Устройство для образования уширения в скважине Советский патент 1977 года по МПК E21B7/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЯ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к устройствам для образования уширения скважин в грунте, например, при сооружении буронабивных свай.

Известно устройство для образования скважин под буронабивные сваи в связных грунтах методом выдавливания 1.

В этом устройстве нижний конец обсадной трубы образован из отдельных складывающихся частей (плит), соединенных шарнирно между собой и с опорным башмаком, на который воздействует наконечник штанги. Усилие вдавливания через штангу передается на опорный башмак при погружении устройства в грунт. После погружения его на заданную глубину нагрузка со штанги передается на обсадную трубу, в результате чего раскрываются отдельные части, образуя уширенную пяту.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что при осуш,ествлении ушнрения основания скважины под действием статической нагрузки вдавливаюшие плиты раздвигаются медленно, находясь в контакте с грунтом, что вызывает проявление адгезионных свойств грунта по отношению к металлической поверхности плит. Поэтому при возвращении плит в исходное положение наблюдается обрушение уширенной части скважины за счет прилипания грунта к плитам.

Кроме того, известное устройство предназначено для выполнения уширения в грунте энергией статического действия, например, от гидравлического объемного гидропривода. Такой способ образования уширенной по.лости является весьма энергоемким. Длите тьность процесса уширения способствует соответствен; но и длительному контакту плит со средой, что и вызывает проявление адгезионных свойств грунта но отношению к металлической поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для образования уширения в скважине, пройденной в грунте, путем его уплотнения, содержащее размещенный в цилиндре подвижный под действием текучей среды поршень, связанный посредство.м подпружиненного штока и соединенных с ним тяг с поворотными распорными плитами для осуществления уп.лотнения грунта при движении поршня 2.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что процесс вдавливания осуществляется под действием статической нагрузки .

Цель изобретения - повыщение эффективности работы устройства путем динамического

воздействия распорных плит на грунт.

Поставленная цель достигается тем, что в цилиндр встроено стопорное приспособление для удержания поршня в неподвижном состоянии и освобождения его при достижении давления текучей среды в надпоршневой полости цилиндра заданной величины.

Стопорное приспособление может быть выполнено в виде расположенного в проточке ци.чиндра двуплечего рычага, который одним концом упирается в поршень, а другим через тягу соединен с сердечником соленоида,оперативно связанного с электроконтактным манометром, обеспечивающим его срабатывание при достижении давления текучей среды в надпоршневой полости цилиндра заданной величины.

Благодаря такому выполнению обеспечивается ударное воздействие распорных плит на грунт, в результате чего процесс взаимодействия их с грунтом непродолжителен, что предотвращает залипаемость грунта на плитах.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, нерабочее положение; на фиг. 2 - то же, рабочее положение.

Устройство для образования ущирения в скважине имеет верхний 1 и нижний 2 цилиндры, соединенные между собой резьбой. В верхней части цилиндра 1 вмонтированы трубопровод 3 для подачи текучей среды (сжатый воздух) и трубопровод 4, присоединенный к электроконтактному манометру 5.

В цилиндре 1 установлен поршень 6 с компрессионным кольцом 7. Для ограничения перемещения поршня 6 в цилиндре 1 предусмотрено ограничительное кольцо 8. В месте резьбового соединения цилиндров 1 и 2 закреплена крышка 9 с отверстия.ми 10 для свободного прохода воздуха в атмосферу при движении поршня 6 вниз.

Между поршне.м 6 и крышкой 9 раз.мещен упругий элемент 11 (например, цилиндрическая пружина), поджимае.мая снизу регулировочной гайкой 12 при вращении ее рычагом 13.

В нижней своей части поршень 6 соединен с помощью пальца 14 со штоком 15, проходящим внутри регулировочной гайки 12. Шток 15 соединен с крестовиной 16, которая в свою очередь через регулировочные винтогзые тяги 17 и гайки 18 связана с серьгами 19 распорных плит 20. Последние крепятся к нижней части цилиндра 2 с помощью пальцев 21.

Для изменения величины раскрытия распорных плит 20 в серьгах 19 выполнены отверстия 22, в которые могут вставляться концы тяг 17.

В цилиндре 1 между поршнем 6 и крышкой 9 смонтировано стопорное приспособление для автоматического управления работой устройства. С этой целью в стенке цилиндра 1 выполнена проточка 23, 1де установлен двупотечий рычаг 24, который крепится к цилиндру 1 с помощью оси 25. Нижний конец двуплечего рычага 24 соединен с сердечником соленоида 26. а верхний конец связан с возвратной пружиной 27.

В стенке верхнего ци, индра 1 имеются выпускные для текучей среды наклонные кана.чы 28.

Устройство работает следующим образом. Сжатая текучая среда подается по трубопроводу 3 в надпоршневую полость 29 цилиндра 1 для создания в ней определенного давления. При этом поршень 6 удерживается в верхне.м положении двуплечим рычагом 24, перекрывая выпускные каналы 28.

При достижении необходимого давления в надпоршневой полости 29 включается цепь электрокоптактного манометра 5. Происходит

0 замыкание контактов реле соленоида 26, сердечник 30 которого при своем движении в катущке поворачивает двуплечий рычаг 24 вокруг оси 25. Поршень 6 освобождается и движется мгновенно вниз, а отработанная текучая среда выбрасывается через выпускные каналы 28 в

атмосферу.

Но так как поршень 6 с помощью штока 15 связан с распорны.ми плитами 20, то они поворачиваются вокруг пальцев 21, вдавливаясь в грунт и вызывая уширение скважины

(фиг. 2).

После окончания хода поршня 6 и раскрытия распорных плит 20 упругий элемент 11 возвращает поршень 6, шток 15, крестовину 16 и распорные плиты 20 в исходное положение. Далее работа устройства повторяется автоматически аналогично предыдущему циклу.

Применение предлагаемого устройства для образования уширения в скважине позволяет осуществить динамическое воздействие на стенки скважины распорными плитами практически в любых грунтовых условиях. При этом ущиренная часть скважины будет иметь четко правильную геометрическую форму с обязательным уплотнение.м грунта по все.му периметру.

Формула изобретения

динамического воздействия распорных плит на грунт, в цилиндр встроено стопорное приспособление для удержания поршня в неподвижном состоянии и освобождения его при достижении давления текучей среды в надпоршневой

полости цилиндра заданной величины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 201968, кл. Е 02 D 17/148, 1963.

К

иг 2 2. Патент США № 3343614, кл. 175- Q. 1967.