УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ СПОСОБОМ ПРОКОЛА Российский патент 2013 года по МПК E02F5/18 E21B7/26 

Описание патента на изобретение RU2487215C1

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образованию скважин под набивные сваи при возведении фундаментов под здания и сооружения.

Известно устройство для образования скважин в грунте способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, закрепленный на переднем по направлению прокола конце напорной штанги, и подающий механизм.

Недостатком этого устройства является большое напорное усилие, необходимое на образование скважины, что ведет к потере устойчивости штанги, исправлению скважины, ограничению длины прокола и дополнительным затратам на устройство подпорных стенок и конструкцию напорных устройств.

Цель изобретения - снижение напорного усилия, необходимого на образование скважины.

Для достижения поставленной цели в стенке полого рабочего наконечника сделаны отверстия, а на его внешней поверхности установлена упругая непроницаемая оболочка, закрепленная к вершине и основанию рабочего наконечника, при этом внутренняя полость рабочего наконечника герметично соединена с полой напорной штангой, другой конец которой соединен с источником пульсирующей жидкости или газа.

На рис.1 представлен общий вид устройства для образования скважин в грунте способом прокола. Устройство содержит полый рабочий наконечник 1 конической формы, в стенках которого сделаны отверстия 2, на его внешней поверхности установлена упругая непроницаемая оболочка 3, закрепленная к вершине и основанию рабочего наконечника. Рабочий наконечник через фланец 4 с отверстием 5 герметично соединен с полой напорной штангой 6, другой конец которой соединен с источником пульсирующей жидкости или газа 7.

Для образования скважины рабочий наконечник 1 устанавливают в нужную точку и с помощью подающего механизма и напорной штанги 6 погружают в грунт. Одновременно с этим включают в работу источник пульсирующей жидкости или газа 7, который с определенной частотой через полую штангу 6 подает и возвращает внутрь полого рабочего наконечника 1 определенный объем рабочей жидкости или газа, в результате чего избыточное давление жидкости или газа через отверстия 2 в стенках рабочего наконечника 1 воздействует на упругую непроницаемую оболочку 3, закрепленную у вершины и основания конуса. Как только давление жидкости или газа внутри рабочего наконечника превысит напряжения текучести грунта, упругая оболочка вытесняет грунт по всей рабочей поверхности конуса, образуя зазор 5 между корпусом рабочего наконечника и внутренней поверхностью упругой оболочки. После сброса давления внутри корпуса рабочего наконечника упругая оболочка возвращается в исходное положение, а между ней и грунтом остается свободное пространство по объему, равное объему вытесненного грунта. Штанга перемещает рабочий наконечник в направлении прокола скважины, вводя его в соприкосновение с грунтом, и цикл повторяется.

Величина свободного перемещения рабочего наконечника за один цикл пульсации упругой оболочки составит

s = δ t g α ,

где δ - зазор между внешней поверхностью упругой оболочки и поверхностью конической скважины, равный деформации упругой оболочки под действием сжатой жидкости или газа; α - половина угла при вершине конуса рабочего наконечника.

Так как tgα<tgρ, где ρ - угол трения между грунтом и оболочкой, то при расширении грунта конусный наконечник самозаклинивается и не передает осевую реакцию на штангу, а напорное усилие штанги необходимо только на преодоление сил трения устройства о стенки скважины при перемещении его в направлении проходки в момент сброса давления в рабочем наконечнике.

При образовании скважин в грунтах с нежестким скелетом (глина, суглинок, водонасыщенные грунты) наибольший эффект дает жидкостный пульсатор с малой частотой и большим ходом оболочки. На грунтах с жестким скелетом (песчано-гравийные, супеси) эффективнее применять воздушный пульсатор с малым ходом оболочки и высокой частотой пульсации. Такой режим подобен вибрационному воздействию оболочки на грунт, в результате чего происходит значительное снижение сил трения и сцепления между частицами грунта в зоне уплотнения, что ведет к значительному снижению напряжений текучести грунта, а следовательно, требует меньшего давления импульса.

Применение предлагаемой конструкции устройства для образования скважин в грунте в виде полого рабочего наконечника конической формы, в стенках которого сделаны отверстия, а на его внешней поверхности установлена упругая непроницаемая оболочка, закрепленная к вершине и основанию рабочего наконечника, при этом внутренняя лопасть рабочего наконечника герметично соединена с полой напорной штангой, другой конец которой соединен с источником пульсирующей жидкости или газа, позволит значительно снизить величину напорного усилия, необходимого для образования скважины, т.к. в отличие от прототипа скважина образуется за счет сжатия грунта пульсирующей упругой непроницаемой оболочкой, установленной на внешней поверхности конического рабочего наконечника, а напорное усилие штанги необходимо только на преодоление сил трения устройств о стенки скважины при перемещении его в направлении прокола в момент сброса давления в рабочем наконечнике стенки скважины. Снижение напорного усилия в свою очередь позволит увеличить длину и точность прокола скважины, снизить затраты на устройство подпорных стенок и конструкцию напорных устройств.

