Устройство для образования скважин в грунте Советский патент 1983 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано при проходке скважин увеличенного диаметра в грунте с отделением грунта и его удалением за пределы скважины.

Известна установка горизонтального бурения, включающая двигатель внутреннего сгорания,редуктор, шнековый конвейер с режущей головкой, лебедку и трубу 1.

Двигатель внутреннего сгорания с редуктором находятся в приямке вне скважины и при бурении вместе со шнеком и трубой, в которой вращается щнек, подаются в сторону скважины лебедкой. Двигатель с редуктором подвещены на трубоукладчике. Усилие резания приложено к одному концу щнека, а приводное усилие - к другому. Шнек воспринимает значительные скручивающие и сжимающие усилия и во избежание заклинивания в трубе должен обладать большой жесткостью. Этим объясняются большие габариты и масса, .сложность конструкции установки горизонтального бурения. В то же время производительность установки невелика, так как нужны периодические перемещения привода и перенастройки для наращивания шнека после того, как очередная секция шнека входит в скважину. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования скважин в грунте, включающее рабочий орган, двигатель вращательного действия. редуктор, шнек с опорами и обечайку 2. В установке измельченный грунт удаляется щнеком, который размещают в нижней части прокладываемого кожуха в специальном стальном лотке, приваренном к стенке кожуха. При вращении щнека, который всей своей длиной опирается на лоток, требуется значительная дополнительная мощность для преодоления сопротивления трения шнека о лоток. Это также заставляет вводить токарную обработку наружной поверхности шнека во избежание значительных динамических усилий в местах контакта щнека и лотка. Наличие лотка, приваренного к кожуху, затрудняет монтаж и увеличивает расход металла. При этом одновременно с проходной скважины продавливается труба (обечайка). Цель изобретения заключается в снижении металлоемкости устройства при проходке скважин в устойчивых грунтах. Цель достигается за счет того, что в устройстве, включающем рабочий орган. двигатель вращательного действия, редуктор, шнек с опорами и обечайку, обечайка выполнена в виде набора колец, связанных друг с другом тягами, при этом опоры щнека смонтированы на кольцах посредством распорок. На фиг. 1 изображена пионерная скважина, поперечное сечение; на фиг. 2 - предлагаемое устройство в скважине; на

фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2.

