Робочий наконечник для випробовування ґрунтів у свердловині на зріз

1. Робочий наконечник для випробовування ґрунтів у свердловинi на зріз, що включає крильчатку з перехідником, який відрізняється тим, що зверху крильчатки нерухомо укріплений штамп, при цьому крильчатка виконана за співвідношенням h≤0,2D, де: h - висота крильчатки, a D - діаметр крильчатки. 2. Робочий наконечник для випробовування ґрунтів у свердловині на зріз за п. 1, який відрізняєть 3 21307 4 обертального зрізу полягає в створенні і вимірі Установка Уральського політехнічного інститумоментів, що крутять, затрачуваних на подолання ту відноситься до зондів-крильчаток, що дозволяпороди обертанню хрестоподібного лопатевого ють створювати нормальне до площини зрізу тиск робочого органа - крильчатки. Цей метод застосоі, отже, проводити зріз під різними навантаженнявується для іспиту глинистих порід від м'ягкопласми. Спосіб роботи вищевказаної установки застотичної до текучої консистенції вище і нижче рівня суємо для визначення величини зчеплення і кута ґрунтови х вод. внутрішнього тертя глинистих і піщаних порід, що На жаль, метод обертального зрізу широкого не містять великих включень. застосування в інженерно-геологічній практиці не Недоліками відомого пристрою є відносна має через різні причини технологічного й організаскладність технології проведення дослідів через ційно-технічного характеру, хоча крильчатка проснеоптимальну конструкцію устаткування і неможта конструктивно і технологічна при проведенні ливості проведення дослідів у різних ґрунта х за дослідів. допомогою цього пристрою. Відомий «Пристрій для визначення фізикоНайбільш близьким по технічній сутності і те хмеханічних властивостей торф'яних грунтів» нічному результаті, який досягається, і обраним як [Авт.св. СРСР №333442, МПК-2 G01N3/42, прототип є «Пристрій для дослідження опору зруЕ02D1/00, БВ-11-72p.], що включає співвісно всташенню слабких порід у свердловинах із застосуновлені штанги, крильчатку, укріплену на внутріванням лопатевого приладу» [В.Д. Ломтадзе. Іншній штанзі, і конусний наконечник, з'єднаний із женерна геологія. Ленінград, «Надра», 1978р., зовнішньою трубою, при цьому конусний наконечс.182, мал. IV-43], який включає лопатевої приладник виконаний із взаємно пересічними прорізами, у крильчатку, штанги, обсадні труби, станину, виміяких розміщені лопати крильчатки. рювальній пристрій приладу з приводом для оберНедоліком відомого пристрою є його функціотання крильчатки, при цьому висота крильчатки нальна обмеженість - тільки для іспиту торф'яних більше діаметра пластин крильчатки. ґрунтів. Крильчатка по прототипу не забезпечує ствоВідомо «Пристрій для іспиту ґрунтів обертальрення декількох фіксуємих нормальних до площиним зрізом» [Авт.св. СРСР №838523, МПК-3 ни зрізу тисків, що є необхідною умовою одержанG01N3/42, БВ-22-81р.], що містить корпус, штангу, ня дискретних значень питомого опору ґрунтів встановлену в корпусі, вимірювальну голівку і рузрізу (tі) і побудови графіка лінійної залежності коятки, розміщені відповідно на одному з кінців tі=r 1 tg j+С, необхідного для розрахунку механічштанги і корпуса, і чотири лопаті, при цьому приних характеристик ґрунтів. стрій постачений пластиною, один кінець якої жорЗадачею корисної моделі є розробка нового стко зв'язаний із другим кінцем штанги, на внутрінаконечника для проведення польових іспитів ґрушній поверхні корпуса виконані пази, пластина нтів на зріз з досягненням технічного результату рухливо розміщена в пазах корпуса, одна пара розширення області застосування і підвищення лопат установлена без зазору на другому кінці ефективності роботи пристрою. пластини, а друга - на другому кінці корпуса з заПоставлена задача виконується тим, що в зором між лопатами, більшим, ніж ширина лопат “Робочому наконечнику для іспитів ґрунтів у сверпершої пари. ловині на зріз”, що включає крильчатку з перехідНедоліками відомого пристрою є відносна ником, зверху крильчатки нерухомо укріплений складність конструкції, а також обмежена функціоштамп, при цьому лопати крильчатки виконані зі нальність - тільки для м'ягкопластичних ґрунтів. співвідношенням h£0,2D, де: h - висота крильчатВідома «Установка для проведення іспитів на ки, a D - діаметр крильчатки, крім того, лопати зрушення обертальним зрізом з додатком тиску, крильчатки виконані прямокутними чи трикутними, нормального до поверхні зрізу» [Г.