Устройство для бурения скважин с уширением Советский патент 1987 года по МПК E21B7/28 

на забурнике, укренленном на внутренней БК, выполнены в внде у| ловых еекторов с отверстиями в их вертикальных етенках и luap- нирно евязаны е кронштейнами 10, шарннр- но соединяющими нижние концы Б К. Телескопические элементы внутренней БК выполнены из штанг 2, 7, соединенных между собой с возможностью передачи врапдения, а наружной БК - из наружного 5 и внутреннего 4 ншеков. Шнековая навивка шнека

1

Изобретение относится к строительиому делу, а именно к .машинам для сооружения скважин с у1нпрителями под бурома- бивные сваи.

Цель изобретения - новышение надежности работы устройства при формировании ун)иреиия и расширение ei O технологических возможностей.

На . изображено устройство д.чя бурения скважин с уширение.м, об1ций вид; на фиг. 2 - то же, с выдвинутым внутренним шнеком; на фиг. 3 - то же, с раскрытыми режущими лопастями; на фиг. 4 --- внутренняя бурильная колонка в сомкнутом положении; на фиг. 5 --- то же, Hoe/ie первой ступени удлинения; на фиг. 6 -фиг. 1; на фиг.

- BHV

ренияя бурильная колонна после второй ступени удлинения; на фиг. 8 - кронштейны и

нларн.чры; на фи1 9 разрез А-А на фиг. 1 и 2; на фиг. 10 - разрез Б --Б на фиг. 1 и 2; на фиг. 1 1 - разрез В - В на фиг. 1 и 2; на фиг. 12 разрез Г-Г на фиг. 1 и 2; на фиг. 13 - разрез Л-Д на фиг. 13; на фиг. 14 - разрез Е F на фнг. 3; на фи|-. 15 -- разрез Ж-Ж на фиг. 3; на фиг. 16 - узел И на фиг. 5; на фиг. 17 - разрез 3--3 на фиг. 16; на фиг. 18

разрез И - И на фиг. 16; на фиг. 19

разрез К-К на фиг. 16; на фиг. 20 - разрез Л-Л на фиг. 3.

Уетройство состоит из привода 1 Bpante- ния, привода подачи (не показан), внутренней бурильной колонны с телескопическими эле.ментами - штангами, одна из которых является 11о;1ая ведун1ая п танга 2 квадратного сечепяя, связанная с приводом 1.вра- и.1ения, гидроцилиндров 3 и наружной бурильной колонны со 1ннековыми телескопическими элементами - внутренним 1инеком 4 и наружным шнеком 5 с жестко закреплеп- пой на его трубе шнековой навивкой - соединяющимися фиксаторами 6. Внутри ведущей штанги 2 установлена штанга 7 квадратного сечения, на которой установлены поворотные режущие лопасти 8 в виде угло4 выполнена из секторных леиестков. Шнек 5 выполнен с жесткой н|нековой навивкой, имеет винтовые ленты, установленные в ее нижнем конце с возможностью поворота, и тяги 11. Тяги 11 нларнирно связаны с кронштейнами 10 и винтовыми лентами. При Е ыдвижении шнека 4 из шнека 5 лепестки 17 устанавливаются в горизонтальное положение, образуя шнековую навивку, служашую продолжением навивки шнека 5. 20 ил.

вых секторов для уширения скважины с забурником 9. Кронн1тейны 10 соединяют наружный шнек 5 с режущими лопастями 8, а тяги 11 соединены е винтовыми лентами 12, поворачивающимися на шарнире 13. Бурильные колоины закреплены с возможностью вращения в подн1ипниках траверс 14 и 15, установлеииых в паправ, 1яющих рамы 16 с воз.мож1 остью воз врат но-посту нательного перемещения вместе с приводом 1 вращения

иод воздействием механизма подачи, жестко соединенного с рамой 16. Внутренний шнек 4 и.меет шнековую навивку, выполненную из сакгоустаиавливающих секторных лепестков 17. Фикеатор 6 устанавливается в резьбо- libjc отверстия 18, выполненные на одном

