Скважинный гидромонитор Советский патент 1991 года по МПК E21C45/00 E02D3/12 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для образования и заполнения прорезей и полостей в грунте, преимущественно при сооружении противофильтрационных завес, дренажей, укреплении грунтов, образовании грунтобетонных свай.

Целью изобретения является сокращение эксплуатационных затрат, повы- шение эффективности работы. I На фиг. 1 показан скважинный гидромонитор, продольное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. У - схема работы гидромонитора; на фиг. 4 -- схема работы гидромонитора с дополнительными соплами; на фиг. 5 - вид Б на фиг. 4.

Скважинный гидромонитор содержит корпус -1 с установленными в нем одним или несколькими боковыми соплами 2 подачи жидкости, выходные отверстия которых направлены вверх, и кана лами 3 подвода воздуха к отверстиям 4 для выпуска воздуха, выполненным кон- центрично выходному отверстию сопла в стенке корпуса, снабженного экранами 5. К корпусу 1 сверху присоединена труба 6 подвода жидкости, внутри которой с зазором установлена воздухоподводящая труба 7, выполненная с открытым верхним торцом. К трубе 6 присоединен штуцер 8 для подключения коммуникации подвода жидкости. Зазор между трубами 6 и 7 герметизирован сверху элементом 9. Воздухоподводя- ь щая труба 7 снабжена жидкостно-воз- душным эжектором 10, в состав кото- рого входят плашка 11 с соплом 12, обойма 13с входными окнами 14, диффузор 15 и камера 16 смешения. Последняя присоединена к поперечно установленному патрубку 17, торцы которого совмещены с каналами 3 в корпусе 1 . В зазоре между трубами 6 и 7 напротив входных окон 14 эжектора 10 установлены регуляторы подвода жидкости в эжектор 10, выполненные в виде винтов 18. Последние установлены в гайках 19, установленных в отверстиях стенки трубы подвода жидкости, выполненных напротив входных окон эжектора.

Скважинный гидромонитор может также иметь дополнительные сопла 20 подачи жидкости, выполненные, например, в виде отверстий в стенках корпуса 1. Дополнительные сопла 20 расположены ниже боковых сопел 2 выходными отверстиями вниз.

Скважинный гидромонитор работает следующим образом.

В предварительно пробуренную в грунте скважину 21 опускают скважинный гидромонитор и подают в него через штуцер 8 под давлением размывающую жидкость. Последняя проходит по зазору между трубами 6 и 7, при этом часть жидкости поступает в окна 14 эжектора 10, а остальная часть проходит в корпус 1 и выбрасывается из боковых сопел 2 в виде высокоскоростных струй 22. Жидкость, попавшая в окна 14 эжектора 10, истекает через |его сопло 12 в виде струи, которая подсасывает воздух, поступающий ло трубе 7. В диффузоре 15 и камере 16 смешения образуется жидкостно-воздуш- ная смесь, которая проходит через патрубок 17, каналы 3 и выбрасывается через отверстия 4.

Для обеспечения эффективной работа эжектора 10 расход и давление посту10

15

20

N

5. 1629545

пающей в него жидкости могут быть Отрегулированы с помощью регуляторов подвода жидкости - винтов 18. При их завинчивании происходит частичное перекрытие входных окон 14, повышаются гидравлические сопротивления входу жидкости, уменьшаются ее расход и давление у входа в сопло 12.

После подачи в гидромонитор жидкости, начала истечения ее из боковых сопел 2 и размыва струями 22 первичной каверны в грунте осуществляют подъем (рабочий ход) гидромонитора с вращением или без вращения, в зависимости от требуемой конфигурации размываемой в грунте полости 23. При закреплении грунта или образовании в нем противофильтрационных завес, либо несущих колонн (свай) в качестве жидкости используют закрепляющий (твердеющий) раствор, который и размывает в грунте полость 23 и заполня- ет ее в смеси с размытым грунтом.

