Устройство для расширения скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B7/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН

I

Изобретение относится к буровому оборудованию и предназначено для проходки скважин с уширенной полостью, преимущественно под буронабивные сваи.

Известна конструкция бурового ковша, состояш,его из цилиндрической оболочки и 5 откидного конического дна с режущими кромками 1 .

Недостатком этих буровых ковшей является то, что с помощью указанного ковша производится проходка скважин определенного диаметра, а для устройства уширения 0 в нижней части скважины необходимо использовать другой инструмент, например рас ширитель. Кроме того, выгрузка грунта из такого бурового ковша представляет значительные трудности, особенно при разработке пластичных грунтов.

Известна также конструкция грейферарасширителя, включаюшего режущие лопасти в виде открытых снизу полуцилиндров, щарнирно прикрепленных к верхней части разделяющей их перегородки и связанных 20 рычагами с буровой колонной, опорный конус и фиксатор для стопорения лопастей в момент бурения, размещенный в верхней части устройства 2.

Недостаток его заключается в том, что он не приспособлен для бурения вертикальных стволов и для бурения скважин под короткие буронабивные сваи с уширенной пятой, необходима замена специализированного инструмента, на которую уходит времени больше, чем на бурение.

Цель изобретения - обеспечение бурения скважины без смены бурового инструмента.

Цель достигается тем, что опорный конус выполнен с грунтозаборными окнами и снабжен фиксатором, при этом опорный конус установлен с возможностью поворота относительно оси скважины.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - устройство уширения, общий вид; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 - разрез Е-Е на фП. 1: на фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фи;. 8, iioBoротное устройство в открытом положении; на фиг. 10 разрез Ж-Ж поворотное стройство в зафиксированном положении.

Устройство состоит из опорного конуса 1 с грунтозаборными окнами 2, который при помощи поворотного устройства (фиг. 8), состоящего из вала 3 и втулки 4 с фиксатором 5, крепится к перегородке 6. К последней щарнирно прикреплены режущие лопасти 7 в виде открытых внизу полуцилиндров. Привод лопастей имеет рычаги 8, концы которых шарнирно соединены с полуцилиндрами 7 и траверсой 9, связанной с буровой колонной 10. Над траверсой 9 установлено массивное кольцо 11 с поворотным фиксатором 12, взаимодействующим с вырезом в колонне 10. Кольцо 11 имеет кронщтейны 13, щарнирно связанные с полуцилиндра.ми 7. В нижней части колонны 10 выполнено-гнездо 14, куда входит квадратная щтанга 15, жестко связанная с перегородкой 6.,

Устройство работает следующим образом:

При закрытом положении фиксатора 12 (фиг. 2, положение указано пунктиром) и фиксатора 5 (фиг. 10) устройство внедряется в грунт, который через отверстия 2 заполняет полости полуцилиндров 7. Затем оно извлекается из бКважины, прекращается вращение привода, отводится фиксатор 12 (фиг. 2) и под действием массы кольца 11 п олуцилиндры 7. расходятся (фиг. 6), и грунт из них высыпается. Далее устройство приподнимают, фиксатор 12 устанавливают в исходное положение и вновь продолжают проходку ствола скважины.

При углублении скважины до проектной отметки устройство извлекают на поверхность, и фиксаторы 12 и 5 устанавливают в свободное положение (фиг. 2 и 9). Затем его опускают в скважину, при этом режущие лопасти 7 под действием собственнбгЬ Вёса находятся is/ сложенном положении. После установки опорного конуса 1 на забой включается вращательный привод и под действием веса буровой колонны 10 лопасти 7 начинают расходиться, разрабатывая ущиренную полость, в то же время опорный конус 1 остается неподвижным, поскольку вал-3 свободно вращается во втулSiui-i i -- - -- -

ке 4. После заполнения полуцилиндров 7 грунтом, прекращают вращение и поднимают буровую колонну 10. При этом полуцилиндры 7 сначала возвращают в исходное положение, а затем начинают поднимать устройство. Разгрузка устройства осуществляется путем его установки на грунт, приэтом фиксаторы остаются в исходном положении. Далее цикл повторяется.

Преимущество этой конструкции заключается в TDM, что она позволяет одним и тем же инструментом сначала проходить скважины в грунте, а затем устраивать ущиренные полости.

Экономический эффект при использовании изобретения по предварительным расчетам составит 40 тыс. р. в год на один бур при проходке скважин под буронабивные сваи с ущиренной пятой глубиной от 3,5 до 20 м.

Формула изобретения

Устройство для расширения скважин, включающее режущие лопасти, выполненные в виде открытых снизу полуцилиндров, щарнирно прикрепленных к верхней части разделяющей их продольной перегородки и связанных рычагами с буровой колонной, опорный конус и фиксатор для стопорения ло пастей, размещенный в верхней части устройства, отличающееся тем, что, с целью обеспечения бурения скважины без смены бурового инструмента, опорный конус выполнен с грунтозаборными окнами и снабжен фиксатором, при этом опорный конус установлен с возможностью поворота относительно оси скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 162, рис. 111.18.

№ 192075, кл.Е 02 D 17/148, 1963 (прототип).

«J

ff

737570

. Ф(Л2.5

Фиг. 6