Claims (2)
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс вакуумный грунтонос, содержащий цилиндр с установленным на нем ударным механизмом, размещенный в цилиндре поршень, закрепленный на верхнем конце перфорированного полого штока, нижний конец которого пропущен сквозь днище цилиндра и соединен с колонковой трубой, причем надпоршнева полость цилиндра сообщена с гидросферой и отделена от полостей штока и колонковой трубы посредством обратного клапана 2. Разрежение над колонкой грунта создаетс в мо мент внедрени пробоотборника и отсутствует при его подъеме на поверхность . Благодар этому увеличиваетс длина и повьппаетс качество отбираемых колонок грунта. Недостаток грунтоноса заключаетс в больших размерах и весе цилиндра, объем которого должен быть не менее объема колонковой трубы. Это усложн ет использование грунтоноса с мало тонажных судов, а также в скважинах. Целью изобретени вл етс уменьшение веса и габаритов грунтоноса. Указанна цель достигаетс за счет того, что вакуумный грунтонос,, содержашлй цилиндр с установленным на нем ударным механизмом, размещенный в цилиндре по1 гаень, закрепленньй на верхнем конце перфорированного полого штока, нижний конец которого пропущен сквозь днище цилиндра и соединен с колонковой тру-; бой, а между поршневой полостью цилиндра и полост ми щтока и колонковой трубы установлен обратный кла пан, грунтонос снабжен закрепленной на цилиндре крышкой и пружиной сжати , установленной между поршнем и крышкой, а перфорированный участок штока размещен в подпоршневой полости цилиндра, причем стенки цилиндра и крышка выполнены с отвер ти ми. На чертеже изображен продольньш разрез грунтоноса. Вакуумный грунтонос содержит цилиндр 1 с установленным на нем удар ным механизмом, включаютЦим муфту 2 с вертикальным каналом 3, в котором вмонтировань электроды 4, соединенные электрической цепью с источнико электрических импульсов (электричес ка цепь и источник импульсов на че теже не показаны). В цилиндре разме щен поршень 5, закрепленньп на верх нем конце полого штока 6, в стенке которого сделаны сквозные отверсти (перфораци ), причем перфорированны участой штока размещен в подпоршневой полости цилиндра. Нижний конец штока рропущен сквозь днище цилиндра , соединен с колонковой трубой 8, снабженной наконечником 9, лепестко вым клапаном 10 и вкладышем II. На верхнем торце цилиндра закреплена крышка 12, а между ней и 5 установлена пружина сжати 13. 4 .4 Надпоршнева полость цилиндра сообщена с гидросферой посредством отверстий 14 в стенке цилиндра 1 и отверстий 15 в крьппке. От полостей колонковой трубы и штока надпоршнева полость цилиндра отделена обратным клапаном 16, установленньш на поршне . Петлей 17 грунтонос соединен с тросом 18 судовой лебедки. При отборе проб с поверхности дна вертикальность грунтоноса обеспечиваетс с помощью опорной рамы 19, соединенной стропами {на чертеже не показаны ) с цилиндром 1. Работает вакуумный грунтонос следующим образом. С помощью лебедки грунтонос опускают на дно или на забой водозаполненной скважины и включают удар Ш механизм. При подаче напр жени на электроды 4 происходит разр д, образующий парогазовую сферу, котора выталкивает воду из канала 3 и создает импульс силы. Под воздействием последней муфта 2 вместе с цилиндром 1 смещаютс вниз, сжима пружину 13 и создава под поршнем разрежение. Гидростатическое давление захлопывает обратный клапан и создает задавливающее усилие Р , равное произведению гидростатического давлени на площадь поршн 5. Остаток энергии силового импульса расходуетс на удар цилиндра I по колонковой трубе 8. При внедрении вода из надпоршневой полости цилиндра выдавливаетс в гидросферу через отверсти 14 и 15. Понижение давлени в подпоршневой полости цилиндра и в сообщенной с ней полостью колонковой трубы приводит к возникновению восход щего фильтрационного потока поровой воды грунта. Водонасьшгенные слабосв зные донные отложени относ тс к так называемым псевдоплывунам. Прочность таких грунтов определ етс весом частиц, который через точки контакта между ними передаетс от верхних слоев нижним. Устранение веса зерен приводит к полной потере грунтом прочности. Например, в услови х невесомости бурение рыхых отложений не представл ло бы никакого труда. Примерно такое же ействие, что и невесомость, произодит восход щий фильтрационный оток перовой воды грунта. Порова йода под действием перепада давлений переходит из состо ни поко .