Рабочий орган для проходки скважин в грунте Советский патент 1979 года по МПК E02D17/14 

Изобретение относится к области строительства, а точнее к устройствам для ударного бурения в мерзлых грун гах скважин под сваи. Известен рабочий орган, включающи наковальню и ствол с режущей коронкой, выполненной в виде полой трубы с разгрузочным окном в верхней части Г1. Рабочий орган погружается в грунт вибромолотом, а затем извлекается из грунта при помощи лебедки и полиспасной системы. После извлечения ра бочего органа в грунте остаётся отверстие, сечение которого повторяет поперечное сечение рабочего органа. Рабочий орган такого типа эффективно разрабатывает скважины в плая тично-мерзлых грунтах, но недостаточно эффективен при бурении прочных низкотемпературных грунтов и характе ризуется плохими условиями разгрузки внутренней полости ствола от грунтового керна, что особенно сказывается при проходке сравнительно глубоких (свыше 8 м) скважин. Известен также рабочий орган, вкл чающий наковальню и ствол с режущей коронкой, выполненной с равномерно расположенными,по ее периметру отвер стиями и образованной внутри нее кольцевой полостью, сообщающейся с паропроводящей арматурой, в виде паровых трубок, расположенных вдоль корпуса 2.. ,. В процессе вибрационного или виброударного погружения упомянутого рабочего органа в мерзлый грунт к его коронке под давлением подается пар, разогревающий и переводящий в немерзлое состояние соприкасающийся с коро.нкой грунт. По окончании бурения рабочий орган оказывается заполненным оттаявшим разжиненныг грунтом, который при извлечении рабочего органа полностью остается в скважине. Затем в разжиженный грунт погружают сваю и дожидаются ее вмораживания во вновь замёрзающйй постепенно грунт. Описанным рабочим органом можно разрабатывать скважины только в низкотемпературных грунтах. Таким образом первое устройство неэффективно при бурении в низкотемпературных непластичных грунтах, а второе устройство не может бытьприменено в высокотемпературных пластичномерзлых грунтах, а также твердых грунтах,находящихся в обычном (немерз-. лом)состоянии. Целью изобретенийявляетЬя Т1овышение эффективности проходки сква- -жин в 11/ерзлых грунтах (ка1К вьГбЫ отем пературных пластично-мерзлых, так и ; Тга3кЪтёйТ1е атурныХ Непластичных мерзлых грунтах), Указ йнйая цель достигается тем, ч s рабочем органе, включающем , ;НакОйальню с полостью для пара и пат .рубкбМ Для его подвода, паропроводы и зубчатую коронку, ствол выполнен и (Нескольких полок , пересек аюдихся по од ной прямой, совпадающей с осью рабочего органа, повернутых относительно друг друга равномерно по окружности -и Соединенных ребрами, причем образо ванные полоски связаны с полостью . для пара наковальни, ребра имеют боковые отверстий в месте расположения коронки, а НИЖНИЙ конец ствола выпол нен в виде клиНа с вершиной на лиНии пересечения полок,соединяющегося сво им основанием с зубчатой коронкой. Нафиг, 1 .изображен предлагаемый рабочий орган, общий вид; на фиг.2 ТО же, продольный разрез; на фиг.З разрез Л-Л фиг, 2, Рабочий орган состоит из наковаль ни 1, ствола 2, зубчатой коронки 3 и наконечника 4, Ствол выполнен в виде трех взаимно пересекающихся по одной прямой полок, расположенных Друг- К другу под углом 120°, Забойная часть ствола оканчивается наконечником 4, ;выполненным в виде трехстороннего ббразоВаНнЬго скбшёнй Зми ЬОНц ми полок ствола 1 и имеййёго верши ну в точке их пересечения. Зубчатая коронка 3 охватывает полки ствола 2 по внешнему контуру таким ЬбраЗбм, - Ш 1Га ждая полка соединена с корбН кой 3 по биссектрисе ее зуба, Пдлкй ствола 2 последовательно соединены между ребрами 5, образуя три п)одольных полости 6 , ра спЬлЬжённые вдоль ствола 2 й c УжaЩйe -t aEl o пlэoвb даМи, проводящими пар из приемной полости 7, расположенной под наковальней 1, в наконечник. Полости б сн бженц отверстиями 8 для выхода пара. Л, Устройство работаегг следующим образом. - - .При на1несении ударов по наковаль. не 1 рабочий орган погружаётЪй в грунт, рассекая его в объейё скважи Йы по контуру коронкии полок на три части. По окончании погружения рабочий орган извлекают из грунта при йомощи лебедки и прлиспастной систем (наЧертежах не показаны), при этом рассеченный на три части грунтовой кёрн извлекается вместе с рабочим органом на пс верхность и там вываливается в стороны, освобождая рабочий орган. В случае прилипания части грунта к.стволу рабочего органа, последний легко, очищается путем нанесеНия по нему ударов на весу. При бурении низкотемпературных непластичных мерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда желательно оставить в скважине часть разжиженного грунта для последующего вмораживания свай, в процессе бурения в рабочий орган подают под давлением пар, который, разогревая ствол рабочего органа и оттаивая грунт способствует образованию в скважине жидкого грунтового шлама. Экономический эффект от внедрения в процесс строительства рабочего органа достигается высокими скоростями проходки грунтов любого типа, кроме монолитной скалы, простото.й и прочность) конструкции, максимальным использованием длины рабочего органа. Формула изобретения 1.Рабочий орган для проходки скважин в грунте, включающий ствол, наковальню с полостью для пара и с патрубком Для его подвода, паропроводы, расположенные вдоль ствола, зубчатую коронку в нижней части, о тл и ча ющи и с я тем, что, с целью по.вьтшения эффективности прохедки скважин в мерзлых грунтах, его ствол выполнен из нескольких полок, пересекающихся по одной прямой, совпадающей с осью рабочего органа, повернутых относительно друг друга равномерно по окружности и соединеннь1х между собой ребрами, причем образованные полости связаны с полостью для пара наковальни, а ребра имеют боковые отверстия в месте расположения коронки, 2. Рабочий орган по п. 1отлич а ющи и с я тем, что .нижний конЩ ств6ла вьЗполнен в виде клина с вершиной на ЛИНИИ пересечения полок, еЪёДйНяюЩёГОся СЕГоим основанием сзубчатой коронкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Минаев В,И. Машины для строительства магистральных трубопроводов. М,, Недра, 1973, с, 264-269. 2,Авторское свидетельство СССР № 386120, кл, Е 02 F 5/30, 1970 (прототип) .

г лг:-: :-. -.

L

J- В

в

Фаг.1

J

/5-A:

фиг.З

Фог.2