УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ Российский патент 2016 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройству испытания грунтов в условиях его естественного залегания с помощью метода динамического зондирования, входящей в состав оборудования мобильного комплекса бурения скважин различного назначения.

Известно устройство для динамического зондирования грунта, предназначенного для исследования физико-механических характеристик грунтов динамическим зондированием, и способ проведения динамического зондированиями, RU №2507341 С2, E02D 1/00, 20.02.2014.

Известен способ ударного зондирования грунтов, включающий погружение зонда с забоя скважины путем нанесения ударов с помощью ударного механизма в виде пневмоударника по наголовнику зонда и повторение процессов заглубления зонда до достижения заданной глубины зондирования, RU №2422588 С2, E02D 1/00, 27.06.2011.

Известные устройства для динамического зондирования грунтов и способы проведения зондирования грунтов с ними имеют индивидуальные эксплуатационные и конструктивные возможности.

Известно устройство для динамического зондирования грунтов, содержащее, колонну штанг, ударное устройство, привод со средствами перемещения, внешний датчик перемещения, RU №114066 U1, E02D 1/00, 10.03.2012.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

Устройство ближайшего аналога содержит гидравлическое ударное устройство в виде гидроударной машины, которая приводится в действие масляной станцией и в начале погружения гидроударная машина занимает верхнее исходное положение, а затем опускается в предельное нижнее положение. Перевод гидроударной машины из нижнего положения в исходное верхнее положение производится при помощи гидроподъемников, которые обеспечивают подъем гидроударной машины после внедрения штанги с зондом. Конструкция и эксплуатация устройства ближайшего аналога не отвечают требованиям использования его в составе мобильной буровой установки.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей обеспечить использование установки в составе мобильного бурового комплекса, улучшить эксплуатацию, повысить технологические возможности и надежность.

Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении автономной эксплуатации, в функциональности составного корпуса и в повышении конструктивных и эксплуатационных качеств ударного устройства.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что устройство для динамического зондирования грунтов содержит зонд, колонну штанг, ударное устройство, привод со средствами перемещения, внешний датчик перемещения.

Ударное устройство выполнено в виде направляющей штанги с молотом.

Молот имеет возможность взаимодействия с наковальней, передающей силу удара зонду через колонну штанг.

Молот выполнен с подвижными рычажным кулачком и планкой.

На направляющей штанге закреплен ограничитель высоты подъема с возможностью взаимодействия с внешними датчиками перемещений, размещенными в рамке.

Привод содержит гидравлический мотор с ведущей звездочкой, сопряженной с приводной цепью с зацепом.

Зацеп поднимает молот до соприкосновения рычажного кулачка с ограничителем высоты подъема и освобождает его при повороте рычажного кулачка и перемещении планки, выходящей из контакта с зацепом.

Направляющая штанга с молотом и приводная цепь расположены в составном корпусе.

Составной корпус состоит из основного корпуса цилиндрической формы для направляющей штанги с молотом и вспомогательного корпуса прямоугольной формы для размещения приводной цепи.

Основной корпус выполнен с крышкой вверху, на которой установлен гидравлический цилиндр, соединенный со сливной линией гидравлического мотора, обеспечивающий подачу под давлением масла и прижимающий направляющую штангу к наковальне.

Основной корпус выполнен с фланцем внизу.

У вспомогательного корпуса торцевые части открыты.

Кроме того, крышка основного корпуса выполнена с центральным отверстием и опорным основанием для гидравлического цилиндра.

Кроме того, фланец основного корпуса выполнен с центральным отверстием для наковальни.

Кроме того, на передней и задней поверхностях основного корпуса симметрично выполнены продольные сквозные прорези и технологические овальные отверстия.

Кроме того, на основном корпусе закреплено не меньше двух кронштейнов.

Кроме того, на вспомогательном корпусе установлены: вверху гидравлический мотор, а внизу - механизм натяжения приводной цепи.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Наличие ударного устройства в виде направляющей штанги с молотом, привода, гидравлического мотора с ведущей звездочкой, гидравлического цилиндра, соединенного со сливной линией гидравлического мотора и обеспечивающего подачу под давлением масла и прижимающего направляющую штангу к наковальне обеспечивает автономность установки и позволяет использовать ее в составе мобильного бурового комплекса.

Выполнение молота с подвижным рычажным кулачком и подвижной планкой, гидравлического мотора с ведущей звездочкой, приводной цепи с зацепом, направляющей штанги с ограничителем высоты подъема повышает конструктивные качества ударного устройства и улучшает эксплуатацию.

Взаимодействие ограничителя высоты подъема с внешними датчиками перемещений повышает эксплуатационные качества ударного устройства и улучшает эксплуатацию.

