SU591743A1 - Гидростатический виброзонд - Google Patents

Description

I : Изобретение относитс  к морской геол горазведочной технике и преаназначено дл  отбора с борта судна проб дотшых грунтов преимушествеин-о в глубоковолных. районах. Известен гидростатический .виброзонд включающий гидровибратор, полый шток с перфорацией, жестко закрепленную к нему колонковую трубу и подвижно установлен11ую на штоке камеру 1. Гиаровибратор работает пол действием напорной воды, подаваемой по шлангу от насоса, размещенного на судне. Недостатком известното устройства  вл етс  то, что размешение на судне т желото бурового насоса и специальной лебедки дл  намотки напорного шланга создает значительные эксплуатационные затраты и усложн ет использование устройства на су небольшого водоизмещени , а также не обеспечивает надежной работы устройства при движении судна. Целью изобретени   вл етс  снижение эксплуатационньк затрат и повышение надежности устройства.. Указанна  цель достигаетс  тем, что шток вьшолнён из размешенных друг над другом цилиндров, между которыми установлен гидровибратор, причем нижний цилиндр штока снабжен диаметрально расположенной к нему глухойперегородкой, а перфораци  нижнего цилиндра обычно размещена над и под перегородкой. На фиг. 1 и фиг. 2 изображен обший вид гидростатического виброзонда в начале внедрени  в грунт при его работе в пр моточном режиме и в процессе внедрени  в грунт при работе его в гидростатическом и вибрационном режиме соответственно. Гидростатический виброзонд состоит на камеры 1, подвижно установленной на перфорированном полом штоке, выполненном составным из верхнего 2 цилиндра с отверсти ми 3 и крышкой 4 и нижнего 5 цилиндра с р дами отверстий 6 и 7, разделеннь1Ми , глухой перегородкой 8. Между верхней и нижней част ми штока вмонтирован гидровибратор известной конструкции, например, содержащий ударник 9 с осевьм отверстием 10 и профилированными торцами, помешенньА в корпусе 11 между переходником 12 и наковальней 13, поверхности которых также профилированы. Отверсти  14 G, сообщают полость гибровибратрра с полостью иилиндра. Нижний конец штока : соединен ниппелем 15с колонковой, трубой 16, снабженной свободно скольз щим но ней грузом-стабилизатором 17, лежащим на опорном кольце 18, закрепленном на трубе. Дл  удерзкани  отобранной колонки грунта в нижней части трубы установлен лепестков клапан 19, .помещенный в брезентовый рукав и поджатый снизу башмаком-наконечником 20. Виброзонд с помощью поводка 21, закрепленного на камере, подсоедин етс  к тросу лебедки. Устройство работает следующим образом . Виброзонд спускают на дно при растормо женном барабане лебедки, обеспечива ,максимально возможную скорость падени . При ударе о грунт колонкова  труба вначале углубл етс  только за счет :сил инерции (собственной и св занных с ней узло груза-стабилизатора, штока и гибровибратора ) и сил трени  в местах уплотнени  цилиндра. В этот момент ycтjpoйcтвo работает в пр моточном режиме, проход  верхний, наиболее обводнённый слой грунта,.и внедр  сь на предварительную глубину, достаточную дл  сох ранени  вертикальности устройства после ослаблени  троса. При этом вода из колонковое трубы вьщавливаетс  поступающим в нее грунтом наружу через отверсти  7. В дальнейшем, когда силы инерции трубы и св занньк с ней узлов израсходованы на преодоление сопротивлени  внедрению, движе ние трубы замедл етс . Камера, продолжа  двигатьс  по инерции вниз, скользит по штоку до упора в ниппель При этом из камеры выходит верхний цилиндр с отверсти ми 3, через которые рабоча  полость гидров ибратора сообщаетс  С морем, а нижний цилиндр с отверсти ми 7 наоборот, проходит в камеру, сообща  ее. ;полость с. полостью колонковой трубы- через отверстие 7.. . С этого момента устройство работает в гидростатическом и вибрационном режимах Boflaj поступающа  под гидростатическим давлением через отверсти  3, проходит чере верхрий диффузор, .