Устройство для образования котлованов в грунте Советский патент 1979 года по МПК E02D17/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КОТЛОВАНОВ

В ГРУНТЕ ({)иг. 1; .на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 1. Устройство содержит обсадную трубу 1 квадратного сечения со стороной R и боковыми окнами для удаления разбуренного грунта, рабочий орган 2, выполненный в виде трехперого долота, закрепленного на буровой штанге 3 со шнековой навивкой, профилирующий кулачок 4, смонтированный на верхнем конце буровой штанги и размеш.енный в обсадной трубе 1, тягу 5, соединяющую буровую штангу 3 с выходным валом 6 привода, выполненного в виде вращателя, корпус 7, упорно-радиальный подшипник 8 и направляющие 9. Особенность устройства состоит в том, что профилирующий кулачок 4 представляет собой фигуру постоянной щирины, так называемый, «треугольник постоянной щири ны. Конфигурацию профилирующего кулач-. ка 4 можно получить, если на каждой верщине равностороннего треу|-ольника со стороной R провести дугу радиуса R до взаимHoio их пересечения. Особым свойство.м профилируюш,его кулачка 4 является то, что при его вращении внутри обсадной трубы квадратного сечения со стороной R, равной радиусу дуги контура кулачка (ось вращения при этом может свободно смещаться), его поверхность будет скользить по периметру квадрата обсадной трубы в любом положении, одновременно касаясь четырех сторон обсадной трубы, являющейся для профилирующего кулачка направляющим кондуктором. Принцип действия устройства, основанный на свойствах фигур постоянной ширины, заключается в следующем. При вращении буровой щтанги 3 со шнековой навивкой от выходного вала 6 вращателя через двойное шарнирное соединение профилирующий кулачок 4 и трехперое долото 2, верщинами углов ориентированные в одних и тех же плоскостях, перемещаясь по квадратному периметру обсадной трубы 1, синхронно описывают квадрат, копируемый в грунте режущими кромками трехперого долота 2. Образующаяся при этом скважина калибруется режущей кромкой обсадной трубы 1, осевое усилие которой передается от вала вращения 6 через упорно-радиальный подщипник 8. Разбуренный грунт поступает по щнековой спирали буровой.щтанги 3 и под действием центробежной силы удаляется из обсадной трубы I через боковые окна. Для улучшения условий выноса грунта по шнеку буровой штанги 3, заключенной в обсадной трубе 1 квадратного сечения, витки щнековой навивки буровой штанги в горизонтальной проекции могут иметь форму треугольника постоянной ширины. С помощью предложенного устройства можно образовывать котлованы прямоугольного сечения вращательным способом. Оно имеет следующие преимущества по сравнению с известными устройствами: расширенную область применения - может применяться в породах до V-VI категорий буримости включительно, а при промывке и в более крепких породах, тогда как применение известных устройств ограничивается грунтами 1 - II категории буримости; повыщение производительности в 4-5 раз за счет значительного увеличения механической скорости бурения и обеспечение возможности образования котлована за один рейс, так как бурение предложенным устройством осуществляется сплошным забоем с непрерывной подачей разбуренного грунта с забоя на поверхность земли, что устраняет необходимость периодического извлечения устройства из котлована для очистки от заполняющего его грунта. Формула изобретения . Устройство для образования котлованов в грунте, включающее рабочий орган,, закрепленный на буровой штанге со щнековой навивкой, обсадную трубу с боковыми окнами и выходной вал привода вращения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения котлованов квадратного сечения, верхний конец буровой штанги снабжен тягой и профилирующим кулачком, тяга шарнирно соединена со щтангой и выходным валом привода вращения, а профилирующий кулачок имеет форму поперечного сечения, образованную сечением трех дуг, проведенных из верщины равностороннего треугольника, и размещен в обсадной трубе, выполненной квадратного сечения со стороной, равной радиусу дуги контура кулачка, причем рабочий орган выполнен в виде трехперого долота, вершины углов которого расположены в одних и тех же плоскостях с вершинами кулачка, и имеет форм в горизонтальной проекции, подобную форме профилирующего кулачка. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий транспортировки шлама, щнековая навивка буровой щтанги в горизонтальной проекции имеет форму, подобную форме профилирующего кулачка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 400699, кл. Е 21 С. 13/08, 1971. 2.Бащкатов Д. Н. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин, М., «Недра, 1968, с. ПО, рис. 70.

Д-А

Фиг.2

6-6

Фигд

Вид В

фиг.