Устройство для образования горизонтальных и наклонных скважин в грунте Советский патент 1984 года по МПК E02F5/18 

H3o6pjaTeHHe относится к горной промьпаленности,в частности к устрой ствам для образования горизонтальны и наклонньрс бетонированных скважин. Известно устройство для образова ния горизонтальных скважин, включаю щее нажиьшое приспособление, забойную головку и опалубку ClJ. Недостатком данного устройства является малая надежность возводимой бетонной обделки, особенно при наличии в грунте валунов, сминающих опалубку. Наиболее близким к изобретению по технической сзга(ности и достигаемому результату является устройство для образования горизонтальных и наклонных скважин в грунте, включающее нажимное приспособление, забойную головку, скользящую опалубку в виде коаксиально располо женных цилиндров и бетонопровод 2 Недостаткамиизвестного устройства являются малые долговечность и надежность возводимой бетонной обдел ки, поскольку жесткая опалубка сминает при движении незатвердевший бетон, что нарушает сплошность и снижает прочность последнего. Цель изобретения - повьшение надежности и долговечности возводимой бетонной обделки криволинейных сква- жнн. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для образования горизонтальных и наклонных скважин в грунте, включающем нажимное приспо собление, забойную головку, скользят щую опалубку в виде коаксиально расположенных цилиндров и бетонопровод, внешний цилиндр вьтолнен из эластичного материала, а между цилиндрами образованы жесткие торцовые стенки, образующие с цилиндрами герметичную полость, которая заполнена жидкостью Кроме того, бетонопровод имеет привалочное приспособление и конте;йнерный захват с дистанционным управлением, причем последние размещены на одной из торцовых стенок. На фиг.1-3 показаны этапы выполне ния наклонной криволинейной скважины на фиг.4 - предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на фиг.5 - вид А на фиг.4. Устройство состоит из забойной го ловки 1 и нажимного приспособления, выполненного из отдельных последоваTej bHO расположенных секций 2-7,соедине иных между собой гидравлическими домкратами 8, закрьп-ыми обечайками 9. Внутри последней по счету секции 7 расположена своей передней частью скользящая опалубка 10, выполненная в виде коаксиально расположенных цилиндров Т1 и 12, соединенных по торцам жесткими торцовыми стенками 13 и 14, образующими с цилиндрами герметичную полбсть 15, заполненную водой или другой практически малосжн маемой жидкостью.Внешний цилиндр 11 выполнен из эластичного материала и соединен с торцовыми стенками 13 и 14 с помощью зажимов 16 и уплотнений 17.Передняя торцовая стенка 13 представляет собой фигурный поршень,соединенный с корпусом секщ1и 7 гидродомкратами 8 и выполненный с возможностью перемещения относительно секции 7 на величину хода гидро- . домкратов 8. Внешняя цилиндрическая часть 18 торцовой стенки 13 образует формовочную камеру 19, к которой через обратный клапан 20 подсоединен бетонопровод 21, проходящий внутри цилиндра 12 и оканчивающийся привалочным устройством 22 с обратным клапаном 23 и гидравлическим захватом 24 с дистанционным управлением. Подача масла для привода гидравлического захвата 24 осуществляется по пшангам 25. Привалочное устройство 22 монтировано по центру торцовой стенки 14. На торцовой стенке 14 установлен также неподвижньй блок 26 каната 27 для транспортировки по скважине к опалубке 10 контейнера 28 с бетонной смесью. Для обратной транспортировки контейнера 28 имеется канал 29. Контейнер 28 имеет патрубок 30 с центрирующим внутренним конусом 31 и заплечиками 32 для взаимодействия с привалочньм устройством 22 и захватом 24. Центрация контейнера 28 относительно бетонной обделки 33 осуществляется эластичными колесами 34. Для перекачки бетонной смеси контейнер 28 оснащен бетононасосом, приводимым в действие электродвигателем 35, питаемым электрокабелем. Для обеспечения начального направления проходки и наращивания екций в ее процессе имеется направ-, яющая рама 36 и агрегат 37 энергоснабжения.

Устройство работает следующим образом.

На берегу водоема, под которым сооружается переход, устанавливается направляющая рама 36.

