УНИВЕРСАЛЬНЫЙ УШИРИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к бурению скважин под буронабивные сваи.

Существуют механические уширители скважин под буронабивные сваи, позволяющие разбуривание уширенной полости конической формы как на забое скважины, так и по всей ее длине. Так, уширитель (а.с. 976006, кл. E 21 B 7/28, 1982), включает два коаксиально расположенных вала, скользящую и фиксированную муфты, к которым шарнирно закреплен пантографный пространственный механизм, вооруженный породоразрушающими элементами, бадью; раскрывается под действием усилий, прилагаемых к вертикальной штанге с приводом от буровой установки. Разработанный ножами грунт осыпается в бадью, расположенную ниже плоскости резания, и периодически вынимается из скважины. Для разбуривания уширенной полости выполняется 5-7 спускоподъемных операций.

Однако зачастую, в частности при укреплении ленточных фундаментов зданий и сооружений путем уширения их подошвы или пересадки фундаментов на буронабивные сваи, требуется устройство уширенных полостей в скважинах непосредственно под фундаментом, причем либо в виде цилиндра, либо в виде опрокинутого конуса, чего указанный уширитель обеспечить не может.

Изобретение предназначено для устройства уширенных полостей в скважинах под буронабивные сваи как конической, так и цилиндрической, и в виде "опрокинутого" конуса формы.

Поставленная задача решена за счет того, что в расширителе скважин, включающем два коаксиально расположенных вала с размещенными на них скользящей и фиксированной муфтами, к которым шарнирно закреплен пантографный пространственный механизм, вооруженный породоразрушающими элементами, оба коаксиально расположенных вала выполнены с возможностью взаимной фиксации и независимого соединения с бурильным валом буровой установки, при этом наружный вал выполнен с возможностью его установки на устье скважины с фиксацией от продольного перемещения.

На фиг. 1 показана принципиальная схема трехножевого пантографного уширителя, включающего два коаксиально расположенных вала - наружного 1 внутреннего 2. На внутренний вал посажена скользящая муфта 3 и зафиксированная на нем муфта 5, к которым шарнирно закреплен пантографный механизм, вооруженный ножами 4. Снизу к внутреннему валу прикреплена бадья 6. Причем для равномерной передачи усилий на все элементы пантографа нижняя часть внутреннего вала 7 в пределах движения скользящей муфты и внутренняя часть самой муфты выполнены граненными.

Для устройства уширенной полости цилиндрической формы вначале на заданной отметке в скважине описанным выше способом устраивается уширенная полость конической формы. При этом в состав уширителя включается только нижняя часть внутреннего вала, вывод его на дневную поверхность необязателен. Работы ведутся с приводом через наружный вал.

После устройства уширенной полости конической формы (фиг. 2) внутренний вал уширителя наращивается и оба вала выводятся на дневную поверхность. Уширитель устанавливается на нижнюю плоскость конического уширения и путем нажатия на наружный вал пантографного механизма раскрывается таким образом, чтобы верхние ножи заняли горизонтальное положение. В этом положении наружный вал одним из известных способов, например, с помощью пальца, вставленного в сквозные соосные отверстия, в обеих валах 8, фиксируется по отношению к внутреннему валу, после чего верхняя часть наружного вала отсоединяется, а верхняя часть внутреннего вала 2 соединяется с бурильным валом буровой установки. Вращая уширитель и подавая его снизу-вверх, производится разбурка конической уширенной полости 9 с цилиндрическую 10.

Для периодической очистки скважины от выбуренного грунта внутренний вал уширителя отсоединяется от бурильного вала, освобождается фиксатор, наружный вал наращивается и присоединяется к бурильному валу. Производятся зачистка скважины и подъем уширителя на дневную поверхность для освобождения бадьи от выбуренного грунта.

Операции повторяются в указанной последовательности до достижения уширенной полостью заданных параметров.

Для устройства уширенной полости в виде "опрокинутого" конуса на дневную поверхность также выводятся оба вала (фиг. 3). После спуска уширителя посредством наружного вала в скважину на заданную отметку наружный вал фиксируется в устье скважины, например, на кондукторе инвентарной трубы 11, которым оборудовано устье, одним из известных способов, например, посредством устройства, включающего упорный подшипник 12 и отверстия для закрепления устройства на кондукторе 13, таким образом, чтобы наружный вал имел возможность свободно вращаться, но был лишен возможности перемещаться как вверх, так и вниз. Затем верхняя часть наружного вала отсоединяется, верхняя же часть внутреннего вала присоединяется к бурильному валу. Вращая уширитель и подавая его снизу-вверх производится разработка уширенной полости в виде "опрокинутого" конуса.

Для периодической очистки бадьи от выбуренного грунта операции повторяются в обратной последовательности и уширитель посредством наружного вала извлекается на дневную поверхность.

Аналогичное устройство применимо и к уширителям, работающим с промывкой и под раствором.

Уширитель скважин предназначен для использования в строительстве преимущественно при создании полостей под буронабивные сваи. Уширитель содержит два коаксиально расположенных вала с размещенными на них скользящей и фиксированной муфтами. К муфтам шарнирно закреплен пантографный пространственный механизм, вооруженный породоразрушающими ножами для разрушения грунта. Оба коаксиально расположенных вала выполнены с возможностью взаимной фиксации и независимого соединения с бурильным валом буровой установки, от которой производится привод уширителя. Наружный вал выполнен с возможностью его установки на устье скважины с фиксацией от продольного перемещения, что позволяет выполнять уширенные полости различной конфигурации. 3 ил.

1. Уширитель скважин, включающий два коаксиально расположенных вала с размещенными на них скользящей и фиксированной муфтами, к которым шарнирно прикреплен пантографный пространственный механизм, вооруженный породоразрушающими элементами, отличающийся тем, что оба коаксиально расположенных вала выполнены с возможностью взаимной фиксации и независимого соединения с бурильным валом буровой установки, при этом наружный вал выполнен с возможностью его установки на устье скважины с фиксацией от продольного перемещения.