Размещение направляющей штанги с молотом и приводной цепи в составном корпусе повышает надежность и улучшает эксплуатацию.

Выполнение составного корпуса из основного корпуса цилиндрической формы для направляющей штанги с молотом и вспомогательного корпуса прямоугольной формы для размещения приводной цепи повышает эксплуатационные возможности.

Наличие у основного корпуса крышки и фланца с центральным отверстием для наковальни, наличие у крышки опорного основания для гидравлического цилиндра, наличие на передней и задней поверхностях основного корпуса симметрично выполненных продольных сквозных прорезей и технологических овальных отверстий повышает технологические качества и надежность.

Заявителю неизвестны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг. 1 - Устройство для динамического зондирования грунтов, общий вид;

на фиг. 2 - Устройство для динамического зондирования грунтов, разрез;

на фиг. 3 - Устройство для динамического зондирования грунтов, вид спереди;

на фиг. 4 - Устройство для динамического зондирования грунтов, изометрия;

на фиг. 5 - Устройство для динамического зондирования грунтов, вид снизу;

на фиг. 6 - Устройство для динамического зондирования грунтов, мобильный буровой комплекс.

На чертежах представлено:

Ударное устройство - 1 Направляющая штанга (устройства 1) - 2 Молот (на штанге 2) - 3 Рычажный кулачок (на молоте 3) - 4 Планка (на молоте 3) - 5 Наковальня - 6 Ограничитель высоты подъема (на штанге 2) - 7 Внешние датчики перемещений - 8 Рамка (для датчиков 8) - 9 Привод - 10 Гидравлический мотор с ведущей звездочкой (привода 10) - 11 Приводная цепь с зацепом (привода 10) - 12 Составной корпус - 13 Основной корпус цилиндрической формы (составного корпуса 13) - 14 Крышка (корпуса 14) - 15 Центральное отверстие (в крышке 15) - 16 Опорное основание (на крышке 15) - 17 Гидравлический цилиндр (на основании 17) - 18 Фланец (корпуса 14) - 19 Центральное отверстие (во фланце 19) - 20 Продольные сквозные прорези (на корпусе 14) - 21 Технологические овальные отверстия (на корпусе 14) - 22 Кронштейны (на корпусе 14) - 23 Вспомогательный корпус прямоугольной формы (составного корпуса 12) - 24 Торцы (корпуса 24) - 25 Механизм натяжения цепи (на корпусе 24) - 26

Устройство состоит из ударного устройства 1, привода 10, гидравлического мотора 11, гидравлического цилиндра 18.

Ударное устройство 1 выполнено в виде направляющей штанги 2 с молотом 3.

Молот 3 имеет возможность взаимодействия с наковальней 6, передающей силу удара колонне штанг.

Молот 3 выполнен с подвижными рычажным кулачком 4 и планкой 5.

На направляющей штанге 2 закреплен ограничитель высоты подъема 7 с возможностью взаимодействия с внешними датчиками перемещений 8, размещенными в рамке 9.

Привод 10 содержит гидравлический мотор 11 с ведущей звездочкой, сопряженной с приводной цепью 12 с зацепом.

Зацеп поднимает молот 3 до соприкосновения рычажного кулачка 4 с ограничителем высоты подъема 7 и освобождает его при повороте рычажного кулачка 4 и перемещении планки 5, выходящей из контакта с зацепом.

Направляющая штанга 2 с молотом 3 и приводная цепь 12 расположены в составном корпусе 13.

Составной корпус 13 состоит из основного корпуса цилиндрической формы 14 для направляющей штанги 2 с молотом 3 и вспомогательного корпуса прямоугольной формы 24 для размещения приводной цепи 12.

Основной корпус 14 выполнен с крышкой 15 вверху, на которой установлен гидравлический цилиндр 18, соединенный со сливной линией гидравлического мотора 11, обеспечивающий подачу под давлением масла и прижимающий направляющую штангу 2 к наковальне 6.

Крышка 15 основного корпуса 14 выполнена с центральным отверстием 16 и опорным основанием 17 для гидравлического цилиндра 18.

Основной корпус 14 выполнен с фланцем 19 внизу.

Фланец 19 основного корпуса 14 выполнен с центральным отверстием 20 для наковальни 6.

На передней и задней поверхностях основного корпуса 14 симметрично выполнены продольные сквозные прорези 21 и технологические овальные отверстия 22.

На основном корпусе 14 закреплено не меньше двух кронштейнов 23. У вспомогательного корпуса 24 торцевые части 25 открыты. На вспомогательном корпусе 24 установлены: вверху гидравлический мотор 11, а внизу - механизм натяжения приводной цепи 26.