К. Бондарик і ін. а діаметр штампа дорівнює чи більше діаметра Полев методи інженерно-геологічних досліджень. крильчатки, причому перехідник виконаний у виМ., «Надра», 1967р., с.169], що складається з голіглядімуфти бурового замка. вки. розташованої на кінці штанги, вимірника наСутність пристрою, що заявляється, складапруги, поворотного столика, опорної триноги. Голіється у використанні крильчатки з визначеними вка установки оснащена чотирма розпірними параметрами, жорстко з'єднаної зі штампом, що пластинами і хрестоподібною крильчаткою. Устадозволяє оперативно, вірогідно і якісно проводити новка розроблена в Уральськом політехнічному польові іспити ґрунтів на зріз у свердловинах на інституті. будь-яких заданих глибинах як до рівня підземних Технологія роботи з пристроєм полягає в тому, вод, так і нижче його. що голівку зі штангою розташовують на дні випеСуттєвими ознаками пристрою, що заявляєтьреджальної свердловині, потім проводять вдався, співпадаючими з прототипом. є наступні лення в ґрунт хрестоподібних твердих лопат з ознаки: розпірними пластинами. Далі створюють тиск, но- крильчатка; рмальний до поверхні зрізу, за допомогою розпір- переходник. них пластин. Величину тиску визначають по силі Суттєвими відмітними від прототипу ознаками стиску пружин, зріз роблять чотирма твердими пристрою, який заявляється, є наступні ознаки: лопатами, обертання на який передається від по- штамп нерухомо укріплений зверху крильчаворотного столика. З метою зменшення деформатки; ції ґрунту при впровадженні наконечника прохо- лопати крильчатки виконані зі співвідношендять випереджальну свердловину діаметром 0,8 ням h£0,2 D, 0,9d і глибиною порядку 1м. де: h - висота крильчатки, D - діаметр крильча 5 21307 6 дозволяє рекомендувати його застосування при Приватними відмітними від прототипу ознакапроведенні польових іспитів ґрунтів на зріз у вибоми пристрою, що заявляється, є: ях свердловин на глибині від 5,0 до 15,0м. - лопаті крильчатки виконані прямокутними; Проведений заявником аналіз рівня техніки, - лопаті крильчатки виконані трикутними; що включає пошук по патентних і науково- діаметр штампа не менш діаметра крильчатехнічних джерелах інформації, з виявленням тки; джерел, яки містять інформацію про аналоги тех- переходник виконаний у вигляді муфти буронічного рішення, що заявляється, дозволяє уставого замка. новити, що заявником не виявлені аналоги, іденМіж суттєвими ознаками технічного рішення, тичні пристрою, який заявляється. що заявляється, і досягаемого з їхньою допомогою Тому можна затверджувати, що корисна мотехнічним результатом існує наступний причиннодель, що заявляється, відповідає умові охранознаслідковий зв'язок. датности за критерієм «новизна». Дійсно, досягнення зазначеного вище технічКрім того, корисна модель промислово застоного результату - розширення області застосувансовна, тому що технічне рішення, яке заявляється, ня і підвищення ефективності роботи пристрою дозволяє використовувати його для польових іспиможливо тільки при реалізації всіх суттєви х ознак тів на зріз ґрунтів і гірських порід, необхідних для корисної моделі, при відсутності кожного з них дорозрахунку основ на стадії проектних робіт для сягнення технічного результату неможливо. будівництва. Область застосування стандартної крильчатки Можливість здійснення корисної моделі, яка по прототипі вкрай обмежені - це м'яко і текучепзаявляється, підтверджується описом, що нижче ластичні ґрунти. приводиться, його практичної реалізації й ілюструА зменшення висоти крильчатки дозволяє ється кресленнями. розширити область застосування пристрою, що На Фіг.1 зображений робочий наконечник із заявляється, і проводити іспиту ґрунтів до напівпрямокутною крильчаткою, на Фіг.2 - те ж, із трикутвердої консистенції включно. тною крильчаткою, на Фіг.3 показано обладнання Якщо в крильчатці зі зменшеною висотою додля проведення дослідів на зріз. датково лопасті виконати не прямокутної форми, а Пристрій, що заявляється, являє собою роботрикутної, то область застосування ще розширючий наконечник 1, що складається з крильчатки 2 і ється - аж до ґрунтів із твердою консистенцією, у штампу 3. Лопаті крильчатки 2 можуть бути викот.