Снаряд для образования скважин с закрепленными стенками Советский патент 1985 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройствам для образования скважин в раз личных нескальных грунтах, в т.ч. слабых и водонасыщенньк. Известно устройство для образования скважин с закрепленными стенками, в котором нижняя и верхняя ча ти корпуса образованы чередующимися цилиндрическими и коническими спиралевидными поверхностями Q1 . Недостатком этого устройства является невозможность подачи закрепляющего материала без подъема устройства на поверхность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство включающее основной и дополнительный корпуса с наконечниками, соединенные между собой перемычкой с отверстием, сообщенным с каналом, выполненным внутри дополнительного ко пуса, имеющего диаметр большедиаметра основного корпуса 2j . Такое решение позволяет осуществлять закрепление стенок скважины различными закрепляющими материалами в процессе внедрения устройств .в скважину. Однако при этом дно и стенки скважины на ее низкиемучастке остаются не закрепленными, что при заглублении дна скважины ниже уровня грунтовых .вод может привести к обводнению скважины и затруднению производства работ по последующему возведению свай. При использовании такого снаряда для закрепления дна скважины требует-ся извлечь снаряд на поверхность, подать закрепляющий материал в сквадаину через ее устье и осуществить вторичную прохо ку всей скважины. Это ведет к сущес венному говышению трудоемкости прод са и снижению качества работ, так как стенки скважины на ее нижнем участке оплывают до его закрепления при вторичной проходке, скважина наполняется водой, фильтрующейся через ее не закрепленное дно. Целью изобретения является повышение эффективности закрепления скв жины путем использования снаряда с наконечником, имеющим винтовые лопасти. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для образования скважин, включающем основной и дополнительный корпуса с наконечниками, соединенные между собой перемычкой с отверстием, сообщенным с каналом, выполненным анутри дополнительного корпуса, имеющего диаметр больше диаметра основного корпуса, перемычка снабжена винтовыми лопастя,- ми, направление навивки которых противоположно направлению винтовых лопастей наконечника основного корпуса. На фиг.1 изображено устройство для образования скважин, общий вид; на фиг,2,- разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - процесс проходки скважины с одновременным закреплением ее стенок; на фиг.4 - подача закрепляющего материала на дно скважины; на фиг.З - закрепление стенок нижнего участка скважины и ее дна. Снаряд для образования скважин с закрепленными стенками включает основной корпус 1, содержащий калибрующую часть 2, основной 3 и дополнительный 4 наконечники конусообразной формывинтовыми лопастями, имею-, щими одинаковое направление навивки и дополнительный корпус 5, расположенный выше основного корпуса 1 и соединенный с ним при помощи перемычки 6, причем основной корпус 1, дополнительный корпус 5 и соединяющая их перемычка 6 имеют общую продольную ось, а дополнительный корпус 5 содержит цилиндрическую часть 7 и наконечник 8 конусообразной формы, расположенный соосно с цилиндрической частью 7 и имеющий винтовые лопасти, направление навивки которых совпадает с направлением навивки . винтовых лопастей основного 3 и дополнительного 4 наконечников основного корпуса 1, Бьшолненную в виде расположенных соосно цилиндрических участков, радиусы которых.ступенчато уменьшаются книзу по направлению от калибрующей 7 дополнительного корпуса 5 к месту соединенц дополнительного корпуса 5 с перемычкой 6, при этом цилиндрические поверхности соосных участков, составляющие наконечник 8 дополнительного корпуса 5 плавно сопряжены между собой переходными участками 9. Дополнительный корпус 5 снаряда содержит канал 10 для подачи закрепляющего материала 11, сообщающийся с полостью буровой штанги 12, а перемычка 6, содержит полость 13,сооб-1 щающуюся с каналом 10, отверстия 14

3

в стенках для выпуска закрепляющего материала 11 в скважину 15 и лопасти 16, расположенные относительно перемычки по спирали, направление навивки которой противоположно направлению навивки винтовых лопастей наконечников основного 1 и дополнительного 5 корпусов.

Снаряд работает следующим образом.

