Способ образования скважин в грунте и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21B7/24 

жины осуществляются синхронно. Способ реализуется устройством, которое содермсит жестко фиксируемую перед началом-забивки рабочего органа опирающуюся на грунт опорную площадку, на которую через штоки гидроцилиндров передается импульсная нагрузка. Изменение импульсной нагрузки при забивке рабочего органа осуществляется системой управления, в ко

торую входит пнёвмоаккумулятор 23, часть энергии которого при каждом ударе по рабочему органу передается гидроцилиндрам 11, Ко 1ичество дополнительно передаваемой гидроцилиндрам 11 энергии возрастает по мере погружения рабчоего органа в грунт за счет увеличения проходного сечения канала 8 в регуляторе расхода 26. 2 с. и 1 з.п,ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству, а частности к технологии пробивки скважин в грунтах, и м.б. использовано при сооружении набивных свай, шахтных колодцев, эксплуатационных скважин и т.п. Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса образования скважин при одновременном обеспечении повышения степени уплотнения грунта в скважине и на ее устье. Способ образования скважин в грунте состоит в забивке ударами рабочего органа при одновременном нагружении грунта на устье скв.ажины импульсной нагрузкой, величина которой возрастает по мере погружения рабочего органа, а частота воздействия на .грунт равна частоте ударов по рабочему органу, причем удары по рабочему органу и нагружение грунта на устье'сква- 33с:^4/•^tfl23И2513 '7-А /8Фиг.ЗIg

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии пробивки скважин в грунтах, и может быть использовано при сооружении набивных свай, шахтных колодцев, эксплуатационных колодцев и т.п.

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса образования скважин при одновременном обеспечении повышения степени уплотнения грунта в скважине и на ее устье.

На фиг. 1 показано устройство для образования скважин в грунте, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 гидросхема управления устройством для образования скважин; на фиг. 4 - насос дизель-молота с установленным на нем золотником управления; на фиг. 5 - диаг рамма напряжений грунта при пробивке скважин забивным рабочим органом без регулирования импульсного нагружения устья скважины (а) и с регулированием последнего с учетом физико-механических свойств грунта (б).

Способ образования скважин в грунте осуществляется следующим образом.

В грунтовой массив погружают путем забивки рабочий орган. Одновременно с ударами по рабочему органу с частотой, рав ной частоте этих ударов, производится нагружение устья скважины. Это позволяет исключить колебания напряжений в грунте, которые имеют место при отсутствии такого режима нагружения грунта на устье скважины. После погружения рабочего органа до проектной отметки его извлекают, одновременно опирая опорную площадку на поверхность грунта около устья скважины.

Устройство для образования скважин в грунте содержит базовую машину 1 с мачтой 2 и раскосами 3, ударный механизм 4 (например, дизель-молот) с топливным насосом 5, рычагом б привода насоса с гидрораспределителем 7 насоса, рабочий орган 8(например, конический или Г1ирамидальный штамп), опорную площадку 9, подвижную траверсу 10, гидроцилиндры 11 извлечения рабочего органа ,8, жестко закрепленные на мачте 2 упоры 12 с выдвижными фиксаторами 13, соединенными с гидроцилиндрами 14. На подвижной траверсе 10 выполнены карманы 15 и направляющие 16. Гидросхема управления оборудованием состоит из напорной 17 и сливной 18 магистралей, гидрораспределителя 19 пульта

управления, соединенного последовательно гидролинией 20 с гидрораспределителем 7, посредством гидролинии 21 -с гидрораспределителем 22 и пневмоаккумулятором 23, гидролинией 24 - с полостью 25 в корпусе регулятора 26 расхода рабочей жидкости и подвижнь1м поршнем 27. В корпусе регулятора 26 расхода рабочей жидкости выполнены каналы 26-30. Управляющая полость 31 посредством канала 30 соединена через

гидррлинию 32 с поршневыми полостями 33 гидроцилиндров 11 извлечения рабочего органа, а через гидролинию 34, канал 28, кольцевую проточку 35 золотника 36, канал 29, посредством гидролинйи 37 - с гидрораспределителем 22. Золотник 36 пояском 38 образует с подвижным поршнем 27 аккумуляторную1 полость а. По высоте кольцевая проточка 35 выполнена равной диаметру радиального канала 28, а поясок 38 - больше

ртого диаметра, что позволяет в процессе работы регу/1ировать расход проходящей через канал 28 рабочей жидкости.