в движение, обтека зерна грунта и оказыва на них давление, направленное против силы т жести. Частицы тер ют вес и контакт с соседними частицами. Толща грунта, подверженна восход щей фильтрации приобретает свойства плывуна, сопротивление внедрению резко уменьшаетс . В период пауз междуударами пружина 13 возвращает цилиндр 1-в исходное положение. Вода из подпоршневой полости цилиндра через отверсти 7, приподн в клапан 16, выдавливаетс в надпоршневую полость, а оттуда, при очередном ударе, - в гидросферу. При работев скважине за счет создаваемого в момент удара разрежени происходит обратна промывка скважины. Межтрубный зазор очищаетс от частиц грунта, уменьшаетс опа ность заклинивани грунтоноса в обсадной трубе. В 1978 г в морской экспедиции Пр морского территориального геологического упра влени при бурении двух. производственных скважин на шельфе о.Сахалин был испытан экспериментал , ный образец предложенного вакуумног грунтоноса. Производительность последнего оказалась в 5 раз вьш1е, чем у пр моточных грунтоносов, а длинав 2 раза меньше. -Формула изобретени 1. Вакуумный грунтонос, содержащий цилиндр с установленным на нем ударным механизмом, размещенный в цилиндре поршень, закрепленный на верхнем конце перфорированного полого штока, нижний конец которого пропущен сквозь днище цилиндра и соединен с колонковой трубой, а между поршневой полостью цилиндра и полост ми штока и колонковой трубы установлен обратный клапан, отличающий с тем, что, с цег лью уменьщени веса и габаритов грунтоноса, он снабжен закрепленной на цилиндре крьш1кой и пружиной сжати , установленной между поршнем и крьш1кой, а перфорированный участок штока размещен в подпоршневой поло.сти цилиндра. 2. Вакуумньв грунтонос по п.1, О т л и ч а ю щ и и с тем, что стенки цилиндра и крьшхка выполнены с отверсти ми. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 289333, кл. Q 01 N 1/00, 1963. The closest in technical essence and the achieved effect is a vacuum primer, containing a cylinder with an impact mechanism installed on it, a piston placed in a cylinder, mounted on the upper end of a perforated hollow rod, the lower end of which is passed through the bottom of the cylinder and connected to the core pipe, and the piston the cavity of the cylinder communicates with the hydrosphere and is separated from the cavities of the rod and the core pipe by means of a check valve 2. A vacuum above the soil column is created at the time of introduction obootbornika and offline during its ascent to the surface. Due to this, the length is increased and the quality of the selected soil columns is increased. The lack of a ground lug consists in large sizes and in the weight of the cylinder, the volume of which should not be less than the volume of the core tube. This complicates the use of submersibles with low tonnage vessels, as well as in wells. The aim of the invention is to reduce the weight and dimensions of the submersible. This goal is achieved due to the fact that the vacuum gland, containing a cylinder with a percussion mechanism installed on it, is placed in a cylinder, fixed at the upper end of a perforated hollow rod, the lower end of which is passed through the bottom of the cylinder and is connected to the core pipe; A return valve is installed between the piston cavity of the cylinder and the cavities of the shtochka and the core pipe, the submersible is equipped with a lid fixed on the cylinder and a compression spring installed between the piston and the lid, and the perforated stem section is located in the cylinder piston cavity, and made with holes. The drawing shows a longitudinal section of the grouser. The vacuum submersible contains a cylinder 1 with a percussion mechanism installed on it, including a Cim clutch 2 with a vertical channel 3 in which electrodes 4 are mounted, connected by an electrical circuit to a source of electrical pulses (the circuit and the source of pulses are not shown on the same). In the cylinder there is a piston 5, fixed to the top of it is the end of the hollow rod 6, in the wall of which through holes are made (perforations), and perforated with a stem section is placed in the piston chamber of the cylinder. The lower end of the rod is dropped through the bottom of the cylinder, connected to the core pipe 8, equipped with a tip 9, a flap valve 10 and an insert II. A lid 12 is fixed at the upper end of the cylinder, and between it and 5 a compression spring 13 is installed. 