Устройство для ввода элементов в стенку скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B47/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ЭЛЕМЕНТОВ В СТЕНКУ

СКВАЖИНЫ

Изобретение относится .к исследова нию грунтов в скважине различными методгиии и может быть использовано, например, для заложения радиоактивны реперов при исследовании послойных деформаций грунтовых массивов и отметке глубин перфораций. Известны устройства для ввода эле ментов в стенку скважины, содержащее направляющую трубу, шарнирно-сочлене ный механизм ввода элемента, соединенный со штоком реверсивного привода 11., Недостатком устройств является во можность работы только в скважинах большого диаметра. Известно также устройство для вво да элементов в стенку скважнны, соде жащее | аправляющую струбу с многозвенным механизмом, начальное звено которого соединено р вводимым элемен том, конечное - со штоком реверсивного привода, а звенья снабжены фиксаторами 2J. , Недостатком данного устройства яв ляется возможность ввода элементов только в слабые грунты, что сужает область его применения. Это обусловлено тем, что ввод -элементов прризводится только за счет поступатель ного перемещения. Цель изобретения - увеличение глубины ввода путем обеспечения передачи крутящего момента от штока к вводимому элементу. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной внутри звеньев гибкой передачей, связанной при помощи конических шестер- ней с вводимым элементом и штоком реверсивного двигателя. Гибкая передача выполнена в виде бесконечной цепи, надетой на звездочки, которые установлены с возможностью вращения в начальном и конечном звеньях, причем в звеньях вьшолнены отверстия для размещения фиксаторов в виде Т-образных пальцев, а в направляющей трубе установлены приспособления для извлечения фиксаторов из отверстий при подходе звеньев к криволинейному участку направ- , ляющей трубы и приспособления для введения фиксаторов в отверстия при выходе из криволинейного участка направлякхцей трубы, при этом приспособления Для извлечения фиксаторов выпо иены в виде клиновидных.бортиков, входящих в зазор между Т-образными

дальцами и стенками звеньев, приспособления для введения фиксаторов выполнены в виде клиновидных выступов, а в отверстиях на звеньях и на Т-образных пальцах фиксаторов выполнены кольцевые проточки, в одни из которых установлены пружинные шайбы.

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, осевой разрез,на фиг.2 то же, общий вид; на фиг.З .- разрез А-А на фиг. на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.З - разрез В-В на фиг.2.

Устройство для ввода элементов в стенку скважины состоит из направляющей трубы 1, внутри которой расположен многозвенный механизм, состоящий из звеньев 2, соединенных при помощи осей 3 с надетыми на них роликами 4. Многозвенный механизм выполнен составным из отдельных секций, каждая из которых состоит из нескольких звеньев 2. На крайних звеньях каждой секции установлены звездочки 5 и 6, посаженные на втулки 7 и 8 Звездочки 5 имеют на своей боковой поверхности прорези, а звездочки 6 сопряженные, с ними выступы.. Внутри каждой секции на звездочки 5 и 6 надеты бесконечные цепи 9. Между стенками звеньев 2 и цепями 9 установлены ролики 10. Секции многозвенного механизма стыкуются при помощи осей 11,,проходящих внутри втулок 7 и 8. Звездочка 12 начального звена 13 начальной секции выполнена заодно с конической шестерней 14, входящей в зацепление с конической шестерней 15, насаженной на вал 16, на шлицевой участок которого насажен вводимый в .грунт элемент 17. На наружной конической поверхности вводимого элемента выполнена винтовая нарезка. Звездочка 18 конечного звена 19 конечной секции многозвенного механизма выполнена заодно с конической шестерней 20, входящей в зацепление с конической шестерней 21, насаженной на шток 22 реверсивного привода вращательно-поступательного движения. Шток 22 соединен с конечным звеном 19 многозвенного механизма через двойной упорный шарикоподшипник 23. В каждом звене 2 многозвенного механизма выполнены по два отверстия 24, сопряженные с соответствующими отверстиями на смежных звеньях. В отверстия 24 входят- (г-образные фиксаторы 25 с кольцеВЫМ1 проточками, проходящие между упоров 26, закрепленных на боковых поверхностях звеньев 2. в отверстиях 24 выполнены кольцевые проточки, в . которые вставлены пружинные шайбы 27 В вертикальной части направляющей тр бы 1 до криволинейного участка последовательно установлены клиновидные выступы 28 и клиновидные бортики 29. В горизонтальном участке направляюще

трубы после криволинейного участка последовательно установлены клиновидные бортики 30 и клиновидные выступы 31.

Устройство работает следующим обе разом.