Управляющая полость гидрораспределигеля 22 гидролинией 39 через гидрораспределитель 7 соединена со сливной магистралью 18, а гидролинией 40 - со штоковыми полостями гидроцилиндров 11. Гидрораспределитель 7 штоком 41 кинематически связан с толкателем 42 топливного насоса 5.

Устройство для образования скважин ра ботает следующим образом.

Рабочий орган 8 устанавливают при помощи базвой машины 1 в точку пробивки

скважины. Включают насосную установку (не показана) и при помощи гидрораспределителя (не показан) выдвигают фиксаторы 13 гидроцилиндрами 14 в карманы 16, жестко закрепленные на подвижной траверсе

11,жестко скрепленных корпусами с подвижной траверсой 10. В результате осуществляется нагружение устья скважины опорной площадкой 9, что предотвращает выпор грунта при погружении рабочего органа 8.

В процессе погружения, рабочего органа 8 в грунт усилие выпора грунту действует на опорную площадку 9 и жестко связанные с ней штоки 9. В результате давление в поршневых полостях 33 гидроцилиндров 11 возрастает, по гидролинии 32 рабочая жидкость через канал 30 поступает в полость 31, перемещая золотник 36 вниз и сжимая еще больше газ в аккумуляторной полости а. При зтом увеличивается проходное сечение канала 28 и возрастает расход рабочей жидкости, поступающей от пневмоаккумулятора 23. В процессе подъема поршня-бойка ударного механизма 4 пневмоаккумулятор 23 снова заряжается, так как после удара по рабочему органу под действием пружины золотник гидрораспределителя 22 вновь занимает исходное положение, вытесняя рабочую жидкость через золотник гидрораспределителя 7 насоса 6 в сливную магистраль 18. В процессе каждого удара

0 пневмоаккумулятор 23 отдает часть рабочей жидкости, количество которой зависит от проходного сечения канала 28 в регуляторе расхода 26. Размер зтого проходного сечения зависит от усиления выпора грумта, с

5 увеличением которого возрастает плотность грунта на устье и в стенке скважины. Таким образом регулируемое нагружение устья скважины через опорную площадку 9 уплотняет грунт вокруг устья скважины и

0 предотвращает его выпор при забивке рабочего органа 8.

После забивки рабочего органа в грунт фиксаторы 13 выводят из карманов 15, гидроцилиндрами 11 извлекают рабочий орган

5 8 из грунта, опорную площадку 9 поднимают, после чего базовую машину 1 перевозят на новое место пробивки скважины. Формула изобретения

нанесениемпо нему ударов при одновременном нагружении грунта нй устье скважины периодически изменяющимся во времени усилием, о т л и ч а ю щ ии с я тем,

5 что, с целью снижения знергоемкости процесса образования скважин при одновременном обеспечении повышения степени уплотнения rpytiTa в скважине и на ее уСтье, нагружение грунта на устье скважины осуществляют синхронно с ударами и с частотой равной частоте ударов по рабочему органу..

5 И4ачтой и маслостанцией, рабочий орган, дизель-молот с топливным насосом и рычагом привода топливного насоса, опорную площадку и подвешенную траверсу, соединенную с опорной площадкой гидроцилин0 драми извлечения рабочего органа, отличающееся- тем, что оно снабжено системой управления нагружением опорной площадки состоящей из пульта управления с гидрораспределителем, из

5 гидрораспределителя с подвешенным штоком, из двухпозиционного гидрораспределителя с подпружиненным золотником, из пневмоаккумулятора и из регулятора расхода рабочей жидкости с золотником, поршнем и выходными каналами, при зтом

траверса установлена с возможностью жесткого соединения с мачтой, подвешенный шток гидрораспределителя кинематически связан с рычагом привода топливного насоса и установлен с возможностью попеременного направления рабочей жидкости из напорной магистрали маслостанции в пневмоаккумулятор и двухпозиционный гидрораспределитель, полость которого последовательно соединена с регулятором расхода рабочей жидкости, причем золотник последнего имеет кольцевую проточку и поясок, поршень размещен в нем с образованием воздушного зазора с золотником.

выходные каналы выполнены в его боковой стенке и его подпоршневая полость соединена через гйдрораспределитёль пульта управления с напорной магистралью маслостанции, причем полость двухпозиционного гидрораспределителя соединена с поршневыми полостями гидроцилиндров управления.

15

9

Фаг.1

Vt/гЛ

Щиг.5