NO129815B

NO129815B -

Info

Publication number: NO129815B
Application number: NO01488/70A
Authority: NO
Inventors: Rocha M Da
Original assignee: Engenharia Lab Nacional
Priority date: 1969-07-24
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1974-05-27
Also published as: FI52616B; FR2213406B2; CH519633A; US3631934A; IL34926A0; JPS5326201B2; YU31760B; BE748867A; SE356777B; YU98870A; JPS4924707B1; FR2056161A5; FR2213406A2; ES379452A1; IL34926A; AT307344B; ZA702943B; JPS506501A; GB1255128A; DE2354891A1

Description

Fremgangsmåte og hjelpemiddel for uttagning av en prøve fra en bergformasjon, særlig en løs formasjon, ved boring i denne. Procedure and aid for taking a sample from a rock formation, particularly a loose formation, by drilling into it.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et hjelpemiddel for uttagning av en prøve fra en bergformasjon, særlig en løs formasjon, ved boring i denne. This invention relates to a method and an aid for taking a sample from a rock formation, in particular a loose formation, by drilling into it.

De kjente fremgangsmåter til uttagning av prøver fra berg-og jordformasjoner krever omstendelige boringsarbeider og allikevel tillater de bare utvinning av prøver fra formasjoner med temmelig stor fasthet. Det er imidlertid et stort behov for å kunne ta ut fullstendige prøver også fra soner med dårligere fasthet fordi slike prøver er av stor interesse for bedømmelse av vedkommende bergarts beskaffenhet og eventuelt oppførsel under senere arbeide. The known methods for taking samples from rock and soil formations require extensive drilling work and yet they only allow the extraction of samples from formations with a fairly high firmness. However, there is a great need to be able to take complete samples also from zones with poorer firmness because such samples are of great interest for assessing the nature of the rock in question and possibly behavior during later work.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte og et hjelpemiddel som tillater uttagning av ubeskadi-gede sammenhengende prøver som er fullt ut representative for vedkommende bergstruktur som kan tas ut etter at de forskjellige sjikt i berget eller bakken, som kan omfatte forkastninger, spalter, brudd-steder osv., ikke forstyrres. The purpose of the invention is therefore to provide a method and an aid which allows the taking of undamaged continuous samples that are fully representative of the relevant rock structure, which can be taken after the different layers in the rock or ground, which may include faults, cracks, fracture sites, etc., are not disturbed.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at en i asimut orientert forsterkningsdel føres inn i borhullet, at bergartsmaterialet som omgir forsterkningsdelen bindes til delen med et bindemiddel og at en kjerneprøve tas ut som omfatter forsterkningsdelen og materialet som er bundet til samme. Andre trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av underkravene. Et hjelpemiddel til bruk ved utførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at det omfatter en forsterkningsdel som er innrettet til å innføres i et borhull og til å bindes til det omgivende bergartsmateriale i en i asimut orientert stilling ved hjelp av et bindemiddel. The method according to the invention is distinguished essentially by the fact that an azimuthally oriented reinforcement part is introduced into the borehole, that the rock material surrounding the reinforcement part is bound to the part with a binder and that a core sample is taken that includes the reinforcement part and the material that is bound to it. Other features of the method according to the invention appear from the subclaims. An aid for use in carrying out the method according to the invention is essentially distinguished by the fact that it comprises a reinforcement part which is designed to be introduced into a borehole and to be bonded to the surrounding rock material in an azimuthally oriented position by means of a binder.

Fordelen ved fremgangsmåten er at den tillater uttagning av prøver som på forhånd er forsterket med en forsterkningsdel og som er orientert i asimut slik at man for det første unngår at sjik-tenes rekkefølge i formasjonen forandres under prøveuttagning og for det andre unngås at endel av materialet går tapt under uttagningen av prøven. Da forsterkningsdelen er asimutorientert, er det på et senere tidspunkt lett å bestemme kjerneprøvens opprinnelige oriente-ring i bergartformasjonen. The advantage of the method is that it allows samples to be taken which have been previously reinforced with a reinforcement part and which are oriented in azimuth so that, firstly, it is avoided that the order of the layers in the formation is changed during sampling and, secondly, it is avoided that part of the material is lost during the collection of the sample. As the reinforcement part is azimuthally oriented, it is easy to determine the core sample's original orientation in the rock formation at a later stage.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et eksem-pel under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom et borehull, fig. 2-6 er snitt gjennom et borehull og viser forskjellige trinn under uttagning av en kjerneprøve fra massen, fig. 7 viser hullet og innretningen til boring av et annet hull i forlengelsen av det første, og fig. 8 viser et snitt gjennom borehullet og innretningen i stilling på et mellomtrinn av operasjonen. The invention will be explained in more detail by means of an example with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a section through a borehole, fig. 2-6 are sections through a drill hole and show different steps during the removal of a core sample from the mass, fig. 7 shows the hole and the device for drilling a second hole in the extension of the first, and fig. 8 shows a section through the borehole and the device in position at an intermediate stage of the operation.