уровне на трубе наружного шнека 5 н на трех уровнях - на трубе внутреннего нще- ка 4. Между полой ведущей штангой 2 и иггангой 7 установлена полая 19 квадратного сечения, соедиияющаяся со штангами 2 и 7 вкладышами 20 и 21. Гидроцилиндры 3 соединены корпусами с траверсой 14, а штока.ми 22 - с траверсой 15 и при выдвижении IHTOKOB 22 перемешают бу- |)и:1ьные колонны одну относите;1ьно другой с одновременны.м выдвижение.м в рабочее положение (для производства уширения) режущих лопастей 8. В кронштейнах 10 полнены шаровые н арниры 23, обеспечивающие поворот режуп1,11х лопастей 8 в объем- по.м пространстве. Секторные лепестки 17 внутреннего 1инека 4 монтируются и крепятся на его трубе с помощью спиральных направляющих 24 и расположенного между ними троса 25. На внутренней стороне верхнего обреза наружного HJneKa 5 закреплен толкатель 26, обеспечивающий выведение секторных лепестков 17 из вертикального полoжeflия в г оризонтальное и обратно. В нижней части наружног О шнека 5 закренлена диафрагма 27, передающая вращение от нп анги 7 телескоиичееким элементом наружной бурильной ко,чонн1) и служащая в качестве направляюн1ей для штанги 7 при ее

осевом перемеишнии. Вкладыши 20 и 21 размещены в фиксаторе 28, который имеет также пружину 29, корпус 30, стопорную гайку 31 и ключ 32. В корпусе подшипника траверсы 15 расположена диафрагма 33, аналогичная по назначению диафрагме 27. В вертикальных стенках режущих лопастей 8 выполнены окна 34. В трубе внутреннего шнека 4 напротив резьбовых отверстий 18 закреплены диафрагмы 35, которые выполняют роль паправляюш.их для штанги 2 при перемещении ее в 1ннеке 4. В щтанге 7 на двух уровнях выполнены пазы под выступы вкладыща 20.

Устройство для бурения скважин с уши- рением работает следующим образом.

Бурят скважину на глубину, равную длине наружного шнека 5. По окончании бурения снимают фиксатор 6 и устанавливают в нейтральное положение вкладыши 20 и 21 фиксатора 28, перемещая их ключом 32 в полость корпуса 30, где они удерживаются стопорной гайкой 31. После этого штангу 2 и внутренний шнек 4 вместе с траверсами 14 и 15 .механизмом подачи поднимают на высоту, равную первой ступени удлинения телескопических бурильных колонн. Фиксатор 6 устанавливают в резьбовое отверстие 18 внутреннего шнека 4, находящееся на втором уровне, а вкладьппи 20 и 21 - в верхние пазы на щтанге 7, обеспечивая тем самым вновь взаимную фиксацию телескопических элементов бурильных колонн. При выдвижении внутреннего щнека 4 из наружного шнека 5 секторные лепестки 17 устанавливаются в горизонтальное положение, образуя шне- ковую навивку, которая служит продолжением шнековой навивки шнека 5. Вновь производят углубку скважины на глубину, равную длине удлиненных на одну ступень телескопических бурильных колонн, по окончании которой осуществляют их повторное удлинение до конечной длины. При повторном удлинении бурильных колонн ключ 32 фиксатора 28 поворачивают на 90° вокруг своей оси и вынимают из овального отверстия диафрагмы вкладыща 20. Так как первая диафрагма вкладыща 21 имеет такое же овальное отверстие, расположенное в створе с диафрагмой вкладыша 20, то ключ 31 своей овальной бородкой проходит до второй диафрагмы вкладыща 2 с овальным отверстием, расположенным перпендикулярно первого овальному отверстию, и увлекает за собой вкладын, 21 в полость квадратного сечения корпуса 30, оставляя при этом в качестве соединительного элемента штанги 7 со щтангой 19 вкладыш 20. Ключ 32 фиксируют стопорной гайкой 31 при расположении вкладыша 21 в полости корпуса 30. Удалением фиксатора 6 из отверстия 18 рассоединяют шнеки 4 и 5 и штангу 2 совместно с траверсами 14 и 15 и шнеком 4 перемешают вверх, пока опорные плечи штанги 19 не зависнут на опор ных выступах ведущей штанги 2. Расстояния между местами фик0