Источники информации

1. С.Г.Васильев. Закрытая прокладка коммуникаций. - Львов: Выща школа. 1974. - С.8.

Похожие патенты RU2487215C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВИНТОВОГО ПРОФИЛЯ НА СТЕНКАХ СКВАЖИН ПОД БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ (ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ) 2013
  • Ромакин Николай Егорович
  • Лебедев Сергей Владимирович
RU2580120C2
ВИНТОВОЙ РАБОЧИЙ ОРГАН 2012
  • Мартюченко Игорь Гаврилович
  • Иванов Сергей Викторович
  • Колесников Алексей Юрьевич
  • Иванов Виктор Викторович
RU2502849C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДОМ ПРОКОЛА 2016
  • Земсков Владимир Михайлович
  • Земсков Илья Владимирович
  • Краснолудский Николай Викторович
RU2649349C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ УДАРНЫМ СПОСОБОМ 2012
  • Борисов Евгений Геннадьевич
  • Кузьмин Михаил Михайлович
  • Матросов Сергей Ильич
RU2517267C1
ВИНТОВОЙ БУР ДЛЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ 2019
  • Мартюченко Игорь Гаврилович
  • Зенин Максим Иванович
RU2726753C1
Винтовой бур для мерзлых грунтов 2020
  • Марченко Игорь Гаврилович
  • Зенин Максим Иванович
RU2758920C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ СПОСОБОМ ПРОКОЛА 2009
  • Ромакин Николай Егорович
  • Максимов Валерий Павлович
  • Максимов Сергей Валерьевич
RU2394128C1
Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов 1983
  • Плугин Александр Илларионович
  • Апащикова Ирина Владимировна
  • Рыжих Игорь Вячеславович
SU1092253A1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОКАЛЫВАНИЯ ПИЛОТНОЙ СКВАЖИНЫ 2003
  • Никонов С.А.
RU2254418C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА 2015
  • Габибов Фахраддин Гасан Оглы
  • Эвиев Валерий Андреевич
  • Амрахов Азад Тахир Оглы
  • Мамедли Ровшан Алам Оглы
  • Асадов Сахавет Беюкбала Оглы
  • Юсифов Низами Расим Оглы
  • Рагимов Ильгар Гасанага Оглы
RU2592926C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 487 215 C1

Реферат патента 2013 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ СПОСОБОМ ПРОКОЛА

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образованию скважин под набивные сваи при возведении фундаментов под здания и сооружения. Устройство для образования скважин в грунте способом прокола содержит полый рабочий наконечник конической формы, закрепленный на переднем по направлению прокола конце напорной штанги и подающий механизм. В стенке полого рабочего наконечника сделаны отверстия, а на его внешней поверхности установлена упругая непроницаемая оболочка, закрепленная к вершине и основанию рабочего наконечника. Внутренняя полость рабочего наконечника герметично соединена с полой напорной штангой, другой конец которой соединен с источником пульсирующей жидкости или газа. Повышается производительность. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 487 215 C1

Устройство для образования скважин в грунте способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, закрепленный на переднем по направлению прокола конце напорной штанги, и подающий механизм, отличающееся тем, что в стенке полого рабочего наконечника сделаны отверстия, а на его внешней поверхности установлена упругая непроницаемая оболочка, закрепленная к вершине и основанию рабочего наконечника, при этом внутренняя полость рабочего наконечника герметично соединена с полой напорной штангой, другой конец которой соединен с источником пульсирующей жидкости или газа.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2487215C1

Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола 1978
  • Ромакин Николай Егорович
SU787575A1
РАСШИРИТЕЛЬ К ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН В ГРУНТАХ 0
SU196629A1
Устройство для образования скважин в грунте 1976
  • Щеголев Александр Николаевич
SU609833A1
Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов 1983
  • Плугин Александр Илларионович
  • Апащикова Ирина Владимировна
  • Рыжих Игорь Вячеславович
SU1092253A1
Способ бестраншейной прокладки трубопроводов и устройство для его осуществления 1986
  • Минаев Всеволод Иоакимович
  • Циферов Владимир Михайлович
  • Боженов Евгений Петрович
SU1366606A1
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ КОНЦОВ КИНОПЛЕНОК ИЛИ ТОМУ ПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1936
  • Струнский Д.Г.
SU52414A1
Запирающее устройство бурового замка сбоечно-буровой машины 1949
  • Вишневский Б.П.
  • Красовский В.И.
SU85171A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ СПОСОБОМ ПРОКОЛА 2009
  • Ромакин Николай Егорович
  • Максимов Валерий Павлович
  • Максимов Сергей Валерьевич
RU2394128C1
Свая 1981
  • Бахолдин Борис Васильевич
  • Филипьев Александр Александрович
  • Аганин Виктор Иванович
SU1157162A1

RU 2 487 215 C1

Авторы

Ромакин Николай Егорович

Даты

2013-07-10Публикация

2012-01-11Подача