Fig. 1 illustrerer et hull H som er boret i jord- eller Fig. 1 illustrates a hole H that has been drilled in soil or

steinmassen M til en dybde, nedenfor hvilken en prøve skal tas. Hullet H behøver ikke å være vertikalt. Hullets diameter velges på ba-sis av diameteren som kjernen skal ha, hvilket skal forklares nærmere nedenfor. the rock mass M to a depth below which a sample is to be taken. The hole H does not have to be vertical. The diameter of the hole is chosen on the basis of the diameter that the core should have, which will be explained in more detail below.

Deretter bores et annet hull h ut fra bunnen av hullet H, som vist på fig. 2. Hullet h er koaksialt med hullet H og skjæres Then another hole h is drilled from the bottom of the hole H, as shown in fig. 2. The hole h is coaxial with the hole H and is cut

til en dybde som er lik lengden av den prøve som skal tas. to a depth equal to the length of the sample to be taken.

Hullet h fylles med et herdbart bindemiddel, såsom sement-grøt, betong, plast e.l. Bindemidlet fyller fullstendig hullet h og presser ut det meste av vann og luft som ellers måtte være der. Bindemidlet kan være farvet med en passende farve for identifikasjons-formål e.l. Bindemidlet velges slik at det har god adhesjon til jord- eller steinmassen og til en forsterkningsdel 2 som senere skal innføres i dette. Herdningstiden reguleres ved hjelp av tilsetnin-ger. The hole h is filled with a hardenable binder, such as cement slurry, concrete, plastic etc. The binder completely fills the hole h and squeezes out most of the water and air that would otherwise be there. The binder can be colored with a suitable color for identification purposes etc. The binder is chosen so that it has good adhesion to the soil or rock mass and to a reinforcement part 2 which will later be introduced into this. The curing time is regulated by means of additives.

Mens bindemidlet fremdeles er flytende, innføres forsterkningsdelen 2 som føres frem til hullets h bunn. Delen 2 har en opp-ruet overflate slik at bindemidlet heftes bedre til forsterkningsdelen. Denne del kan være av metall, plast e.l. Innføring av forsterkningsdelen i bindemidlet tvinger det sistnevnte til å ekstrude-re fra hullet h og trenge inn i alle sprekker og brudd som måtte fin-nes for å heftes til disse. While the binder is still liquid, the reinforcement part 2 is introduced, which is brought forward to the bottom of the hole h. Part 2 has a roughened surface so that the binder adheres better to the reinforcement part. This part can be made of metal, plastic, etc. Introduction of the reinforcement part into the binder forces the latter to extrude from the hole h and penetrate into all cracks and breaks that may exist in order to adhere to these.

Et skjæreverktøy C føres så inn i hullet H og skjærer en kjerne S fra massen, som vist på fig. 5 og 6. Skjæreverktøyet C ar-beider med samme diameter som hullet H og den kjerne som frembringes, består av forsterkningsdelen 2, herdemidlet 1 og prøvematerialet r som omgir forsterkningsdelen som igjen er omgitt av bindemidlet. A cutting tool C is then introduced into the hole H and cuts a core S from the mass, as shown in fig. 5 and 6. The cutting tool C works with the same diameter as the hole H and the core produced consists of the reinforcement part 2, the hardening agent 1 and the test material r which surrounds the reinforcement part which is again surrounded by the binder.

På denne måte får man en prøvekjerne som viser formasjone-ne i massen over en bestemt dybdestrekning. In this way, you get a sample core that shows the formations in the mass over a certain depth.

Fig. 7 viser en innretning til boring av hullet h. Innretningen omfatter en borestreng med borestenger 3 som gjennom et kob-lingsstykke 7 er forbundet med en borestang 4. På borestangen 4 er festet en borkrone 5 som skjærer hullet h når borestengene 3 senkes. Borestangen 4 og borkronen 5 har langsgående kanaler 10 for tilfør-sel av kjølevann og vaskevann gjennom borestengene 3 til borkronen 5 under boring og også for innføring av bindemidlet 2 i hullet h et-, ter at borkronen 5 har boret ut hullet. En føringsinnretning 6 sik-rer koaksial boring av hullet h i forhold til hullet H. Føringsinn-retningen 6 er utformet som en hylsedel som passer inn i hullet H og omgir borstangen 4. Koblingsstykket 7 holder hylsestykket på plass til dette er i inngrep med hullet H. Hylsestykket omfatter et an-tall radiale innadvendende flenser 11 (bare en er vist) som borstangen 4 kan legge seg an mot, slik at den blir ført eller styrt av disse. Hylsedelens øvre deler omfatter en ytterligere radial flens 12 som er i glidbart anlegg med borestarengen 3 for ytterligere styring Fig. 7 shows a device for drilling the hole h. The device comprises a drill string with drill rods 3 which are connected to a drill rod 4 through a coupling piece 7. A drill bit 5 is attached to the drill rod 4 which cuts the hole h when the drill rods 3 are lowered. The drill rod 4 and the drill bit 5 have longitudinal channels 10 for the supply of cooling water and washing water through the drill rods 3 to the drill bit 5 during drilling and also for the introduction of the binder 2 into the hole after the drill bit 5 has drilled out the hole. A guide device 6 ensures coaxial drilling of the hole h in relation to the hole H. The guide device 6 is designed as a sleeve part that fits into the hole H and surrounds the drill rod 4. The coupling piece 7 holds the sleeve piece in place until it engages with the hole H The sleeve piece comprises a number of radial inward-facing flanges 11 (only one is shown) against which the drill rod 4 can rest, so that it is guided or guided by these. The upper parts of the sleeve part comprise a further radial flange 12 which is in sliding contact with the drill string 3 for further control

