Устройство для расширения скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B7/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для расширения скважин по диаметру под набивные сваи. Известно устройство для расширен скважин по диаметру для набивных свай, состоящее из корпуса, выполне ного в виде полого цилиндра, внутри которого закреплен в виде гидродомкрата, к гидродомкрату при помощи шарниров присоединена расширяюще-уплотняющая система, выполнен ная из шарнирно соединенных плит и штанги с опорной плитой. Под действием усилия, развиваемого гидродомкратом, верхние и нижние плиты расходятся в стороны и вдавливаются в грунт D3. Недостатком устройства является то, что в качестве нагружающего механизма применена сложная по конст рукции и в эксплуатации гидравличес кая система, требующая специального квалифицированного обслуживания. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для расширения скважин, включающее ударник с осевым каналом и опорную плиту, к которым шарнирно присоединены верхние и нижние плиты уширителя, и опорную штангу с упором, на которой свободно установлен молот 2. Недостатком известного устройства является невысокая производительность. Это связано с необходимостью прекращения процесса расширения для поворота расширителя при образовании уширенной полости по всей площади основания скважины, а также с невы сокой эффективностью использования кинетической энергии падающего молота на расширение скважины. Цель изобретения - снижение энергоемкости. Указанная цель достигается тем, что устройство, включающее ударник С осевым каналом и опорную штангу, к которым шарнирно присоединены верхние и нижние плиты уширителя, опорную штангу с упором, на которой свободно установлен молот, снабжено штангой с пальцем на конце, жестко прикрепленной к опорной плите и размещенной в осевом канале ударника, выполненного с пазами, в которых размещен палец с возможностью перемещения, при этом опорная штанга жестко соединена с ударником. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство для расширения скважин содержит молот 1, ударник 2, внутри которых выполнены осевые каналы 3 и Л соответственно, уширитель, состоящий из верхних 5. и нижних 6 плит,соединенных между собой шарнирами 7 причем нижние плиты 6 присоединены к опорной плите 8 при помощи шарниров 9, верхние плиты 5 - при помощи шарниров 10 к ударнику 2. К ударнику 2 присоединена также опорная штанга 11, снабженная упором 12, расположенным на верхнем ее торце. Причем опорная штанга 11 свободно расположена внутри осевого канала 3 молота 1 и дополнительно снабжена шпонкой 13, свободно расположенной в паЗу 14, выполненном в осевом канале 3. ШпЪнка 13 необходима для того, чтобы исключить проворачивание молота 1 отсносительно ударника 2, а длина опорной штанги 11 выбирается такой, чтобы зазор d , образующий-, ся между молотом 1 и ударником 2, был достаточнен для раскрытия верхних 5 и нижних 6 плит до момента удара молота 1 по ударнику 2. К опорной плите 8 присоединена нижняя штанга . 15, дополнительно снабженная пальцами 16. Причем нижняя штанга расположена внутри осевого канала k ударника 2, а палец 16 свободно расположен к пазу 17,выполненном в ударнике 2. Длина паза 17 выбирается такой, чтобы в исходном положении шарниры 7, 9 и ТО уширителя не находились на одной линии, в противном случае возможно заклинивание уширителя при ударе опорной .плиты 8 о грунт Молот 1 снабжен канатным замком 18, по констру ции аналогичным замкам станков ударно-канатного бурения, при соединенным к канату 19. Для предотвращения осыпания грунта в процессе работы устройство может быть помещено Э 64 в направляющую трубу 20, снабженную опорным кольцом 21. Устройство работает следующим образом. В пробуренную скважину опускается труба 20, при этом опорное кольцо 21 опирается на грунт и не позволяет опускаться трубе 20 ниже определенной отметки и мешать раскрытию уширителя, Затем в трубу 20 опускается уширитель, при помощи каналов 19 уширитель поднимается, при этом Молот 1 скользит по опорной штанге 11 и при достижении заданного зазора л между молотом 1 и ударникам 2, молот,1 упирается в упор 12 и дальнейший подъем молота 1 осуществляется совместно с ударником 2. Плиты 5 и 6 уширителя разворачиваютс; в шарах 7, 9 и 10 и когда палец 16 коснется верхних стенок паза 17, верхние 5 и нижние 6 плиты занимают исходное положение. В дальнейшем молот 1 поднимается совместно с уширителем. В процессе подъема уширителя, за счет свойств каната раскручиваться под нагрузкой, а также за счет специальной конструкции канатного замка 18, устройство поворачивается вокруг своей оси. Поднявшись на необходимую высоту, устройство сбрасывается вниз. При ударе опорной плиты 8 об основание скважины оно останавливается, а ударник 2 продолжает двигаться вниз, оказывая давление на верхние 5 и нижние 6 плиты, и плиты расходятся в стороны. Кинетическая энергия ударника 2 расходуется на преодоление сил сопротивления: сил инерции раскрывающихся плит 5 и 6 и сил трения в шарнирах 7, 9 и 10, а также на уплотнение грунта под опорной плитой 8. Поскольку часть кинетической энергии затрачивается на преодоление сил сопротивления, то скорость вертикального перемещения ударника 2 уменьшается. При этом молот 1 преодолевает зазор, настигает ударйик 2 и в дальнейшем движение ударника 2 прЪдолжается соЕзместно с молотом 1, а раскрывающиеся верхние 5 и нижние 6 пли , ты расширяют скважину и уплотняют грунт в ее основании. В крайнем нижнем положении молота 1 канат ослабляется и за счет свойств каната скручивается при снятии нагрузки, а также за счет специальной конструкции замка 18, канат 19 свободно прокручивается в канатном замке