РАСШИРИТЕЛЬ ГРУНТОВЫХ СКВАЖИН Российский патент 2009 года по МПК E02F5/16 E21B7/28 

Изобретение относится к области строительства, конкретно к устройствам для расширения скважин в грунте.

Известно устройство для расширения скважин в грунте, включающее корпус пневмопробойника и расширитель, размещенный на корпусе и представляющий собой конусообразный стальной стакан (см., например, а.с. СССР №241164 от 20.03.67).

Недостатком данного устройства является использование его только при проходке горизонтальных скважин. При проходке глухих скважин расширитель приходится оставлять в грунте.

Известен расширитель к пневмопробойнику для образования скважин в грунте, выполненный составным из продольных секций, соединенных между собой и с пневмопробойником гибкой связью в виде троса (см., например, а.с. СССР №214413 от 19.07.66).

Такое выполнение позволяет при извлечении пневмопробойника из скважины одновременно извлекать и расширитель.

Недостатком данного расширителя является ненадежность гибкой связи, эксплуатации устройства в грунтовых условиях городской застройки, где встречаются пустоты, корни деревьев, камни, проволока и арматура. Такое выполнение ведет к потере расширителя, нередко к невозможности извлечения пневмопробойника и требуется раскопка скважины.

Известен расширитель грунтовых скважин, выполненный также из продольных секций, соединенных с пневмопробойником при помощи жестко закрепленного на корпусе пневмопробойника упорного обода. Секции верхним торцом входят в зацепление с ободом, а при обратном ходе свободно выходят из этого зацепления (см., например, патент РФ №43105 на Промышленный образец «Комплект пневмопробойника с расширителем для проходки скважин в грунте» от 08.08.95. Заявка №95500762).

Недостатком данного расширителя является отсутствие связи нижних концов секций с корпусом пневмопробойника, что приводит к отходу концов от корпуса при попадании твердого включения в грунте в зазор между корпусом и секциями, заклиниванию пневмопробойника в скважине, выходу из строя секций и необходимости раскопки скважины. Кроме того, постоянно требуется тщательная чистка этого зазора после каждой проходки, а при начале вхождения секций в грунт необходимо ручное прижатие их к корпусу.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы устройства и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что расширитель скважин в грунте, включающий упорный обод на корпусе пневмопробойника и составные секции, соединенные между собой гибкой связью и плотно прилегающие к корпусу с возможностью свободного скольжения по нему, секции выполнены в виде двух полуколец, имеющие на своих концах выступы и углубления, входящие в зацеп между собой и образующие таким образом кольцо, а поверхностные грани выступов и углублений наклонены под углом к вертикальной оси. Гибкая связь размещена на одном конце обоих полуколец. Другой конец одного из полуколец оборудован приспособлением для прикрепления вытяжного троса впотай во время работы пневмопробойника. Контактирующие между собой поверхности упорного обода и кольца выполнены конусообразными.

Такое выполнение расширителя позволяет иметь простую и надежную конструкцию, не требующую дополнительных операций в начале работы пневмопробойника по удержанию секций в рабочем состоянии, а в подземных условиях такое устройство способно разрушать твердые включения в грунте. Наклонное выполнение поверхностных граней выступов и углублений увеличивает усилие зацепления полуколец между собой, что в подземных условиях имеет существенное значение, особенно при производстве работ в городских районах застройки.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для расширения скважин в грунте в сборе на пневмопробойнике, продольный разрез; на фиг.2 - то же, в плане без пневмопробойника; на фиг.3 - вид по стрелке А на правое полукольцо на фиг.2; на фиг.4 - вид по стрелке Б на левое полукольцо на фиг.2.

Описываемое устройство для расширения скважин в грунте включает в себя составные секции в виде двух полуколец 1 и 2, имеющие на своих концах выступы и соответствующие им углубления 3 и 4. Полукольца в зацепе образуют кольцо, имеющее плотное, но свободное перемещение по корпусу пневмопробойника 5, на котором жестко посажен упорный обод 6.

На одном конце полукольца 1 выполнено приспособление, состоящее из углубления 7, в которое со стороны торца полукольца 1 вставлен стержень 8. Углубление 7 имеет прорезь 9, проходящую несколько дальше стержня 8. На обоих полукольцах имеются крюки 10, которые соединены между собой гибкой связью 11 в виде троса или струны. В углублении 7 к стержню 8 прикреплена также гибкая связь 12 в виде троса или струны.

Устройство работает следующим образом.

Перед запуском пневмопробойника в месте образования скважины на грунт укладывается расширитель в виде кольца, собранного из двух полуколец 1 и 2. В кольцо устанавливается пневмопробойник и подается сжатый воздух. Пневмопробойник входит в грунт, кольцо скользит по поверхности корпуса 5 до контакта с упорным ободом 6. Затем начинается их совместное движение в грунте. Трос 12, прикрепленный к стержню 8, при этом размещается в прорези 9 и не имеет соприкосновения со стенками скважины. По достижении требуемой глубины, пневмопробойник переводят на реверсивный режим, упорный обод и кольцо свободно отходят друг от друга, так как имеют при контакте соответствующие конусообразные поверхности, кольцо остается в скважине, пневмопробойник свободно извлекают из скважины лебедкой. Если трос 12 не соединен с пневмопробойником, то вручную или лебедкой начинают тянуть за трос 12, кольцо поворачивается и становится вертикально в скважине. Продолжая тянуть, полукольцо 1 при этом выходит из зацепления с полукольцом 2 и, имея связь посредством троса 11, тянет за собой полукольцо 2. Оба полукольца в скважине не имеют сопротивления при извлечении.

При проходке наклонных скважин расширитель-кольцо просто надевается на пневмопробойник и последний устанавливается в требуемое положение.

Такое выполнение устройства позволяет сразу образовать скважину большого диаметра без проходки лидерной скважины, поскольку данная конструкция имеет повышенную жесткость и прочность.

Кроме того, в сложных гидрогеологических условиях, когда грунты имеют повышенную обводненность и скважина начинает затягивается сразу же после проходки, такое расположение полуколец расширителя позволяет беспрепятственно извлекать его из скважины

Изобретение относится к области строительства, а именно к расширению скважин в грунте, образуемых с помощью пневмопробойников. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства и упрощение конструкции. Расширитель содержит упорный обод на корпусе пневмопробойника, составные секции из двух полуколец, имеющих на своих концах углубления и выступы, соответственно входящие в зацеп между собой и образующие таким образом кольцо. Полукольца соединены между собой гибкой связью, расположенной на одном конце смежного соединения полуколец, а другой конец одного полукольца оборудован приспособлением для прикрепления вытяжного троса впотай. Поверхностные грани выступов и углублений выполнены наклонными, что увеличивает усилия зацепления полуколец между собой. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Расширитель грунтовых скважин, включающий упорный обод на корпусе пневмопробойника, составные секции, соединенные между собой гибкой связью и плотно прилегающие к корпусу с возможностью свободного скольжения по нему, отличающийся тем, что секции выполнены в виде двух полуколец, имеющих на своих концах выступы и углубления, входящие в зацеп между собой и образующие таким образом кольцо, а поверхностные грани выступов и углублений наклонены под углом к вертикальной оси, контактирующие между собой поверхности упорного обода и кольца выполнены конусообразными.

2. Расширитель по п.1, отличающийся тем, что гибкая связь, соединяющая полукольца между собой, размещена на одном конце полуколец.

3. Расширитель по п.1, отличающийся тем, что другой конец одного из полуколец оборудован приспособлением для прикрепления вытяжного троса впотай во время работы пневмопробойника.