4 .4 The over-piston cavity of the cylinder communicates with the hydrosphere through holes 14 in the wall of cylinder 1 and holes 15 in the krppka. From the cavities of the core tube and the piston rod above the piston cage is separated by a check valve 16 mounted on the piston. Loop 17 grouser connected to the cable 18 ship's winch. When sampling from the bottom surface, the verticality of the submersible is provided by means of a support frame 19 connected by slings (not shown in the drawing) with cylinder 1. The vacuum submersible operates as follows. With the help of a winch, the grouser is lowered to the bottom or to the bottom of a water-filled well and include a thumping mechanism. When voltage is applied to the electrodes 4, a discharge occurs, forming a vapor-gas sphere, which pushes the water out of channel 3 and creates an impulse of force. Under the influence of the latter, the clutch 2 together with the cylinder 1 is displaced downward, compressing the spring 13 and creating a vacuum under the piston. The hydrostatic pressure slams the check valve and creates a crushing force P equal to the product of the hydrostatic pressure and the piston area 5. The rest of the energy of the power impulse is expended on the impact of cylinder I through the core pipe 8. When embedded, water from the piston through the piston cavity through the holes 14 and 15. A decrease in pressure in the piston chamber of the cylinder and in the cavity of the column pipe in communication with it leads to an upward filtration flow of the pore water of the soil. Water-related poorly bonded sediments belong to the so-called pseudo-swims. The strength of such soils is determined by the weight of the particles, which is transmitted through the contact points between them from the upper layers to the lower ones. The elimination of grain weight leads to a complete loss of soil strength. For example, in conditions of weightlessness, drilling of loose sediments would not be difficult. Approximately the same effect as weightlessness, produces upward filtration flow of the ground water. The iodine porous under the action of the pressure drop moves from the quiescent state into motion, over the grain of the soil and exerts pressure on them against the force of gravity. Particles lose weight and contact with adjacent particles. Subsoil stratum, subjected to upward filtration, acquires the properties of a quicksand, resistance to penetration decreases sharply. During the pauses between the collisions, the spring 13 returns the cylinder 1 to its original position. The water from the cylinder piston cavity through the holes 7, pushed into the valve 16, is squeezed out into the supra piston cavity, and from there, at the next blow, into the hydrosphere. When the well is working, the backwash of the well occurs due to the vacuum created at the time of the impact. The annular gap is cleaned of soil particles, and the risk of jamming of the submersible in the casing is reduced. In 1978, in the marine expedition of the Pr of the territorial geological control during the drilling of two. production wells on the shelf of Sakhalin Island were tested experimentally, a sample of the proposed vacuum submersible. The capacity of the latter turned out to be 5 times higher than that of the fixed submersibles, and the length was 2 times less. The formula of the invention 1. Vacuum submersible, containing a cylinder with a percussion mechanism mounted on it, a piston placed in a cylinder, mounted on the upper end of a perforated hollow rod, the lower end of which is passed through the bottom of the cylinder and connected to the core pipe and between the piston cavity of the cylinder and the cavity A check valve is installed in the rod and the core pipe, which, in order to reduce the weight and dimensions of the submersible, is equipped with a bolt fixed on the cylinder and a compression spring installed between at the piston and Krishka, and the perforated section of the rod is located in the piston cylinder bottom. 2. Vacuum primer according to claim 1, O tl and h aa y with the fact that the walls of the cylinder and the claw are made with holes. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 289333, cl. Q 01 N 1/00, 1963.
2. Авторское свидетельство СССР К 412372, кл. Е 21 В 49/02, 1976.2. USSR author's certificate K 412372, cl. E 21 V 49/02, 1976.