Устройство для образования скважин включает рабочий орган, выполненный, например, в виде ударного механизма 1, располагающийся в пробиваемой им пионерной скважине 2, связанный с двигателем 3 вращательного действия. Корпус двигателя 3 соединен с корпусом механизма 1, а вал - с исполнительным элементом механизма. Во избежание вращения ударного механизма 1 в скважине, он снабжен стабилизирующими выступами (не показаны), которые образуют щели 4 в грунте. В щелях 4 располагаются тяги 5, связывающие корпус ударного механизма 1 с ближайщим к нему кольцом 6. На дне нижней щели 4 располагается кабель 7, связывающий электродвигатель 3 с источником электроэнергии, находящимся вне скважины. Электродвигатель 3 имеет два конца вала. Вал электродвигателя 3 со стороны, противоположной ударному устройству 1, несет насадку с двумя пропеллерными ножами 8 и соединен с редуктором 9, выходной вал которого сообщает вращение щнеку 10. Пропеллерные ножи 8 предназначены для отделения грунта и расширения скважины. На концах пропеллерных ножей 8 закреплены лопасти 11, которые используются для захвата срезанного грунта со дна скважины, его подъема и пересыпания на наклонный лоток 12, неподвижно закрепленный на кольце 6. Шнек выполнен в виде секций, которые соединены друг с другом быстроразъемными муфтами 13 и опираются своими серединами на подшипниковые опоры 14, закрепленные распорками 15 в кольцд g. с помощью подобных распорок 16 закреплен редуктор 9. Кольца, ближайшие к электродвигателю, и остальные соединяются между собой тягами 17, отогнутые концы которых вводятся в проушины 18, образованные на кольцах 6. Для облегчения протягивания в скважине кольца 6 предназначены направляющие 19, а также скосы. Устройство для образования скважин работает следующим образом. При включении электродвигателя 3 ударный механизм 1 начинает пробивать пионерную скважину 2 и входить в нее. Стабилизирующие выступы (не показаны), образованные на ударном механизме 1, во избежание его вращения, прорезают в грунте щели 4. В дно нижней щели втягивается кабель 7. Кроме того, в прорези входят тяги 5, связывающие корпус вибрационноударного механизма 1 с ближайшим кольцом 6 и стабилизирующие его. При работе двигатель 3 сообщает вращение пропеллерным ножам 8 с лопастями 11. При некотором углублении пионерной скважины пропеллерные ножи 8 приходят в соприкосновение с грунтом и начинают его срезать, увеличивая диаметр скважины. Лопасти 11 подхватывают срезанный грунт, упавший на дно скважины, и Перебрасывают его на наклонный лоток 12, по которому он стекает на другую сторону редуктора 9, попадает в зону действия первой секции шнека 10 и удаляется им из скважины. .г ;г т роГлТр ные ножи 8 с лопастями 11, первое кольцо 6 агрегат, самостоятельно внедряющийся в в нее войдет первая секция шнека, к первому кольцу 6 с помощью тяг 17 прикрепляют второе кольцо б со смонтированной на нем 1..° .4 второй - f лгл и vxtiv t/V. 1т DI секцией шнека 10. С предыдущей секцией шнека 10 она соединяется посредством быстроразъемной муфты 13. Для наращивания шнека 10 в соответствии с правилами техНИКИ безопасности необходимо выключить двигатель. После его включения работа продолжается с двумя секциями шнека. Возможно дальнейшее наращивание щнека, насколько это требуется технологией и допускается мощностью двигателя. после око„,а™7„р„Г.ан„„ скважннь, П --f .1. V.1XUCI и выхода ударного механизма 3 в приямок, ыхода ударного механизма 3 в ппиямпк устройство для образования скважин вытягивается из скважины, например, с помощью лебедки и демонтируется снятием тяг 17 и секцией щнека 10. Предлагаемое устройство не требует лотка. Шнек поддерживается на весу и не касается стенок скважины. Каждая секция шнека поддерживается посередине подшипниковой опорой, закрепленной распоркой на кольце. Поскольку шнек поддерживается подшипниками на участках малой длины своего вала, а не лотком на всей длине рабочей поверхности, сопротивление его вращению, а следовательно, вредные потери r---i- -:-r4 iS МО III Ш . „ f .. . но облегчается работа ударного устоой тва обходнмость в домкрате aeT неУстройство не предназначено лля ппп тягивания трубопровода одновре но пробиванием скважиньТ Скважины далеко не всегда требуют укрепления . К ним ...... относятся скважины диаметром до одного метра в плотных невлагонасыщенных грунтах, суглинках, глинах. Устойчивы участкооые вен вые вентиляционные скважины на угольных щахтах. В некоторых случаях для повышения производительности одновременной проходки нескольких скважин целесообразно разr;;LVyГ;Гoлl«S пUr ™Iделить проходку скважины и затягивание и 1ЮО .f. г, -ТТи г,г,„„.о„„..„..„ „. случаев г- г - « IlLHA. V iy4«CH И предназначено предлагаемое устройство для пробивания скважин. За счет указанного выполнения обечайки снижается металлоемкость конструкции в целом..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, включающее рабочий орган, двигатель вращательного действия, редуктор, шнек с опорами и обечайку, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости при проходке скважин в устойчивых грунтах, обечайка выполнена в виде набора колец, связанных друг с другом тягами, при этом опоры шнека смонтированы на кольцах посредством распорок. (Л Од ел

В f ff 1 8 11 : /// :i//// y//.)f- ////S: /// /// R А А А АЛ l / ххЛ 1у7Я . W J2 П 19 ВЛ Фиг.г