УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ Российский патент 1996 года по МПК E21B7/28 E02F5/16 

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано для образования скважин различного назначения в уплотняемых грунтах и формования набивных свай.

Известно устройство для расширения скважин, содержащее пневмопробойник и расширитель, смонтированный на передней конусной части корпуса пневмопробойника. При проходке глухих скважин пневмопробойник легко извлекается из скважины, а расширитель остается в грунте [1]
Наиболее близким аналогом является устройство [2] включающее пневмопробойник и расширитель, состоящий из продольных секций, соединенных между собой и пневмопробойником гибкой связью для извлечения расширителя из образованной скважины. На корпусе пневмопробойника имеется выступ для осевой фиксации продольных секций расширителя. На носовой части расширителя установлено разжимное пружинное кольцо. Оно служит для радиальной фиксации секций расширителя при монтаже расширителя на корпусе пневмопробойника. Жесткость разжимного пружинного кольца должна быть небольшой, чтобы расширитель разъединялся на отдельные секции при извлечении устройства из образованной скважины. При движении устройства вперед усилия со стороны грунта сжимают расширитель, препятствуя разъединению его секций, а выступ на корпусе пневмопробойника препятствует осевому перемещению расширителя по корпусу пневмопробойника в сторону хвостовой его части. После окончания прохождения скважины пневмопробойник извлекается назад тросом, а за ним последовательно извлекаются секции расширителя. Однако при работе устройства в неоднородных и слабых грунтах усилия со стороны грунта, препятствующие разъединению секций расширителя, могут оказаться недостаточными. Секции расширителя, разжав пружинное кольцо, будут вдавлены в грунт. Целостность расширителя нарушается, и дальнейшее продвижение устройства вперед, а следовательно, и расширение скважины станет невозможным. Таким образом, недостатком этого устройства является низкая эксплуатационная надежность.

Предлагаемое изобретение повышает эксплуатационную надежность устройства. Это достигается за счет того, что в устройстве для расширения скважин в грунте, включающем пневмопробойник, установленный на корпусе пневмопробойника расширитель, выполненный в виде продольных секций, соединенных между собой и с пневмопробойником при помощи гибкой связи и приспособления для осевой и радиальной фиксации секций расширителя, продольные секции расширителя выполнены ступенчатыми, а приспособление для их радиальной фиксации выполнено в виде кольцевого элемента, охватывающего меньшую ступень каждой продольной секции. Такое выполнение конструкции устройства исключает радиальную подвижность продольных секций расширителя и обеспечивает работоспособность устройства в любых уплотняемых грунтах.

Целесообразно приспособление для радиальной фиксации продольных секций расширителя размещать в хвостовой части расширителя. Такое конструктивное решение позволяет снимать радиальную фиксацию продольных секций расширителя во время извлечения устройства из скважины.

Целесообразно кольцевой элемент соединять гибкой связью с пневмопробойником и с одной из секций расширителя. Такое выполнение конструкции устройства позволяет освобождать продольные секции расширителя от радиальной фиксации перед извлечением расширителя из образованной скважины, что исключает заклинивание расширителя в скважине и позволяет легко извлекать секции расширителя. Возможно конструктивное исполнение кольцевого элемента за одно целое с корпусом пневмопробойника.

На фиг. 1 изображена продольная секция расширителя; на фиг. 2 расширитель в сборе, вид сзади; на фиг. 3 предлагаемое устройство во время расширения скважины; на фиг. 4 предлагаемое устройство во время извлечения из образованной скважины.

Устройство для расширения скважины в грунте включает в себя пневмопробойник и составной расширитель. Расширитель состоит из продольных секций 1, выполненных ступенчатыми. Меньшая ступень 2 расположена в хвостовой части секции. Кольцевой элемент 3 является средством радиальной фиксации продольных секций расширителя. На корпусе пневмопробойника 4 имеется бурт для осевой фиксации расширителя. Гибкая связь для извлечения устройства из образованной скважины выполнена в виде отрезков троса 5, концы которых закреплены на корпусе пневмопробойника, на кольцевом элементе и на соответствующей продольной секции расширителя. Гибкая связь на фиг. 3 условно не показана. До начала работы устройства продольные секции расширителя монтируются на корпусе пневмопробойника и на меньшую ступень расширителя одевается кольцевой элемент.

Работа устройства показана на фиг. 3.

Устройство своей передней частью перемещается в расширяемую скважину 6 и запускается в работу. Под действием ударной нагрузки устройство движется вперед, оставляя за собой скважину 7. Бурт на корпусе пневмопробойника препятствует продольному перемещению расширителя вдоль корпуса пневмопробойника, а кольцевой элемент препятствует перемещению его секций в радиальном направлении. После окончания расширения скважины пневмопробойник извлекают тросом 8. Вслед за пневмопробойником 4 извлекается кольцевой элемент 3, связанный с пневмопробойником отрезком троса 5. При дальнейшем извлечении устройства расширитель распадается на отдельные секции 1, которые последовательно извлекаются из образованной скважины 7. Этот момент показан на фиг. 4.

Использование: в горном и строительном деле для образования скважин различного назначения. Сущность изобретения: устройство для расширения скважин включает пневмопробойник с упорным буртом, установленный на пневмопробойнике и выполненный в виде продольных секций, соединенных между собой и с пневмопробойником при помощи гибких связей и взаимодействующих при осевом перемещении с упорным буртом, расширитель и элемент радиальной фиксации секцйи. Для повышения эксплуатационной надежности устройства наружная боковая поверхность секций выполнена двумя различными по величине диаметрами, а элемент радиальной фиксации секций выполнен в виде кольца, размещенного на боковой поверхности секций меньшего диаметра. Кольцо может быть установлено в хвостовой части расширителя, а также может быть соединено гибкой связью с пневмопробойником и с одной из секций расширителя. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, включающее пневмопробойник с упорным буртом, установленный на пневмопробойнике и выполненный в виде продольных секций, соединенных между собой и с пневмопробойником при помощи гибких связей и взаимодействующих при осевом перемещении с упорным буртом пневмопробойника, расширитель и элемент радиальной фиксации секций расширителя, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность секций выполнена двумя различными по величине диаметрами, а элемент радиальной фиксации секций выполнен в виде кольца, размещенного на боковой поверхности секций меньшего диаметра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцо установлено в хвостовой части расширителя. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что кольцо соединено гибкой связью с пневмопробойником и с одной из секций расширителя.