Устройство для образования скважин в грунте путем его уплотнения Советский патент 1982 года по МПК E02F5/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ ПУТЕЛ ЕГО УПЛОТНЕНИЯ

1

Изобретение относится к устройству для образования скважин в грунте путем его уплотнения и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Известно устройство для проходки скважин в грунте его уплотнением, содержащее конический опережающий наконечник, с которым взаимодействует группа ударных механизмов, располагаемых пapav лeльнo по окружности. При прямолинейной проходке скважины все ударные механизмы работают совместно в одном режиме. Когда возникает необходимость изменить направление проходимой скважины, часть ударных механизмов отключают, чтобы сообщать коническому наконечнику нецентральные удары для его поворота в требуемом направлении 1.

Однако это устройство достаточно громоздко, сложно в кднструктивном отнощении и требует большого пространства, которого нет в скважине. По этой причине сдерживается его широкое промышленное использование.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для образования скважин в грунте путем его уплотнения, включающее взаимодействующий с грунтом заостренный цилиндрический корпус с расположенным в нем подвижным ударником, цилиндрическую оболочку, закрепленную шарнирно одним концом вокруг корпуса к его хвостовой части, и пнев.матические баллоны, расположенные между оболочкой и корпусом и служащие для отклонения корпуса при избирательной подаче в них воздуха.

10

При работе известного устройства на проходке прямолинейной скважины в грунте давление воздуха в пневматических баллонах поддерживается одинаковым в каждом из них. Для изменения направления движения устройства его корпусу придают

15 осевую асимметрию за счет повышения давления воздуха в одном из баллонов, в результате чего оболочка перекашивается относительно корпуса. После придания нужного направления корпусу избыточное дав20ление воздуха сбрасывается 2.

Недостатком устройства является то, что изменить положение корпуса относительно оболочки можно только один раз за время пробивания одной скважины. Еели оболочка отклонена, то, чтобы вернуть ее вНормальное положение, необходимо перераспределить давление воздуха в баллонах, повысив давление в том баллоне, где оно было уменьшено и понизив в том баллоне, в котором оно было повышено. Однако неясно, какие именно значения давлений нужно установить в баллонах. Например, выравнивание давления воздуха во всех баллонах не приведет к восстановлению нормального относительного положения корпуса и оболочки, так как будет сказываться асимметрия сил сопротивления грунта, действующих на перекошенное в скважине устройство, и односторонность силы тяжести корпуса и оболочки. В зависимости от конкретных условий будет продолжаться проходка скважины, искривленной по-прежнему или в новом направлении. ТаКИМ образом, после первого изменения положения оболочки относительно корпуса возможна проходка только искривленной скважины. Цель изобретения - повышение точности корректировки направления проходимой скважины. Поставленная цель достигается тем, что закрепленная на корпусе оболочка выполнена в виде двух секций, находящихся на некотором расстоянии одна от другой, а пневматические баллоны сгруппированы по два под каждой секцией, и баллоны в одной секции расположены перпендикулярно балло11ам другой, при этом устройство снабжено рамками из упруго-деформируемого материала, охватываюшими каждую пару пневматических баллонов и корпус. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - частичный вид устройства, продольный разрез его хвостовой части; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, положение пневматических баллонов при проходке прямолинейной скважины; на фиг. 4 - поперечный разрез, положение пневматических баллонов при проходке искривленной скважины. Устройство имеет заостренный цилиндрический корпус 1, несущий направ-ляющие лопасти 2, врезающиеся ,в грунт и удерживающие устройство от вращения при работе двигателя 3, например фланцевого, приводящего в действие улиарник (не показан), движущийся возвратно-поступательно в корпусе 1. В его хвостовой части щарнирно закреплена одним концом цилиндрическая оболочка 4, диаметр которой равен диамет; ру уширения 5 в головной части корпуса 1. Оболочка 4 выполнена в виде двух секций 6 и 7, находящихся на некотором расстоянии одна от другой, при этом между ними и корпусом 1 образован кольцевой зазор, в котором диаметрально противоположно установлено по паре пневматических баллонов 8 и 9 (фиг. 2-4). Под секцией 6 оболочки 4 пневматические баллоны 8 и 9 располагаются горизонтально, а под секцией 7 - вертикально. Каждая пара пневматических баллонов 8 и 9 помещена внутри рамки 10 (фиг. 3 и 4), которая выполняется из упруго-деформируемого материала, например из пружинной стали. Средней своей частью рамка 10 плотно охватывает корпус 1, а крайние ее части выполнены в виде дуг, контактируюших с секциями 6 и 7 оболочки4. При этом, радиус кривизны дуг рамки 10 меньше внутреннего диаметра секций 6 и 7 оболочки 4, благодаря чему рамка 10 может занимать по отношению к ней нецентральное положение, Баллоны 8 и 9 выполнены из эластичного материала и каждый из них связан шлангом (не показан) с источником сжатого газа (воздуха) или атмосферой. Корпус 1 устройства удерживается в центральном положении благодаря упругости рамок 10, а также заполнению баллонов 8 и 9 сжатым до номинального давления газом. Устройство работает следующим образом. В начале проходки скважины, пока требуется ее прямолинейность, корпус 1 устройства занимает центральное положение относительно оболочки 4 и скважины. Если необходимо изменить направление скважины, то следует перераспределить давление газа между баллонами 8 и 9. Допустим, нужно отклонить скважину вниз и, следовательно отжать задний конец устройства вверх. Для этого соединяют верхний баллон 9 под секцией 7 с атмосферой, а нижний 8 - с источником сжатого газа. Нижний баллон 8, расширяясь, отжимает корпус 1 из центрального положения вверх. При этом рамка 10 упруго деформируется, а верхний баллон 9 сжимается, занимая минимальный объем. Устройство перекащивается в скважине и начинает заглубляться. По достижении необходимого направления устройство выравнивают в скважине. Это достигается тем, что. верхний и нижний баллоны 9 и 8 соединяются с источником номинального давления сжатого газа.Благодаря этому, а также под воздействием сил упругости рамки 10, задний конец устройства возвращается в центральное положение и фиксируется рамкой 10. Далее пробивается прямолинейная скважина. Аналогичным образом протекает работа устройства и при отклонении его корпуса 1 в горизонтальной плоскости с помощью баллонов 8 и 9, рас-, положенных под секцией 6 оболочки 4. Формула изобретения Устройство для образования скважин в грунте путем его уплотнения, включающее, взаимодействующий с грунтом заостренный Цилиндрический корпус с расположенным в нем подвижным ударником, цилиндрическую оболочку, закрепленную шарнирно одним концом вокруг корпуса ближе к его хвостовой части, и пневматические баллоны, расположенные между оболочкой и корпусом и служащие для отклонения корпуса при избирательной подаче в них воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения точности корректировки направления проходимой скважины, закрепленная на корпусе оболочка выполнена в виде двух секций, находящихся на некотором, расстоянии одна от другой, а пневматические баллоны сгруппированы по два под каждой секцией и баллоны в одной секции расположены перпендикулярно баллонам другой, при этом устройство снабжено рамками из упруго-деформируемого материала, охватывающими каждую пару пневматических баллонов и корпус.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 236349, кл. Е 02 F 5/18, 1967 (прототип).

6

иг.1

д

(

/

w