Благодаря наклону вверх осей боко- 25 вых сопел 2 (рациональный угол наклона 10-40° к горизонтали) размываемая в грунте полость 23 имеет наклонный свод, под которым скапливается выделяющийся из жидкостно-воздушной смеси воздух 24. Это обеспзчивает движение струй 22 в воздушной среде, сокращает гидравлические сопротивления среды их движению и увеличивает дальность размыва полости 23. В связи с образованием запертого под наклонным сводом объема воздуха 24- расход его подачи может быть существенно сокращен, т.е. для работы эжектора 10 потребуется относительно малый расход жидкости.

Скважинный гидромонитор может быть использован также при сооружении дренажа. В этом случае в грунте осуществляют проходку глинистым раствором траншеи, заменяют глинистый раствор водой и заполняют траншею фильтрующим материалом, например песком. В последнем образуют скважины, опускают в каждую из них гидромонитор и с его помощью ведут размыв заглинизи- рованных стенок траншеи и прилегающего грунта. Размываемые струями про-. рези должны быть заполнены фильтрующим материалом, который,как показал опыт, самопроизвольно в прорезь не поступает, сохраняя некоторое время стойчивые стенки скважины и прорези.

3G

35

40

45

50

55

5

0

5

G

5

0

5

0

5

Во избежание заполнения прорези и скважины оплывающим или обрушающимся малопроницаемым грунтом, целесообразно обеспечить подачу в них фильтрующего материала одновременно с размывом прорези. С этой целью корпус сква- жинного гидромонитора выполняют с дополнительными соплами.

Подаваемая в гидромонитор жидкость- в данном случае вода - истекает, кроме боковых сопел 2, из дополнительных сопел 20 в виде струй, ориентированных наклонно вниз по направлению к фильтрующему материалу в стенках скважины. Струи разжижают фильтрующий материал, который оплывает в ствол скважины и примыкающую к нему прорезь в грунте.

Формула изобретения

1 .Скважинный гидромонитор,содержащий корпус по меньшей мере с одним установленным под углом к вертикальной оси боковым соплом подачи жидкости и отверстием для выпуска воздуха, выполненным в стенке корпуса концент- рично выходному отверстию сопла, воз- духоподводящую трубу трубу для подвода жидкости, сообщающуюся с соплом, отличающийся тем, что, с целью сокращения эксплуатационных затрат, воздухоподводлщпя труба снабжена жидкостно-воздушным эжектором и установлена с зазором в трубе подхода жидкости с возможностью сообщения полости последней с полостью лоздухо- подводящей трубы через боковые входные окна эжектора, а указанные сопла установлены выходными отверстиями вверх.

2.Гидромонитор по п. отличающийся тем, что эжектор снабжен регулятором жидкости.

3.Гидромонитор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что регулятор жидкости выполнен в виде винтов, установленных в отверстиях стенки трубы подвода жидкости, в шолнен- ных напротив входных окон эжектора.

4.Гидромонитор по п. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, корпус снабжен дополнительными соплами подачи .жидкости, установленными ниже боковых сопл выходными отверстиями вниз „

Ъи

1Л vt lA

ел см

vD

и

t

f

Изобретение относится к строительству и м.б. использовано для образования и заполнения прорезей и полостей в грунте. Цель - сокращение эксплуатационных затрат, повышение эффективности работы, Скважинный гидромонитор включает корпус (К) 1 с установленным внутри его одним или несколькими боковыми соплами 2 подачи жидкости, выходные отверстия которых направлены вверх, и каналами 3 подвода воздуха к отверстиям 4 для

-10. CM

гч -ч ЧЛ - N

л- Г.

...л-Ч

y y V 1 - V у х- -J

ч

///// //////// / /////ss

V3

У У yyy у /SSS

SFTs

vOO C1 сЧ.

у-ч N л ч x I fl

Д Ч Ч Ч

ФигА

ВиЗБ

А о

21

.

21

26

27

Фиг. 5