Проведение динамического зондирования в составе мобильного бурового комплекса осуществляют следующим образом.

Каретку, на которой на кронштейнах 23 закреплена установка динамического зондирования, сдвигают до рабочего положения.

По вертикали каретку устанавливают на расстояние 1,5 м от наковальни 6 до грунта.

Каретку опускают до упора в грунт и еще на 120-140 мм для обеспечения хода наковальни 6 при ударах молота 3.

Подают питание на пульт электроуправления.

Обнуляют показания счетчика количества ударов на пульте управления.

Включают гидравлический мотор 11. После погружения на каждые 100 мм происходит автоматический спуск каретки на 100 мм. После погружения на 1 м выключают гидравлический мотор 11, поднимают каретку, затем устанавливают следующую штангу и продолжают работу.

При необходимости регулируют частоту ударов молота 3 регулятором на пульте управления.

Заявленное «Устройство для динамического зондирования грунтов» изготовлено промышленным способом ООО «ЗАВОД БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» и проведенные опытные работы по определению геотехнических свойств грунта обусловливают, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».

Предложенное устройство для динамического зондирования грунтов позволяет:

- обеспечить использование его в составе мобильного бурового комплекса;

- улучшить эксплуатацию;

- повысить технологические возможности;

- повысить надежность.

Изобретение относится к устройству испытания грунтов методом динамического зондирования, входящему в состав оборудования мобильного бурового комплекса. Устройство для динамического зондирования грунтов содержит зонд, колонну штанг, ударное устройство, привод со средствами перемещения, внешний датчик перемещения. Ударное устройство выполнено в виде направляющей штанги с молотом, имеющим возможность взаимодействия с наковальней, передающей силу удара зонду через колонну штанг, и выполненным с подвижными рычажным кулачком и планкой. На направляющей штанге закреплен ограничитель высоты подъема с возможностью взаимодействия с внешними датчиками перемещений, размещенными в рамке. Привод содержит гидравлический мотор с ведущей звездочкой, сопряженной с приводной цепью с зацепом, поднимающим молот до соприкосновения рычажного кулачка с ограничителем высоты подъема и освобождающим его при повороте рычажного кулачка и перемещении планки, выходящей из контакта с зацепом. Направляющая штанга с молотом и приводная цепь расположены в составном корпусе, состоящем из основного корпуса цилиндрической формы для направляющей штанги с молотом и вспомогательного корпуса прямоугольной формы для размещения приводной цепи. Основной корпус выполнен с крышкой вверху, на которой установлен гидравлический цилиндр, соединенный со сливной линией гидравлического мотора, обеспечивающий подачу под давлением масла и прижимающий направляющую штангу к наковальне, и фланцем внизу. У вспомогательного корпуса торцевые части открыты. Технический результат состоит в повышении надежности и технологических возможностей устройства, обеспечении использования установки в составе мобильного бурового комплекса, улучшении эксплуатации устройства. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для динамического зондирования грунтов, содержащее зонд, колонну штанг, ударное устройство, привод со средствами перемещения, внешний датчик перемещения, отличающееся тем, что ударное устройство выполнено в виде направляющей штанги с молотом, имеющим возможность взаимодействия с наковальней, передающей силу удара зонду через колонну штанг, и выполненным с подвижными рычажным кулачком и планкой, а на направляющей штанге закреплен ограничитель высоты подъема с возможностью взаимодействия с внешними датчиками перемещений, размещенными в рамке, привод содержит гидравлический мотор с ведущей звездочкой, сопряженной с приводной цепью с зацепом, поднимающим молот до соприкосновения рычажного кулачка с ограничителем высоты подъема и освобождающим его при повороте рычажного кулачка и перемещении планки, выходящей из контакта с зацепом, при этом направляющая штанга с молотом и приводная цепь расположены в составном корпусе, состоящем из основного корпуса цилиндрической формы для направляющей штанги с молотом и вспомогательного корпуса прямоугольной формы для размещения приводной цепи, кроме того, основной корпус выполнен с крышкой вверху, на которой установлен гидравлический цилиндр, соединенный со сливной линией гидравлического мотора, обеспечивающий подачу под давлением масла и прижимающий направляющую штангу к наковальне, и фланцем внизу, у вспомогательного корпуса торцевые части открыты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крышка основного корпуса выполнена с центральным отверстием и опорным основанием для гидравлического цилиндра.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фланец основного корпуса выполнен с центральным отверстием для наковальни.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на передней и задней поверхностях основного корпуса симметрично выполнены продольные сквозные прорези и технологические овальные отверстия.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на основном корпусе закреплено не меньше двух кронштейнов.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на вспомогательном корпусе установлены: вверху гидравлический мотор, а внизу - механизм натяжения приводной цепи.