На направляющую раму 36 устанавливают первую секцию 2 с забойной головкой 1 и гидродомкратами 8 на противоположном конце. Отталкиваясь гидродомкратами 8 от направляющей рамы 36 и разрабатьшая грунт забойной головкой 1, секция 2 погружается в грунтовый массив.- Затем к ней присоединяют секцию 3 и процесс продолжают до полного погружения в. грунт секции 3, присоединяют через гидродомкраты 8, закрытые от попадания грунта обечайкой 9, стекци 4, и процесс проходки продолжают. Забойная головка 1 разрабатьюает грунт. Подача ее и продвижение секоди 2 производится путем отталкивания секциич 2 от секции 3, а секции 3 - от секции А и т.д. посредством гидродомкратов 8, расположенных между секциями и защищенных обечайками 9. При этом секции 2-7 защитного кожуха перемещшот в скважине последовательно одну за другой волнами, начиная с секции 2, путем подтягивания каждой секции к преды;дущёй и отталкивания от последующей гидродомкратами 8 до тех пор, пока забойная головка t не выйдет на поверхность на другом берегу водоема. Проектный радиус кривизны проходки обеспечивается заданной кривизной перемещенных секций 2-6. Питание гидродомкратов секций 2-6 и привода забойной головки 1 осуществляется 6.Т агрегата 37 энергоснабжения, котрьй находится сначала рядом с направляющей рамой 36.

После выхода на поверхность забойной головки 1 с секцией 2 их отсоединяют от кожуха, на направляю.щую раму 36 выставляют последнюю сецию 7 и подсоединяют ее к секции 6. При этом перемещение домкратов 8 секций 3-7 начинают осуществлять уже с другого берега, для чего туда направляют агрегат 37 энергоснабжения (фиг.З) и оставляют его там до конца сооружения перехода.

Перемещение по скважине последне секции 7 сопровождается укреплением стенок скважины путем образования монолитно-прессованной обделки 37, возводимой следующим образом. Наполненный бетонной смесью контейнер 28 перемещают по скважине посредств каната 27. При соприкосновении с привапочньм устройством 22 патрубок 30 контейнера герметично прижимается к нему захватом 24 за заплечики 32. Электродвигатель 35 приводит во вращение бетононасос, который подает бетонную смесь через бетонопровод 21 в формовочную камеру 19. После заполнения формовочной камеры 19 насос отключают и, открыв захват 24, извлекают контейнер 28 на поверхность для новой заправки его бетонной смесью. Гидродократы 8 отталкиваются от скользящей опалубки 10, сжимая бетонную смесь в формовочной камере 19, и перемещают секцию 7 на некоторое расстояние вперед, формируя (прессуя) новое кольцо обделки. Вывал бетона внутрь скважины предотвращается реакцией эластичного цилиндра 11. Затем гидродомкраты 8 подтягивают скользящую опалубку 10 снова вперед, освобождая место в формовочной камере 19 для следующей порции бетонной смеси, вновь доставленной контейнером 28. После этого цикл повторяется многократно до выхода секции 7 на поверхность на другом берегу водоема.

I

По мере перемещения устройства и укрепления стенок скважины, образуемой после его прохождения, бетонной обделкой, секции 3-6, а затем и секцию 7 демонтируют при их выходе из грунта. В грунте остается скважин с укрепленными бетонной обделкой 33 стенками, в которую затем проталкивают рабочий трубопровод.

Использование предлагаемого устройства позволит сооружать бестраншейные переходы трубопроводов на большие расстояния под дном водоемов

535

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СКВАШН в ГРУНТЕ, включающее наяоимное приспособление, забойную головку, скользящую опалубку в виде коаксиально расположенных цилиндров и бетонопровод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности возводимой бетонной обделки, криволиней-ных скважин, внешний цилиндр выполнен из эластичного материала, а меящу цилиндрами образованы жестiкие торцовые стенки, образующие с цилиндрами герметичную полость, которая заполнена жидкостью. V 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что бетоноi провод имеет привапочное приспособление и контейнерный захват с дистан-: (Л ционным удравлением, причем последние размещены на одной из торцовых стенок.

.87ZIf 19 № HI J3 n W /,.4. Tfr-4-jsmiv-rv-r4:°-./.-./.°A-g ttS.J г SI 32 г9 ff т г -T°:лi /. v..-.-V.:-/i7: ///шу//1////// 21 п т 30 3f

35

Ф(г.5