УДК. 622.24.08

Попова М.С. Разработка забивного пробоотборника с увеличенной энергией удара для бурения морских инженерно-геологических скважин// бурение: Сборник научных трудов студентов. - Донецк: ДонНТУ, 2005.

Разработка забивного пробоотборника с увеличенной энергией удара для бурения морских инженерно-геологических скважин.

Попова М.С., магистр каф. ТТГР, ДонНТУ.

Научный руководитель - доц. Рязанов А.Н.

В настоящее время актуальным является вопрос об эффективности того либо иного способа инженерно-геологических изысканий.

Опыт ударно-забивного метода бурения на суше обусловил интерес к созданию пробоотборников данного вида для бурения морских скважин. Известны снаряды с механическим приводом ударного узла такие, как ручные ударно-забивные пробоотборники ("GM.Mfg.Ko" США, фирмы "Дамес Мур" США, "Поло стик корер" США, Оверзеева Голландия и др.), грузоударные колонковые пробоотборники и т.д.; пробоотборники с пневмоприводом (Б. дель Ре и Дж. Кастиглиола, английской компании "Террисеч", МП-1 конструкции ЛГИ и др.). В последнее время особое внимание заслужили пробоотборники с гидроприводом, которые являются наиболее удобными в применении и эффективными в работе. Коллективом кафедры ТТГР ДонНТУ был разработан забивной снаряд данного типа представленный на рисунке.

пробоотборники

Забивной снаряд содержит керноприемную трубу 1 с наковальней в виде корпуса 2, в котором выполнена пневмокамера 4 с обратным клапаном 23 в входном отверстии и разделительной мембраной 5. Над пневмокамерой 4 образована перепускная камера 8, а выше нее корпус образует гидроцилиндр с поршнем-бойком 9. По оси корпуса расположена ударная штанга 15 с полым штоком 14, подпружиненным относительно корпуса. В нижней части штока 14 установлен поршень 18 с осевым каналом 20 и седлом с обратным клапаном 19. Поршень 18 подпружинен относительно штока 14 и вместе с гибкой связью 24, соединяющей его с обратным клапаном 23, представляет собой синхронизирующий узел. В надпоршневой полости поршня 18 выполнен осевой канал 13, который перекрывается поршнем 18 в нижнем положении штока 14. Осевое перемещение штока 14 ограничено внешними выступами на его концах, взаимодействующими с корпусом. Объем пневмокамеры 4 больше или равен объему полости 12, образованного в гидроцилиндре при крайнем верхнем положении поршня-бойка. При постановке на забой скважины и поднятии ударной штанги 15 с последующим ее сбрасыванием рабочая жидкость перетекает из перепускной камеры 8 в полость 12, вызывая подъем поршня-бойка. Жидкость над поршнем-бойком вытесняется в окружающую среду через отверстия 11. В крайнем верхнем положении поршня-бойка при подъеме ударной штанги 15 натягивается трос 24, открывая обратный клапан 23 и отверстия 22. За счет образовавшегося разряжения жидкость перетекает из полости 12 в перепускную камеру 8, не оказывая сопротивления падению поршня-бойка. В конце хода вниз поршень-боек наносит удар по верхнему торцу перегородки 6.

При отборе пробы возникают задачи, связанные с увеличением длины керна с меньшей деформацией структуры грунта. Для решения данной проблемы производится доработка имеющегося пробоотборника с целью увеличения энергии удара. Запланированная работа состоит в обзоре забивных пробоотборников для сухопутного и морского инженерно-геологического бурения скважин, составлении принципиальной схемы забивного пробоотборника с увеличенной энергией удара, из теоретических исследований работы полученного устройства и в разработке окончательной конструкции пробоотборника. В результате можно добиться большей глубины внедрения за единичный удар и как следствие этого меньшей деформации пробы.