av hylsedelens 6 bevegelse nedover i hullet H. of the movement of the sleeve part 6 downwards in the hole H.

Fig. 8 viser innretningen til innsetning av forsterknings- Fig. 8 shows the device for inserting reinforcement

delen 2 i bindemidlet 1 i hullet h. Innretningen omfatter en stang- the part 2 in the binder 1 in the hole h. The device comprises a rod

streng 8 som holder forsterkningsdelen 2 slik at denne vil føres ko- string 8 which holds the reinforcement part 2 so that it will be

aksialt inn i hullet h. En innretning 9 forbinder stangens 8 ende- axially into the hole h. A device 9 connects the end of the rod 8

parti med forsterkningsdelen 2, og innretningen 9 er utført slik at den frigjør forsterkningsdelen 2 når innretningen 9 kommer til an- part with the reinforcement part 2, and the device 9 is designed so that it releases the reinforcement part 2 when the device 9 comes to

legg med hullets H bunn, for å tillate borttagning av stangstrengen 8 og innretningen 9 før bindemidlet herdner. lay with the bottom of the hole H, to allow removal of the rod string 8 and device 9 before the binder hardens.

Innretningen 9 er utført på i og for seg kjent måte. Stang- The device 9 is made in a manner known per se. Pole-

strengen 8, innretningen 9 og forsterkningsdelen 2 er forsynt med ka- the string 8, the device 9 and the reinforcement part 2 are provided with ca-

naler 13 som tillater bindemidlet å renne bort når forsterkningsde- nals 13 which allow the binder to flow away when reinforcement de-

len 2 føres inn i hullet h. thread 2 is fed into the hole h.

Føringsinnretningen 6 ifølge fig. 7 kan også brukes med The guide device 6 according to fig. 7 can also be used with

innretningen ifølge fig. 8 for føring av stangstrengen 8 og forsterkningsdelen 2 inn i hullene. the device according to fig. 8 for guiding the rod string 8 and the reinforcement part 2 into the holes.

Claims

1. Procedure for taking a sample from a rock formation

mas ion, in particular a loose formation, when drilling in this, characterized in that an azimuthally oriented reinforcement part is introduced into the borehole, that the rock material surrounding the reinforcement part is bound to the part with a binder and that a core sample is taken that includes the reinforcement part and the material that is bound to the same.

2. Method according to claim 1, characterized in that the binder is filled in the drill hole and that the reinforcement part is introduced into the unbonded binder.

3. Method according to claim 1 or 2, for taking a sample from the bottom of a borehole (H) in a rock formation, characterized in that a coaxially running borehole (h) with a smaller diameter is drilled from the bottom of the borehole (H), that the reinforcement part and the binding agent is introduced into the smaller drill hole (h) and that, when the binding agent is debonded, the core sample is taken out using a core drill bit that fits into the largest drill hole (H).

4. Aid for taking a sample from a rock formation, using the method according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a reinforcement part (2) which is designed to be introduced into a borehole and to be bonded to the surrounding rock material in an azimuthally oriented position using a binder.

5. Aid according to claim 4 for taking a sample from the bottom of a borehole (H) in a rock formation, using the method according to claim 3, characterized in that it further comprises a separate, tubular guide piece (6) which is arranged to lean against the wall of the largest hole (H) and which is equipped with guide elements (11,12) for a carrier drill rod (3) and an extension of this coaxially arranged drill rod (4) which is equipped with a drill bit for the smallest hole (h ) and that it also comprises a separate coupling sleeve (9) which is designed to connect the reinforcement part (2) with a positioning rod (8) and to release the reinforcement part when it is placed in the smallest hole (h).

6. Aid according to claim 5, characterized in that the guide piece (6) has in its upper part a radial flange (12) and in its lower part a radial flange (11) which limits guide bores or for the supporting drill rod (3) and the drill rod (4) for the smallest hole (h).

7. Aid according to claim 6, characterized in that the guide piece (6) between the radial flanges (11,12) forms a guide for a connecting part (7) arranged between the carrier drill rod (3) and the drill rod (4) for the smallest hole (h).

8. Aid according to claim 5, characterized in that the coupling sleeve (9) has a contact flange which rests against the bottom of the largest hole (H) during lowering of the reinforcement part (2) to release it.