сирования на штангах 7 и 19, а также соответственно на шнеках 4 и 5 равны, что обеспечивается наличием опорных плечей у штанги 7. После этого вновь производят фиксирование шнеков 4 и 5. Фиксирование верха штанги 19 со штангой 2 производят следующим образом. Ключ 32 освобождают от стопорения гайки 31, поворачиваются на 90° и вкладыш 21 своим выступом вводят в квадратное отверстие стенки штанги 19,

0 после чего ключ 32 фиксируют стопорной гайкой 31. Секторные лепестки 17, как и первом удлинении бурильных колонн, занимают рабочее положение за счет падения от воздействия собственного веса и толкателя 26 шнека 5, создавая при этом продолжение

5 шнековой навивкн п.1нека 5 для эвакуации разработанного грунта при дальнейшем заглублении скважины. После заглубления скважины на всю длину телескопических бурильных колонн выполняют ее уширение. Для этого гидроцилиндрами 3 перемещают внешнюю и внутреннюю бурильную колонну одну относительно другой в осево.м направлении. При этом кронштейны 10 поворачиваются на осях и выдвигают в рабочее , положение режущие лопасти 12, а шарнирпо

5 связанные с кронштейнами 10 тяги 11 поднимают поворотные винтовые ленты 12. Разрушенный режупд.ими лопастями 8 грунт проходит через окна 33, поступает на винтовые ленты 12 и по пшекам эвакуируется на дневную поверхность, при этом тяги 11 препят0 ствуют подъему винтовых лент во избежание заторов при транспортировке грунта.

После окончания уширения скважины шнековую бурильную колонну освобождают от остатков грунта путем ее вращения на максимальных оборотах. Складывание телескопических бурильных колонн производят в порядке, обратном удлинению.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин с уширением, включающее раму, приводы вращения

и подачи, размещенные соосно наружную и внутреннюю бурильные колонны, кронштейны, шарнирно соединяющие нижние концы бурильных колонн,забурник,укрепленный на внутренней бурильной колонне, и режущие

5 лопасти для образования уширения,установленные с возможностью поворота на забурнике н щарнирно связанные с кронштейнами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при формировании уширения н расширения его

0 технологических возможностей, бурильные колонны снабжены траверсами, гидроцилиндрами и фиксаторами, соединены каждая в отдельности с траверсой и выполнены из связанных между собой фиксаторами телескопических элементов, при этом траверсы

5 соединены с рамой с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а режущие лопасти выполнены в виде угловых секторов

с отверстиями в их вертикальных стенках, телескопические элементы внутренней бурильной- колонны выполнены из штанг, соединенных между собой с возможностью передачи вращения, а телескопические элементы наружной бурильной колонны - из ар жного и внутреннего шнеков, причем

шнековая навивка внутреннего шнека выполнена из секторных лепестков, а наружный шнек выполнен с жесткой шнековой навивкой, имеет винтовые ленты, установленные в ее нижнем конце с возможностью поворота и тяги, которые шарнирно связаны с кронштейнами и винтовыми лентами.

фиг.;

г8

J

28

..L-Ё:„

«L

L.

1

J

фиг. 2

дэ/7г. i

Фиг. 5

Изобретение относится к строительному делу и позволяет повысить надежность работы устр-ва при формировании уширения и расширить его технологические возможности. Устр-во включает приводы вращения 1 и подачи и размещенную соосно наружную и внутреннюю бурильные ко;юнны (БК), выполненные из связанных между собой фикса- тора.мп телескопических элементов. Каждая БК в отдельности соединена с соотв. траверсой 14, 15, а траверсы 14, 15 соединены с рамой 16 с возможностью возвратно- поступательного перемещения. С траверсой 14 соединены корпусами гидроцилиндры 3, а штоками 22 - с траверсой -15. При выдвижении штоков 22 БК перемещаются одна относительно другой с одновременным выдвижением в рабочее положение (для производства уширения) режущих лопастей 8. Они становлены с возможностью поворота ел ж| - /ff vW со to о 00 -vj оо

Фиг. 7

X

V

23

фиг. 8

5-5

11

Фиг. Э

Фиг. Ю

В- В

23

фаг. 75

/9

5-3

32 19

И-И

г 21

Фиг. 18

Составитель В. Чуносов

Редактор Н. КиштулинецТехред И. ВересКорректор ,Л. Натай

Заказ 2625/30Тираж 532Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СХХР но делам изобретени и открытии

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4,5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ,i. Проектная, 4

Л

ФигЛд

фиг. 20