При вращении, которое передается снаряду от привода (не показан), основной корпус 1 снаряда благодаря наличию основного наконечника 3 конусообразной формы ввинчивается в грунт, образуя скважину 15, которая затем при внедрении в нее дополнительного корпуса 5 расширяется до проектного диаметра, равного диаметру цилиндрической части 7 дополнительного корпуса 5, которая выполняет функцию калибрования скважины 15. При этом грунт вдавливается в стенки скважины 15 поверхностями переходных участков 9 конусообразного наконечника 8 дополнительного корпуса 5. При проходке участков скважины 15, где необходимо закрепление грунта, через полость штанги 12, канал 10 внутри дополнительного корпуса 5 и полость 13 в перемычке 6, которые последовательно сообщаются друг с другом, подают закрепляющий материал 11, которьй через отверстия 14 в стенках перемычки 6 поступает в пространство между основным 1 и дополнительным 5 корпусами и по мере внедрения снаряда в грунт вдавливается в стенки скважины 15, закрепляя их. Наличие лопастей 16, расположенных на поверхности перемычки 6 относительно нее по спирали, направление навивки которой противоположно направлению навивки спиралевидных поверхностей наконечников основного I и дополнительного корпусов, позволяет перемешивать закрепляющий материал 11, благодаря чему его консистенция подцерживается одинаковой во всем его объеме, что способствует повышению закрепления стенок скважины 15. Кроме того, лопасти 16 предотвращают налипание грунта на поверхность перемычки 6 и проникание разработанного грунта из скважины 15 в полость 13 перемычки 6 через отверстия 14 в его стенках. По окончании проходки скважины производят вывинчивание снаря411774

да путем изменения направления его вращения на обратное. При этом закрепляющий материал 11, оказавшийся в пространстве между основным 1 и J дополнительным 5 корпусами, вдавливается в стенки скважины дополнительным конусообразным наконечником 4 и калибрующей частые 2 основного корпуса 1. Подъем устройства IQ производят на высоту, не меньшую длины его лидерной части, т.е. расстояния от нижней точки корпуса 1 до нижней точки дополнительного корпуса 5, продолжая подачу закрепляюи щего материала 11, ксторый падает на дно скважины 15, и после заполнения нижнего участка скважины 15 за. крепляющим материалом 1I осуществляют вторичную проходку нижнего участка скважины. При этом достигается закрепление дна скважины и стенок ее нижнего участка.

Возможен также вариант устройства, при котором дополнительный корпус снабжен дополнительным наконечником, подобным по форме дополнительному наконечнику основного корпуса. В этом случае возможно осуществление закрепления стенок скважины в два слоя при одной проходке, при этом второй слой закрепляющего материала, который подается непосредственно в скважину перед извлечением устройства из скважины, вдавливается в стенки скважины поверхностью дополнительного конусообразного наконечника дополнительного корпуса при вывинчивании снаряда из скважины.

0 ,

Направление навивки спиралевидных поверхностей дополнительных наконечников основного и дополнительного корпусов может быть противоположно направлению навивки спиралевидных поверхностей основных нако нечников этих корпусов. В этом случае извлечение снаряда из скважины осуществляется путем изменения направления подачи снаряда на обратное (снизу вверх), но без изменения направления вращения снаряда.

Применение снаряда позволяет об- . 5 разовать закрепленные скважины в слабых и водоласыщенных грунтах при горизонте грунтовых вод, лежащие , , вьше дна скважины. При этом предот

СНАРЯД ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН С ЗАКРЕПЛЕННЫМИ СТЕНКАМИ, включающий основной и дополнительный корпуса с наконечниками, соединенные между собой переьолчкой с отверстием, сообщенным с каналом, вьг полненным внутри дополнительного корпуса, имеющего диаметр больше диаметра основного корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности закрепления скважины путем использо- вания снаряда с наконечником, имеющим винтовые лопасти, перемычка снабжена винтовыми лопастями, направление навивки которык противоположно направлению навивки винтовых лопастей наконечника основного корпуса. « ч ч|