в исходном положении все зйенья 2 многозвенного механизма введены в направляющую трубу 1, а вводимый элемент 17 надет на шлицевой вал 16. Q Направляющая труба 1 и шток 22

выполняются из отдельных секций. Устройство при помощи направляющей трубы опускается в скважину на требуемую глубину. В процессе этого погружения последовательно наращиваются

секции направляющей трубы 1 и штока 22.

После достижения заданной глубины направляющую трубу 1 закрепляют в устье скважины, шток 22 соединяют

с реверсивным приводом возвратнопоступательного движения. Затем привод включают, в результате чего шток 22 передает поступательное движение звеньям 2 многозвенного

механизма и через конические шестерни 21 и 20, звездочку 18, цепи 9, .звездочки 5,6 и 12, конические шестерни 14 и 15 и вал 16 передает вращательное движение вводимому элементу 17.

При подходе звеньев 2 к криволинейному участку направляющей трубы 1 клиновидные бортики 29, попадая в зазор между Т-образными фиксаторами 25 и стенками звеньев 2,

извлекают фиксаторы из отверстий 24. После извлечения фиксаторов 25 из отверстий 24 смежные звенья 2 теряют жесткое соединение между собой и последовательно проходят криволинейный участок направляющей трубы 1, при этом нарушается соосность отверстий 24 смежных звеньев 2. После прохождения криволинейного участка направляющей трубы оси отверстий 24

смежных звеньев 2 совпадают, фиксаторы 25 вдавливаются в отверстия 24 клиновидными выступами 31. Таким образом, вводимый элемент 17, вращаясь, вдавливается в грунт через стенку

скважины. Поскольку на конической части вводимого элемента 17 выполнена винтовая нарезка, то при его вращении происходит ввинчивание элемента в грунт, что снижает осевое усилие, необходимое для его ввода. Количество секций многозвенного механизма выбирается исходя из требуемой глубины ввода элементов в грунт, при этом секции стыкуются при помощи осей 11.

После ввода элементов 17 на требуемую глубину в стенку скважины привод вращения отключают, а привод поступательного движения включают в противоположном направлении. -В результате

этого многозвенный механизм извлека.ется из стен| и скважины.Поскольку диаметр элемента 17 больше размера звеньев 2, а коническая часть его завинчена в грунт, то элемент при извлечении многозвенного механизма снимается со шлицевого участка вала 16 и остается в грунте. При подходе звеньев 2 к криволинейному участку направляющей трубы 1 со стороны горизонтального участка клиновидные бортики 30, попадая в зазор между Т-образными фиксаторами 25 и стенками звеньев 2, извлекают фиксаторы из отверстий 24. После изв лечения фиксаторов 25 из отверстий 2 смежные звенья 2 теряют жесткое соед нение между собой и последовательно проходят криволинейный участок направляющей трубы 1, при этом нарушается соосность отверстий 24 смежных звеньев 2. После ввода всех звеньев 2 многозвенного механизма в направляющую трубу 1 устройство извлекают из скважины. Таким образом, предлагаемое устро ство позволяет вводить элементы в прочные грунты за счет его ввинчивания и вдавливания в грунт при вращательно-поступательном движении привода, что существенно снижает усилие, необходимое для ввода элемента Это расширяет сзбласть применения УСТ ройства. Формула изобретения 1. Устройство для ввода элементов в стенку скважины, содержащее ляющую трубу с многозвенным механизмом, начальное звено которого соединено с вводимым элементом, конечное - со штоком реверсивного привода а звенья снабжены фиксаторами, о тличающееся тем, что, с целью увеличения глубины ввода путем обеспечения передачи крутящего момента от штока к вводимому элементу, оно снабжено установленной внутри звеньев гибкой передачей, связанной припомсмци конических шестерней с вводимым элементом и штоком реверсивного двигателя. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что гибкая передача выполнена в виде бесконечной цепи, надетой на звездочки, которые установлены с возможностью вращения в начальном и конечном звеньях, причем в звеньях выполнены отверстия для размещения фиксаторов в виде Тобразных пальцев, а в направляющей трубе установлены приспособления для извлечения фиксаторов из отверстий при подходе звеньев к криволинейному участку направляющей трубы и приспособления для введения фиксаторов в отверстия при выходе из криволинейного участка направляющей трубы, при этом приспособления для , извлечения фиксаторов выполнены в виде клиновидных бортиков, входящих в зазор между Т-образными пальцами и стенкг1ми звеньев, приспособления для введения фиксаторов выполнены в виде клиновидных выступов, а в отверстиях на звеньях и на пальцах выполнены кольцевые проточки, в одни из которых установлены пружинные шайбы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 562646, кл. Е 21 В 49/06, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 678906, кл. Е 21-В 47/00, 1977.

g « i i iйййg«aft i «J i Фи 1