование предлагаемого устройства позвол ет соедин ть и разъедин ть штанги во врем  бурени  (без прекращени  их подачи), при этом врем  пребывани  на каждом пункте бурени  зависит только от скорости подачи, кроме этого ввиду малых трудозатрат, зондирование, отбор проб и другие геофизические операции, св занные

с бурением, могут выполн тьс  одним работником .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Оборудование дл  зондировани  слабых грунтов, включающее в себ  замковое соединение штанг, содержащее сопр гаемые между собой по профильным поверхност м ниппель и муфту и расположенный на оси в полости муфты подпружиненный фиксирующий элемент с зацепом дл  взаимодействи  с ответной поверхностью ниппел , и узел дл  размыкани  замкового соединени , содержащий штырь размыкани , размещенный в радиальном отверстии тела штанги дл  взаимодействи  с хвостовиком зацепа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и сокращени  времени разъединени  штанг, узел размыкани  выполнен в виде установленных на основании с помощью подшипника качени  и св занных с ним возвратной пружиной двух втулок, концентрично установленных относительно штанги и расположенных с возможностью перемещени  по вертикали одна относительно другой, диаметрально расположенных относительно втулок двух штоков с пружинами сжати  дл  взаимодей- сти  с нижней втулкой, подпружиненной в радиальном направлении относительно верхней втулки скобы со штырем размыкани  в средней части и наклонными консол ми по кра м и жестко св занными с нижней втулкой наклонными размыкател ми, расположенными с возможностью взаимодействи  со скобой, причем штанги выполнены с продольной канавкой, размещенной по образующей, совпадающей с радиальным отверстием, а штырь размыкани  расположен в продольной канавке.

   фие.2

   18

   13

   21

   f

   Фиг 5

   25 25

   (pusl

   BuffA

   16

   фиг,9

   18

   фиг. 11

   фиг. 12

   18