ч. зі змістом уламків. нані прямокутними чи трикутними. Наконечник При відсутності в пристрої крильчатки з визназ'єднаний з переходником 4, який виконано у виченим співвідношенням висоти і діаметра стає гляді муфти бурового замка. Використання принеможливим одержання достовірних результатів строю, що заявляється, здійснюють в іспитових при проведенні іспитів ґрунтів на зріз, тому що свердловинах 5, пробурених на необхідну глибину. тиск, створюваний штампом на вибій свердловини, Для проведення іспитів робочий наконечник 1, швидко убуває по висоті крильчатки, у зв'язку з що складається з крильчатки 2 і штампу 3, з'єднучим використання стандартної крильчатки в даноють з буровою штангою 6 (нагвинчується на бурому пристрої неможливо. ву штангу, колону), потім снаряд опускають на Тверде з'єднання крильчатки зі штампом довибій свердловини 5 і задавливают домкратом 7 у зволяє одержати просту і працездатну конструкґрунт вибою свердловини 5, створюючи штампом цію. 3 необхідний тиск, відповідно до прийнятої схеми Виконання лопат крильчатки прямокутної чи проведення досліду. трикутної форми дозволяє ефективно використоПотім, підтримуючи тиск штампа 3 на ґрунт вувати робочий наконечник, який заявляється, для вибою, фіксуємий манометром 8, передають оберпроведення досліджень різних ґрунтів. тальний момент через шарнірний хомут - жимкі 9, Виконання штампа з діаметром не менш діазакріплений на буровій штанзі 6. Для цього мінімаметра крильчатки дозволяє створити в ґрунті під слостанцією 10 створюють тиск у гідроциліндрі 11 штампом необхідний для проведення досліджень із шарнірними з'єднаннями, що мають упори в шатиск, при цьому якщо діаметр штампа буде менш рнірний хомут - жимкі 9 і кронштейн 12. Гідроцидіаметра крильчатки, то це не дозволить створити ліндр 11 створює зусилля на штангу 6 із крильчатвипробуваний тиск у зоні іспитів, а саме - по всьокою 2 і штампом 3, що робить обертальний зріз. му обсязі ґрунту, що зрушується за допомогою Система одночасної передачі нормального тикрильчатки. А виконання штампа з діаметром, наску й обертального моменту виконана у вигляді багато великим діаметра крильчатки, приводить касетної пари 13, що складається з розсувної кадо невиправданого збільшення діаметра дослісети 14 для гідродомкрату 7 і плоско шарнірної дженої свердловини, відповідно, до підвищення касети 15 під упорний підшипник 16. Система певартості проведення досліджень. редачі тиску для обертального моменту оформлеПристрій, що заявляється, є простим і ефектина у вигляді гідроциліндра 11, що має вивід під вної в роботі, дозволяє проводити повноцінні іспиманометр 17, і рукава високого тиску 18. тів ґр унтів на зріз на різній глибині - від 5,0 до Навісне устаткування пристрою, що заявля15,0м і досягти технічного результату - розширенється, застосовно для будь-яких типів самохідних ня області застосування і підвищення ефективносбурових установок 19, застосованих при інженерті роботи пристрою. но-геологічних вишук уваннях. Пристрій, який заявляється, є досить простим і Таким чином, з огляду на усе ви щевикладене, технологічним у виготовленні і застосуванні, що можна зробити висновок, що задача, поставлена в тки. 7 21307 8 дійсній корисній моделі - розробка нового наконерезультату - розширення області застосування і чника пристрою для проведення польових іспитів підвищення ефективності роботи пристрою. ґрунтів на зріз - виконана з досягненням технічного Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601