Устройство для образования оболочки стенок скважины Советский патент 1985 года по МПК E02D29/00 E21D11/10 

Изобретение относится к бестраншейному образованию горизонтальных скважин и используется для формования стенок скважины. Известно устройство для образования скважин в грунте, которое содержит цилиндрический корпус, коническую головку и полостеобразователь, выполненный из отдельных выдвижных элементов, образующих кольцо и разделенных между собой ребрами-скобами. Причем полостеобразователи установлены с возможностью выдвижения посредством силовых гидроцилиндров. Устройство работает на принципе образования полостей в грунтовом массиве и заполнения их грунтом в процессе образования скважины 1. Недостатком указанного устройства является невозможность его использования для образования закрепленных скважин. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для образования оболочки стенок скважины, состоящее из пики с разделительными ребрами и формующего приспособления. Устройство работает следующим образом. Предварительно пройденная пионерная скважина заполняется материалом, из которого формируют оболочку скважины. При последующем движении в этой скважине устройства ребра делят материал на равные объемы, который затем поступает на корпус. При этом материал уплотняется и из него образуется оболочка скважины 2. Недостатком этого устройства является низкое качество получаемой отделки скважины вследствие значительной разности толщины оболочного слоя в устье и конце скважины. Этот недостаток объясняется следующим образом. При перемещении конуса корпуса усилие, необходимое для создания обделочного слоя, воспринимается всем объемом отделочного раствора, размещенного в пионерной скважине. .Причем толщина возводимой обделки зависит от продолжительности воздействия распирающих усилий обделочного раствора на соответствующее сечение скважины. Так как импульс воздействия обделочного материала на сечение скважины в ее устое значительно меньще, чем в ее конце, то и толщина обделки соответственно значительно меньше в устье скважины, чем в ее конце. Следовательно, толщина обделки за висит от скорости перемещения формователя и длины пионерной скважины. Цель изобретения - повыщение качества формируемой оболочки. Поставленная цель достигается тем, что устройство для образования оболочки стенок скважины, состоящее из пики с разделительными ребрами и формующего приспособления, снабжено установленным на пике ограничительным зонтом с размеш.енными на нем клапанами и связанным с пикой гидроцилиндром, а формующее приспособление выполнено из секторов и размещено из пике с возможностью осевого перемещения между разделительными ребрами, при этом устройство имеет распорный элемент, связанный с зонтом. Кроме того, распорный элемент выполнен в виде эластичного кольца. На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А -А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3. Устройство состоит из отдельных конусных формующих секций 1, неподвижно прикрепленных к толкателю 2 и установленных с возможностью перемещения на пике 3. К пике 3 неподвижно прикреплены разделительные ребра 4. К переднему торцу пики 3 неподвижно прикреплен зонт 5 продольного ограничения объема скважины 6. Зонт 5 содержит пропускные клапаны 7, количество которых вь1бирают в зависимости от количества разделительных ребер 4. К хвостовой части зонта 5 прикреплен распорный элемент в виде эластичного кольца 8 посредством зажимных колец 9 и перемычек 10. К хвостовой части пики 3 прикреплен шток 11 гидравлического цилиндра 12 привода зонта. Гидравлический цилиндр 12 неподвижно закреплен во внутренней полости толкателя 2 посредством плиты 13. Устройст1 о работает следующим образом. Перед началом работы предварительно образованная пионерная скважина 6 заполняется формовочным раствором, затем в скважину вводится устройство для образования закрепленных скважин и включается гидроцилиндр 12 на прямой ход. При этом усилие, развиваемое гидроцилиндром 12 посредством штока 11 и пики 3, передается на зонт 5 продольного ограничения объема скважины 6, вызывая его продольное перемещение в пионерной скважине 6, заполненной обделочным раствором. Под действием реактивного напорного усилия обделочного раствора, размещенного в пионерной скважине 6, открываются пропускные клапаны 7 и обделочный раствор поступает в полости 14, ограниченные внутренней поверхностью зонта 5, наруж ой поверхностью отдельных конусных формующих секций 1 и поверхностями разделительных ребер 4. После заполнения полостей 14 обделочным раствором гидроцилиндр 12 отключается, а нажимное усилие от силового устройства (не показано) посредо/ством толкателя 2 передается на отдельные конусные формующие секции 1, вызывая их продольное перемещение по пике 3 к зонту 5. При этом под действием напорного давления, создаваемого в полостях 14, клапаны 7 закрываются, что предотвращает обратное вытекание обделочного раствора из полостей 14 в пионерную скважину 6. Под действием распирающих усилий, воздействующих на обделочный раствор, размещенный в полостях 14, формуется обделочный слой скважины. Кроме того, под действием этих напорных усилий, развиваемых сжатым обделочным материалом в полостях 14, эластичное кольцо 8 деформируется в радиальном направлении и прижимается к стенкам пионерной скважины 6, что предотвращает осевое перемещение зонта 5. Таким образом, зонт 5 строго зафиксирован. После заверщения процесса образования обделки скважины гидравлифиг. 2

ь-в ческий цилиндр 12 вновь включается на рабочий ход, зонт 5 получает продольное перемещение, и рабочий цикл устройства повторяется. Разделительные ребра 4 позволяют равномерно распределить обделочный раствор по контуру скважины 6. При использовании предлагаемого устройства стенки пионерной скважины испытывают распирающие нагрузки и деформируются только лищь в зоне образования обделочного слоя - зоне, ограниченной внутренней поверхностью зонта и наружной поверхностью конусных формующих секций. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет получить более равномерную толщину обделки скважины, а следовательно, и повысить качество скважинообразования.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОБОЛОЧКИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ, состоящее из пики с разделительными ребрами и формующего приспособления, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества формуемой оболочки, устройство снабжено установленным на пике ограничительным зонтом с размещенными на нем клапанами и связанным с пикой гидроцилиндром, а формующее приспособление выполнено из секторов и размещено на пике с возможностью осевого перемещения между разделительными ребрами, при этом устройство имеет распорный элемент, связанный с зонтом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распорный элемент выполнен в виде эластичного кольца. СО 4 Од vl О)

в

В-В