Способ погружения трубчатых колонн в грунт и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК E21D1/08 E21B7/20 

(54) СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ ТРУБЧАТЫК КОЛОНН В ГРУНТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Настоящее изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к способам погружения трубчатых колонн различного целевого назначения в рыхлые породы, преимущественно на акваториях. Наибольшее применение изобретение может получить при погружении в грунт обсадных и фильтровых колонн при соору жении скважин и трубчатых свай при строительстве, особенно в тех случаях, когда требуется внедрить трубчатые колонны, выполненные из неметаллических материалов (асбестоцемента, фанеры, полипропилена и т.п.) Известны способы сооружения скважин и устройства для их осуществления , где с одновременной выемкой пор ды под башмаком колонны, последнюю забивают с помощью бурильного снаряда. При этом в полость колонны подаю жидкость с созданием гидростатического давления, необходимого для сохранения устойчивости стенок скважины Dl. Недостатком этого способа сооружения скважин является то, что он не позволяет использовать в качестве обсадных колонн неметаллические трубы, так как последние быстро разрушаются при нанесении по ним ударов и при движении в них металлических буровых снарядов и инструментов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ погружения оболочек в грунт, путем размыва последнего высоконапорными водяными струями и подъема получаемой пульпы на поверхность. Устройства для осушения этих способов содержат шланги для размьша и выноса породы и винтовой механизм с электроприводом 2j| . Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за большой энергоемкости оборудования, чагруженности им трубчатых колонн и больших згпрат времени на монтажнодемонтажные работы. Цель изобретения снижение энергоемкости оборудования. Поставленная цель достигается тем что в способе, включающем размыв породы через гидронасадки и удаление пульпы, перед размывом породы перекрывают перемычкой полость колонны, в образованной башмачной полости снижают давление и вытесняют воду через гидронасадки в полость колонны, затем вьшускают воду через гидро насадки из полости колонны для размы ва породы. В устройстве, включающем колонну с башмаком, пульпоотводящий став и гидронасадки, имеется перемычка , закрепленная на пульпоотводящем ставе и установленная на колонне над башмаком, при этом перемычка имеет скво ные отверстия, в которых размещены гидронасадки. На фиг. 1 изображена схема движения воды при подаче воздуха к забою скважины; на фиг. 2 - схема движения воды и пульпы, разрушения поро забоя и погружения колонны при выпуске воздуха из труб. Трубчатая колонна 1 содержит башмак 2, на упорах которого установлена перемычка 3, в которой выполнены сквозные каналы с размещёнными в них гидронасадками 4. Перемычка 3 соединена с; нижним концом пульпоотводящеrq, става 5, который содержит пульпоприемник 6 и трубы 7 для подачи возДУ5 а. Устройство для погружения трубчатых колонн работает следующим образом. Устанавливают колонну 1 на грунт В колонну I на трубах 7 опускают пульпоотводящий став 5 с пульпоприем ником 6 и перемычкой 3 до упора последней в башмак 2 колонны 1, тем самым образуя бащмачную полость 8 (фиг. 1 и 2). Затем подают в трубы 7 сжатый воздух, который вытесняет из них воду в башмачную полость 8, а оттуда через гидронасадки 4 - в полость колонны . Уровень воды в по лости колонны 1 при этом повышается . При выпуске воды из башмачной полости 8 и труб 5 и 7 вода из поло ти колонны 1 под действием гидроста тического давления устремляется через гидронасадки 4 в бангмачную по - 04 лость 8, разрушает находящиеся под башмаком 2 породы и поднимает их в смеси с водой (в виде пульпы) по трубам 5 и 7 до восстановления уровня воды в полости колонны 1 и трубах 7. При этом поднимаемая с водой порода оседает в пульпоприемнике 6, так как удельный вес ее больше удельного веса воды. После восстановления уровней воды в полости колонны 1 и в трубах 7,цикл вытеснения воды воздухом из труб 7 и 5 и башмачной полости 8 повторяют. Таким образом, предлагаемый способ и устройство для погружения колонн предусматривают разрушение пород забоя и погружения труб в грунт за счет перепада давления в полости колонны 1 и башмачной полости 8,путем снижения давления в последней. При снижении давления в башмачной полости 8, уменьшаются потери энергии струй гидронасадок, увеличивается рабочая длина струи, т.е. повьштается эффективность размыва пород забоя. Эффективность применения предлагаемых способа и устройства заключается в снижении энергоемкости оборудования, сокращении времени погружения колонн и возможности погружения в грунт колонн, выполненных из неметаллических металлов. Производительность погружения труб предлагаемым способом повьш1ается в 1,5 раза за счет повыивния механической скорости бурения в 1,2 раза и за счет снижения трудоемкости работ. Формула изобретения Способ погружения трубчатых колонн в грунт, включающий размыв породы через гидронасадки и удаление пульпы, отличающий с. я тем, что. с целью снижения энергоемкости оборудования, перед размывом породы перекрьшают перемычкой полость колонны, в образованной башмачной полости снижают давление и вытесняют воду через гидронасадки в полость колонны, затем выпускают воду через гидронасадки из полости колонны для размыва породы. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее колонну с башмаком, пульпоотводящий став

и гидронасадки, отличающееся тем, что оно снабжено перемычкой, закрепленной на пульпоотводящем ставе и установленной на колонне над башмаком, при этом перемычка имеет сквозные отверстия, в которьк размещены гидронасадки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 623948, кл. Е 21 В 1/00, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 323557, кл. Е 21 D 1/08, 1968.

Воздуи

возвух

«W.jf