образованный профилиро- ванными торцами переходника и ударника, .в кольцевую . щель между ударником и. корпусом к через отверсти  l4 н 6 сливаетс  в полость .камеры. В месте.резкого сужени  верхнего диффузора скорость .потока воэрастает ,. внутреннее давление уменьшаетс    ударник воднимаетс , т.е. происходит его взвод.Продолжа  двигатьс  по инерции BBepXj ударник, достигнув переходника, перекрь вает щель верхнего диффузора. Одновременно открываетс  проход воды через отверстие 10 в ударнике и щель s нижнем диффузоре, образованном профилированными торцами ударника н наковальни. Вследствие этого возникает усилие, перемещакхцее ударнвк вниз. В момент соударени  перекрьеаетс  проход воды через нижний диффузор, и пикл повтор етс . Вибраци , передаваема  колонковой трубе , позвол ет существенно уменьшить ее трение о породу. .Сообщение полостей цилвнДра и колонковой трубы приводит к возникновению задавливающего усили , приложенного к трубе и равного произведению площади ее поперечного сечени  на гидростатическое давление. Кроме того, разрежение в полости трубы приводит к по влению восход щего потока поровой воды грунта. Фильтрационное давление поровой воды ослабл ет грунт внутри трубы и под башмаком-Наконечником до состо ни  пльшуна. При этом значительно уменьшаетс  трение по внутренней стенке трубы и лобовое сопротивление под башмаком-наконечником . Сочетание принудительного задавливани  трубы гидростатическим давлением с действ вием вибрации и фильтрационного давлени  увеличивает скорость н глубину внедрени  тфубь«, что позвол ет производить пробоотбор без постановки судна иа  корь. При подъеме гидростатического виброзонда колонкова  труба в первый момент остаетс  на месте, а камера перемещаетс  вверх по штоку до упора в крышку. Нижний 1ШЛИНДР с отверсти ми 7 выходит наружу, разобща  через отверсти  7 полости колонковой трубы и цилиндра. Благодар  этому, , в тех случа х, когда в цилиндре остаетс  неиспользованный обгьем, исключаетс  размыв , отобранной колонки пробы фильтрацией воды при. подъеме устройства на поверхность; Рйзгрузку виброзонда производ т в подвешенном над палубой положении. Отвинтив башмак-наконечник н вьшув брезентовый рукав с лепестковым клапаном, разгружают пробу грунта в лоток. Затем виброзонд опускают до упора нижним торцом трубы в а.лубу. При этом камера опускаетс  по што ку до упора в ниппель и вода иа цилиндра ерез отверсти  7 выливаетс  по трубе 6 наружу.

Claims (2)

1. Гидростатический виброзонд, включа юший гидровибратор, полый шток с перфограцией , жестко закрепленную к нему ко-

лонковуко трубу и подвижно установленную на штоке камеру, отличаюшийс   тем, что, с целью снижени  эксплуатационных затрат и повышени  его надежности , шток выполнен из размещеиньк друг над другом цилиндров, между которым установлен гибровибратор, причем нижний цилиндр штока снабжен диаметрально расположенной по отношению к нему глухой перегородкой..

2. Виброзонд по п, 1, отличающийс  тем, что перфораци  нижнего цилиндра размещена над и под перегородкой .

Источники информации, прин тые во вниманне при экспертизе:

1. Отчет по теме № И. П/ 176-4/19

020/42

Разработка гидравлических вибраторов дл  бурени  разведочных скважин с экспедиционного судна в услови х Дальнего Востока, НПО ЮЖМОРГЕО и Донецкий политехнический институт, Южно-Сах(алинск, 1973.