ЯЩИК ДЛЯ КЕРНА

Полезная модель относится к таре для хранения или транспортировки изделий и материалов, в частности к ящикам для транспортировки и хранения геологического керна.
Известно, что для того, чтобы при инженерно-геологических исследованиях дать правильную геотехническую характеристику грунта, проводят так называемое «колонковое бурение» Колонковое бурение может применяться для проходки скважин во всех без исключения породах, но наиболее часто его используют для изучения скальных и полускальных пород.
При колонковом бурении из скважины извлекают породы в виде монолитных колонок - «кернов».
Извлеченный из скважины керновый материал является основным источником получения геологической информации. Получение некачественного керна, потери его при транспортировке и хранении существенно снижают эффективность геологических исследований и вызывают необходимость проведения дополнительных геологоразведочных работ по доразведке месторождений. Поэтому сохранность полученного кернового материала очень важна.
Согласно существующим требованиям геологической документации весь керн, извлекаемый из скважины колонкового бурения, подлежит обязательному и тщательному отбору и укладке в специальные ящики для керна, которые по мере наполнения вывозятся в кернохранилище.
Стандартные размеры ящиков для керна: 1 м по длине и 0,5-0,6 м по ширине. Высота стенок, размеры и количество гнезд (ячеек) в ящиках должны соответствовать диаметру укладываемого керна.
Как правило, буровые работы производятся в неосвоенных малодоступных районах, с неразвитой транспортной системой. Для транспортировки оборудования могут использоваться не только обычные транспортные средства - автомобиль или железная дорога, но и более примитивные, например гужевой транспорт или даже вьючные животные. Геологоразведочные буровые работы предполагают получение большого количества образцов, подлежащих последующему изучению, для чего требуется специальная тара для их упаковки и транспортировки. Эта тара должна обеспечивать сохранность кернов при транспортировке. При отсутствии на буровой керновых ящиков проходка скважин колонкового бурения запрещается.
Традиционно в качестве керновых ящиков использовались деревянные ящики с установленными внутри стенками для разделения керновых образов. Такие ящики изображены, например, на сайте http://www.tara-polimer.ru/cgi-bin/fotolist.cgi?num_edit=1006.
Деревянный керновый ящик с отделениями, изготовленный из дерева, также показан в документе [Березкина Л.М. Указания по полевой документации инженерно-геологических и поисково-разведовательных работ при изысканиях автомобильных дорог / Л.М. Березкина, И.Н. Горбунов, Н.С. Ковалевский и др.; Под общ. ред. В.С. Смирнова. - Москва, 1971. - [Электронный ресурс] Режим доступа: http://nordoc.ru/doc/42-42402)].
Недостатками известных деревянных ящиков является малый срок службы, высокая гигроскопичность древесины, способность коробления при высыхании и пожароопасность, а также плохая устойчивость против атмосферных явлений.
Кроме того, такие ящики транспортируются в собранном виде, имеют относительно большой вес и большой объем. Это существенно усложняет и удорожает их доставку в район бурения.
Известны разнообразные конструкции складных коробок и ящиков, позволяющие осуществлять их транспортировку в виде плоских заготовок.
Известна складная картонная коробка (патент РФ №116839), выполненная из одной плоской заготовки, разделенной линиями перегиба на участки, образующие основное днище прямоугольной формы и перпендикулярную ему первую пару боковых стенок. К каждой из этих стенок на ее конце присоединен отогнутый по соответствующей линии перегиба перпендикулярно основному днищу основной клапан с выполненным в нем замковым узлом. Вторую пару боковых стенок образуют замкнутые между собой соответствующие основные клапаны, Основное днище снабжено двумя отогнутыми на внутреннюю поверхность основного днища и образующими дополнительное днище выполненными прямоугольными дополнительными клапанами, при этом основное днище выполнено длиной, превышающей длину боковых стенок первой пары, с образованием внешних буртиков.
Коробка может транспортироваться к месту использования в виде плоской заготовки, для ее сборки не требуется дополнительных инструментов.
Эта картонная коробка подходит для хранения и транспортировки относительно легких предметов, не предусматривает возможности штабелирования и не может быть использована на открытом воздухе.
Известен ящик для керна (патент РФ на ПМ №120079) выполненный из термопластичного древесно-полимерного композиционного материала.
Ящик для керна представляет собой конструкцию с дном, боковыми и одной задней стенкой. Внутри ящика выполнены перегородки (сепаратор), в виде отдельных стенок, образующие ячейки для укладки керна, ящик имеет крышку. Внутренние перегородки ящика жестко прикреплены к дну и задней стенке каркаса.
Такой ящик для керна имеет более длительный срок службы по сравнению с деревянными ящиками, устойчив к внешним воздействиям, может быть использован многократно.
Конструкция этого ящика для керна предусматривает наличие только одной задней стенки. Это удобно при укладке тяжелого керна, однако при транспортировке или, например, штабелировании для хранения, вследствие переворота ящика может привести к тому, что керны просто выскользнут из ящика и могут быть повреждены.
