Устройство для образования оттаянных скважин в мерзлых грунтах Советский патент 1990 года по МПК E02F5/30 

/

(Л

Изобретение относится к строительству на мерзлых и вечномерзлых грунтах, а именно к устройствам для оттаивания скважин (С) при возведении свайных фундаментов. Цель - повышение производительности проходки С. Устройство включает паровые иглы (ПИ) 1 и платформу 2 с установленными на ней коллекторами 3. Полости ПИ 1 сообщены с паропроводом. Коллекторы 3 имеют внешние и внутренние стенки 6, 8, сообщенные с паропроводом и ПИ 1 соответственно через кольцевые щели 5 и отверстия 7. Кольцевые щели 5 образованы на внутренних стенках коллектора 3 для прохода пара, а отверстия 7-на внешней стенке 8 коллектора 3. Отверстия 7 совместно с радиальными отверстиями 9 в ПИ 1 образуют клапан расхода пара. На коллекторе 3 ПИ 1 установлены с возможностью продольного ограниченного перемещения. При установке краном системы, например из четырех ПИ 1, верхнюю часть каждой паровой трубки устанавливают в коллекторе 3 в верхнем положении. При этом клапан расхода пара открыт, т.к. радиальные отверстия 9 совмещены с кольцевой щелью 5. Пар, проходя через патрубки 14 из коллектора, поступает через радиальные отверстия 9 в ПИ 1 и из них направляется в грунт. Происходят погружение устройства в мерзлый грунт и оттаивание С. 3 ил.

сл

Јь

оо ел ел

Фиг-Z

стенки 6, 8, сообщенные с паропроводом и ПИ 1 соответственно через кольцевые щели 5 и отверстия 7. Коль цевые щели 5 образованы на внутренних стенках коллектора 3 для прохода пара, а отверстия 7 - на внешней стенке 8 коллектора 3. Отверстия 7 совместно с радиальными отверстиями 9 в ПИ 1 образуют клапан расхода пара. На коллекторе 3 ПИ 1 установлены с возможностью продольного ограниченного перемещения. При установке краИзобретение относится к области строительства на мерзлых и вечномерз лых грунтах, а именно к устройствам для оттаивания скважин при возведении свайных фундаментов.

Цель изобретения - повышение производительности проходки скважин.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - верхняя часть паровой трубки в коллекторе в верхнем положении (подается пар); на фиг.З - то же, в нижнем положении трубки (подача пара прекращена).

Устройство включает в себя систему из нескольких паровых игл 1, платформу 1, где установлены коллекторы 3, в которых в направляющих 4 установлены паровые иглы с ограниченным продольным перемещением и в каждом коллекторе образована кольцевая щель 5 на внутренних стенках 6 коллектора для прохода пара, а также круглые отверстия 7 на внешней стенке 8 коллектора, которые совместно с радиальными отверстиями 9 в паровой игле образуют клапан расхода пара. Кроме того, на расстоянии, равном половине непогруженной длины паровых трубок 1, находятся втулки 10, соединенные между собой жесткой связью 11 и имеющие возможность перемещаться по паровым иглам 1 с помощью полиспаста 12. Концы полиспаста закреплены на платформе 2 и подъемном устройстве (кране) 13. Коллекторы 3 соединены между собой патрубками

Устройство работает следующим образом.

При установке краном системы, HJ-- пример, из четырех паровых игл 1 верхняя часть каждой паровой трубки

ном системы, например из четырех ПИ 1, верхнюю часть каждой паровой трубки устанавливают в коллекторе 3 в верхнем положении. При этом клапан расхода пара открыт, т.к. радиальные отверстия 9 совмещены с кольцевой щелью 5. Пар, проходя через патрубки 14 из коллектора, поступает через радиальные отверстия 9 в ПИ 1 и из них направляется в грунт. Происходят погружение устройства в мерзльй грунт и оттаивание С. 3 ил.

1 устанавливается в паровом коллекторе 3 в верхнем положении (фиг.2).

При этом клапан расхода пара открыт, так как радиальные отверстия 9 совмещены с кольцевой щелью 5 н пар,проходя через патрубки 14, из парового коллектора поступает через радиальные отверстия 9 в паровые иглы 1 и

из них направляется в грунт. Происходит погружение устройства в мерзлый грунт и оттаивание скважины. Если во время проходки скважины

хотя бы одна из паровых игл из-за какого-либо препятствия остановит свое движение, то остальные паровые иглы будут продолжать погружение до тех пор, пока радиальные отверстия

9 не перекроются направляющей 4, т.е. клапаны расхода пара закроются и доступ пара в остальные трубки прекратится. В это время через остановившуюся трубку будет продолжать

проходить пар. При этом увеличивается давление и скорость на выходе из трубки пара и, соответственно, ускорится прохождение трубкой препятствия. Кроме того, не образуются неровности и уширения на данном горизонте скважины со стороны неработающих игл.

При работе система из паровых игл испытывает статическую и динамическую

вертикальную нагрузки, при которых гтрубки могут искривиться, т.е. потерять устойчивость. Для обеспечения лучшей устойчивости паровых игл 1 при нагружении их силой, равной весу коллекторов 3, ппагфорчы 2 и возникающих динамических нагрузок при установке и работе устройства,на паровые иглы 1 смонтированы втулки 10, соединенные ме-кау собой «eciKofi

связью 11 и выполненные с небольшим зазором относительно паровых игл 1 с тем, чтобы они могли свободно перемещаться вдоль паровых игл. При силе нагружения на паровые иглы 1, превышающей критическую, паровые иглы изгибаются в середине своей длины (это происходит, как правило, при. наличии включений под одной из трубок, когда вся тяжесть передается именно на эту паровую иглу).

Изгиб паровой иглы 1 воспринимают на себя концы втулки 10, где происходит контакт трубки и втулки. Кроме того, втулки 10, соединенные между собой жесткой связью 11, обеспечивают нужное направление игл в грунт и увеличивают жесткость системы. С погружением паровых игл в грунт центр изгиба паровой иглы 1 смещается вниз со скоростью, в два раза меньшей скорости погружения паровых игл. С помощью устанавливаемого 2- кратного полиспаста 12 втулки 10 постоянно находятся в средней части непогруженной длины паровой иглы 1, что обеспечивает устойчивость и надежность каждой паровой иглы 1 в ра1

SS/ SS/ /// /// SSS S/S/S/ SS/ SSS SS/ SSS /// S/S S/S SSS S/S SSS Л

.

1541355

боте. Верхний конец полиспаста 12 закрепляется за платформу 2, а нижний конец закрепляется на грунте или на базе подъемного механизма 13.

Формула изобретения Устройство для образования оттаянных скважин в мерзлых грунтах,вклюQ чающее паропровод и.паровые иглы, полости которых сообщены с паропроводом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено имеющими внешние и внутренние стенки коллекторами, сообщенными с паропроводом и паровыми иглами соответственно через отверстия, которые выполнены во внеш них стенках коллектора, и кольцевые щели, которые выполнены на внутренних его стенках, при этом верхние части паровых игл закреплены в коллекторах с возможностью продольного ограниченного перемещения и выпол5 нены с радиальными отверстиями для сообщения полостей игл с полостями коллекторов и возможностью перекрытия потока пара при опускании игл относительно коллекторов.

5

v Риг. 1

Составитель Л.Ищукин Редактор В.Данко Техред м.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 2Ь9

Тираж 539

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Pue.J

Подписное