Рабочий орган для бурения скважин в грунте Советский патент 1985 года по МПК E02F5/18 

1

Изобретение относится к горной промышленности и строительству и может быть использовано для образования скважин в крепких и мерзлых грунтах при бестраншейной прокладке трубопроводов и устройстве фундаментов.

Известен рабочий орган для разработки грунта при проходке скважины, выполненный в виде шнека 1.

Недостатками указанного устройства являются низкая скорость проходки, высокая энергоемкость, необходимость внешнего напорного усилия для подачи рабочего органа в забой. Особенно эти недостатки проявляются при проходке крепких грунтов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является рабочий орган, выполненный в виде винтовой лопасти, с кромками, смонтированной на валу 2.

Недостатком известного рабочего органа является высокая энергоемкость образования скважины в крепких и мерзлых грунтах, связанная с тем, что образование скважины осуществляется путем вдавливания наконечника в грунт, при этом к рабочему органу прикладывается значительное напорное усилие в направлении проходки.

Цель изобретение - снижение энергоемкости бурения крепких пород путем использования изгибных напряжений в породе для разрушения.

Указанная цель достигается тем, что в рабочем органе для бурения скважин в грунте, содержащем вал и размещенную на нем винтовую лопасть с кромками, последняя имеет тяговую коническую и режущую цилиндрическую части, причем коническая тяговая часть выполнена с постоянным шагом, а режущая цилиндрическая часть - с увеличивающимся шагом.

На кромке режущей цилиндрической части винтовой лопасти установлен зачистной нож.

На чертеже изображен рабочий орган, общий вид.

Рабочий орган для бурения скважин в грунте содержит вал 1, к которому приварена тяговая коническая часть лопасти 2 с постоянным шагом и углом подъема винтовой линии меньше угла трения лопасти о

грунт, которая переходит в цилиндрическую режущую часть лопасти 3 с постоянно увеличивающимся шагом, на конце которой приварен зачистной нож 4.

Рабочий орган работает следующим образом.

Вал, 1 с винтовой лопастью вводится в соприкосновение с грунтом и приводится во вращение. Так как угол подъема тяговой части лопасти 2 меньше угла трения ее о грунт, а щаг постоянен, то при вращении вала 1 тяговая часть лопасти 2 ввинчивается в грунтовый массив, не разрушая его. Это происходит до того момента, пока режущая часть лопасти 3 не входит в соприкосновение с грунтом. Так как шаг режушей

0 части лопасти 3 постепенно возрастает, то возрастает и величина осевого перемешения грунта по цилиндрической части лопасти 3, в результате чего от грунтового массива отрывается (отламывается) стружка толщиной, равной шагу тяговой части лопасти 2.

5 Зачистной нож 4 зачищает стенки, образуя гладкую поверхность скважины. Разработанный грунт удаляется из скважины грунтоудаляющим устройством.

Процесс отделения стружки от грунтового массива путем отрыва изгибом менее энергоемок, чем процесс резания сжатием, что и позволит снизить энергоемкость разработки крепких и мерзлых грунтов при проходке скважины. Работая по принципу «щурупа, предлагаемый рабочий орган не только не

требует внещнего осевого пригруза, но и сам развивает значительное осевое усилие, которое может быть использовано для перемещения прокладываемого трубопровода, что в конечном счете приведет к упрощению

0 конструкции всей машины. Наибольший эффект предлагаемый рабочий орган дает при разработке крепких и мерзлых грунтов, которые имеют малую прочность на отрыв изгибом.

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, включающий вал и размещенную на последнем винтовую лопасть с кромками, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости бурения крепких пород путем использования изгибных напряжений в породе для разрушения, винтовая лопасть имеет тяговую коническую и режущую цилиндрическую части, причем коническая тяговая часть выполнена с постоянным шагом, а режущая цилиндрическая часть - с увеличивающимся шагом. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что на кромке режущей цилиндрической части винтовой лопасти установлен зачистной нож. (Л сд 4; N| О5