Кроме того, поскольку описанный ящик выполнен из термопластичного древесно-полимерного композиционного материала, он имеет относительно большую массу, что ведет к повышению издержек при транспортировке. Это обстоятельство усугубляется тем, что ящик может быть собран только в условиях производства, поскольку сборка требует специальных инструментов и материалов, и соответственно, при транспортировке и хранении он требует значительного пространства. Поскольку ящик предназначен для использования в полевых условиях, где транспортные связи затруднены, применение этих изделий в некоторых случаях может тормозить геологоразведочные работы, поскольку, как упоминалось выше, колонковое бурение при отсутствии ящиков для керна запрещено.
Техническим результатом реализации настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств, а также снижение массы ящика для керна путем использования при его изготовлении полипропилена и гофрокартона, и улучшение эксплуатационных характеристик путем упрощения и удешевления транспортировки, а также обеспечения возможности сборки на месте эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в ящике для керна, состоящем из каркаса и крышки для использования с каркасом ящика для керна, каркас и крышка выполнены раскладными. Этим обуславливается упрощение и удешевления транспортировки.
Поскольку фиксация поперечных и продольных стенок каркаса, поперечных и продольных стенок крышки между собой осуществляется с помощью язычков, выполненных на краях пары противолежащих стенок каркаса и крышки, и прорезей, выполненных в соответствующих частях каркаса и крышки, для введения и фиксации указанных язычков, приведение ящика для керна в рабочее состояние осуществляется непосредственно на месте эксплуатации и не требует для этого дополнительных инструментов или материалов. Установка съемных перегородок внутри ящика для керна для образования ячеек для укладки керна также осуществляется без применения каких-либо инструментов непосредственно в месте эксплуатации.
Снижение массы ящика для керна обеспечивается выбором материала для изготовления ящика для керна, а именно ячеистого полипропилена для каркаса и крышки и влагостойкого гофрокартона для съемных перегородок.
Поскольку размер крышки по внутреннему периметру соответствует наружным размерам каркаса ящика с возможностью обеспечения плотной посадки крышки на каркас, а внутренние перегородки образованы путем перегибов листа влагостойкого гофрокартона по нанесенным заранее просечкам, с расстоянием между соседними просечками не меньше длины окружности керна, для которого предназначен керновый ящик, а линии перегибов образуют ребра жесткости, это обеспечивает достаточно высокую прочность ящика для керна и еще более улучшает эксплуатационные характеристики изделия.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых
фиг. 1 изображает каркас ящика для керна в разложенном виде, выполненный согласно полезной модели,
фиг. 2 изображает внутреннюю перегородку для каркаса ящика для керна в разложенном виде с нанесенными линиями перегибов согласно полезной модели.
Как показано на фиг. 1 каркас ящика для керна в разложенном виде выполнен в виде плоской детали из сотового поликарбоната, на который нанесены линии 1, обозначающие места перегиба для образования двух продольных стенок 2 и двух поперечных стенок 3. На краях пары противолежащих стенок 2 выполнены язычки 3, а в соответствующих частях заготовки, образующих днище, прорези 4. Крышка ящика для керна выполнена аналогичным образом, за исключением того, что ее размеры подбираются с учетом последующего взаимного позиционирования каркаса и крышки и условий плотной посадки и обычно несколько превышают размеры каркаса.
Внутренняя перегородка для каркаса ящика для керна, показанная на фиг. 2, в разложенном виде представляет собой плоскую прямоугольную деталь, на которой нанесены линии 5 перегиба (просечки), причем расстояние между линиями перегиба выбирается не меньше длины окружности керна, для которого предназначен ящик для керна, поэтому в рабочем положении при размещении в каркасе ящика для керна в месте перегиба внутренняя перегородка образует ребра жесткости.
Перед загрузкой керновых образцов в ящики для керна последние складывают, для чего перегибают заготовки по линиям 1 перегиба, язычки 3 вводят в соответствующие прорези 4. Таким образом, у части ящика (каркаса или крышки) появляются продольные и поперечные стенки и, соответственно, внутренний объем.
Внутренняя перегородка для каркаса ящика для керна перегибается по линиям 5 перегиба и устанавливается внутрь каркаса. При этом, поскольку размер внутренней перегородки в разложенном (транспортном) положении превышает размер днища каркаса, перегородка изгибается так, что вблизи днища каркаса образует цилиндрические гнезда для последующего размещения керновых образцов. Размер внутренней перегородки определяется простым расчетом в зависимости от диаметра керновых образцов и их количества, предназначенных для загрузки в ящик данного типоразмера. В местах перегиба перегородка образует ребра жесткости, обеспечивая дополнительную жесткость и прочность всему изделию. Сверху надевается предварительно сложенная аналогичным складыванию каркаса образом крышка.
После этого ящик для керна с образцами готов к транспортировке.
Ящики для керна, выполненные согласно предлагаемой полезной модели, могут изготавливаться разных типоразмеров, подходят для размещения образцов разного диаметра.
Ящики могут легко транспортироваться и храниться в разложенном виде, что существенно снижает издержки при их использовании.