Ребрик Б.М. Бурение скважин при инженерно-геологических изысканиях. М., "Недра", 1973, с 125.

Классификация грунтоносов.

Все существующие грунтоносы подразделяются:

1) по способу погружения: на вдавливаемые, забивные, вибрационные, обуривающие и вращательные;

2) по способу удержания монолита в грунтоносе: на грунтоносы без затворных устройств, с затворными устройствами и вакууумные грунтоносы;

3) по конструкции затворных (подрезающих) устройств в башмаке: на грунтоносы с затворами проволочного, лепесткового, пружинного (типа "паука"), ножевого, диафрагмового, секторного или эластичного типов;

4) по типу устройства, в которое поступает монолит: на грунтоносы без керноприемной гильзы, грунтоносы с неподвижной керноприемной гильзой (металлической, пластмассовой, картонной или эластичной) и грунтоносы с подвижной керноприемной гильзой, передвигающейся вместе с монолитом внутрь грунтоноса;

5) по способу предохранения монолита от продольных деформаций: на грунтоносы без предохраняющих устройств и поршневые грунтоносы.

Помимо указанного, грунтоносы могут также подразделяться по способу сборки и разборки, способу извлечения монолита, способу удаления шлама с забоя, конструкции клапанных устройств, способу соединения невращающейся керноприемной гильзы с корпусом и т.д. Кроме грунтоносов, предназначенных для отбора монолитов из забоя буровых скважин, иммется большая группа грунтоносов для отбора монолитов из стенок скважины, из горных выработок, дна водоемов и т.д. Имеются также специальные грунтоносы для отбора образцов в условиях пониженного либо повышенного давления, при наличии полного вакуума (например, на Луне), при наличии высоких или низких температур и т.д.

При использовании представленной выше классификации грунтоносов следует различать два понятия: способ погружения грунтоносов и конструкцию грунтоноса по способу его погружения. Обычно грунтоносы создаются для определенного способа их внедрения в грунт и в связи с этим имеют специфические конструктивные особенности (толщина стенки у вдавливаемого грунтоноса меньше, чем у забивного, башмак обуривающего грунтоноса отличается от башмака вибрационного и т.д.). В то же время многие грунтоносы могут погружаться в грунт различными способами. Так, например, грунтонос ГК-3 конструкции Гидропроекта может погружаться забивным, вдавливаемым и вибрационным способами.

При забивном способе грунтонос погружается при помощи динамического (ударного) воздействия на него. Различают две разновидности ударного погружения - одноударный и многократноударный. В первом случае грунтонос погружается на необходимую глубину за один удар, во втором - для погружения грунтоноса необходимо нанести несколько ударов. В последнем случае удары, как правило, наносятся непосредственно по грунтоносу и, как исключение, по верхнему концу бурильных труб (штанг). При вдавливающем способе грунтонос погружается под действием вертикального статического усилия.

При вибрационном способе грунтонос погружается в результате вибрации и действия веса вибропогружателя и бурильных труб. Различают чисто вибрационное и виброударное погружение грунтоносов. Виброударное погружение отличается от многократноударного большей частотой ударов. Поскольку в этом случае используют толькоповерхностные вибропогружатели, удары грунтоносу передаются через колонну бурильных труб.

Сущность обуривающего способа отбора монолитов состоит в том, что при помощи башмака, оборудованного специальной фрезой, производится обуривание керна, который поступает в невращающуюся гильзу и трением о стенки либо затворным устройством удерживается в грунтоносе. Обуривающие грунтоносы подразделяются на две группы: в первой невращающаяся гильза опережае фрезу башмака, во второй, наоборот, фреза опережает невращающуюся гильзу. Разновидностью обуривающих грунтоносов являются грунтоносы, завинчиваемые в грунт.

При вращательном способе керноприемная гильза грунтоноса вращается вместе с башмаком. Условно к грунтоноса вращательного типа могут быть отнесены двойные колонковые трубы, а также те грунтоносы, в которых удержание керноприемной гильзы от вращения не обеспечивается.

В грунтоносах без затворных устройств монолит в процессе его извлечения из скважины удерживается от выпадения трением о стенки и созданием в верхней полости вакуума. Вакуум создается устроцством в грунтоносах клапанов (шаровых, тарельчатых, пластинчатых и т.д.). Такие грунтоносы могут быть использованы только при отборе монолитов из связных глинистых грунтов.

В слабосвязных грунтах монолиты отбираются только грунтоносами с затворными устройствами. В зависимости от конструкции затворные устройства могут обеспечивать перекрытие входного отверстия грунтоноса либо полностью, либо частично. Эластичные затворные устройства (типа скручивающихся эластичных мешков) обеспечивают не только полное, но и герметичное перекрытие входного отверстия грунтоноса.

В несвязных грунтах монолиты отбираются с использованием специальных методов и специальных устройств (грунтоносы со строго фиксированным объемом монолита, метод замораживания или закрепления грунта перед отбором монолита и т.д.).

Как отмечалось, многие грунтоносы оборудуются специальной керноприемной гильзой. Гильза выполняется из тонкой стали, пропитанного парафином картона, пластмассы и др. Основное назначение гильзы - предохранить монолит от деформации в процессе его извлечения из грунтоноса и транспортирования в лабораторию.