Устройство для образования уширений в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B7/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЙ

.1

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для образования уширений в буровых скважинах, используемых для изготовления набивных свай.

Известно устройство для образования уширений в скважина;, включающее корпус 5 с окнами, размещенными в нем складными ножами и систему принудительного выдвижения ножей из корпуса 1.

Недостатками данного устройства являются низкие надежность в работе и произ- ,Q водительность, что объясняется разрыхлением грунта при образовании уширения и осыпанием грунта в скважину.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для образования расширений в скважине, включаю- 15 щее щтангу, соединенный с ней коленчатый вал, ыа шейках которого смонтированы расширительные лопасти 2.

Недостаток известного бурового инструмента заключается в том, что грунт при раз- jo буривании уширения попадает в скважину и его требуется удалять. Кроме того, при устройстве нескольких уширений по высоте скважины требуется извлечение инструменВ СКВАЖИНЕ

та из скважины для удаления грунта. Отмеченные недостатки снижают производительность.

Цель изобретеная - повышение производительности.

Цель достигается тем, что в устройстве для образования уширений в скважине, включающем штангу, соединенный с ней коленчатый вал, на шейках которого смонтированы расширительные лопасти, шейки коленчатого вала, заключенного в корпус с окнами, расположены с переменным выносом относительно продольной оси устройства а лопасти образуют винтовую поверхность, причем внешние поверхности лоп&стей выполнены с переменным радиусо.м, а меньшей радиус вышерасположенной лопасти равен большему радиусу нижерасположенной лопасти.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства в рабочем положении; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - устройство при сомкнутых лопастях; продольный разрез; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - вид скважины в процессе устройства уширения; на фиг. 7 - извлечение устройства из скважины. Устройство включает цилиндрический корпус 1, имеющий верхнюю 2 и нижнюю 3 ступицы, в которых соосно и щарнирно закреплен коленчатый вгал 4, заключенный в корпусе 1. На щейках 5 колнечатого вала 4 шарнирно закреплены лопасти 6, имеющие на своей поверхности ограничители 7. Шейки 5 коленчатого вала 4 расположены с переменным выносом относительно продольной оси устройства, а лопасти 6 образуют винтовую поверхность, причем внешние поверхности лопастей 6 выполнены с переменным радиусом, а меньший радиус выщерасположенной лопасти 6 равен большему радиусу нижерасположенной лопасти 6. Коленчатый вал 4 жестко сопряжен со штангой 8, имеющей в нижней части упор 9. На внешней стороне верхней ступицы 2 выполнены два диаметрально расположенные фиксаторы 10 и 11, которые посредством упора 9 ограничивают поворот штанги 8 с коленчатым валом 4 относительно цилиндрического корпуса 1 в пределах 180° и их смыкание внутри цилиндрического корпуса 1, причем фиксация лопастей 6 в раскрытом положении обеспечивается ограничителями 7, включающимися в работу при их контакте с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1. На наружной поверхности цилиндрического корпуса 1 имеется клиновидный щтырь 12, предназначенный для фиксации корпуса в скважине 13, а для возможности выдвижения лопастей 6 в цилиндрическом корпусе 1 выполнены окна 14 по количеству лопастей 6 Устройство работает следующим образом В пробуренную скважину 13 на штанге 8 устройство опускается со сложными лопастями 6 на глубину, где требуется устройство уширений 15. Затем с помощью вращательного привода (не показан) штанга 8 приводится во вращение, например в правую сторону, при этом цилиндрический корпус 1 за счет фиксации клиновым штырем 12 остается неподвижным, а коленчатый вал 4, соединенный со штангой 8, вращается, выдвигая лопасти 6. В момент полного выдвижения лопастей 6 упор 9 щтанги 8 стопорится фиксатором 10, после чего лопасти 6, приняв рабочее положение, начинают вращаться и врезаясь в грунт по винтовой поверхности, образуют винтовые уширения 15 по стенкам скважины 13. При вращении лопасти 6 движутся по винтовой траектории с постоянным шагом. Стабилизация шага обеспечивается расчетным наклоном лопастей 6 относительно горизонтальной плоскости. При образовании уширений 15 лопасти 6 движутся след в след, последовательно вдавливая грунт при образовании винтового уширения 15. Форма лопастей 6 обеспечивает плавный переход от одного промежуточного диаметра вдавливаемого углубления к следующему большему диаметру, образуемого последующей вышерасположенной лопастью 6, что улучшает условия внедрения лопастей 6 в грунт при образовании винтовых ущирений 15 с минимальным сопротивлением. При необходимости образования уширений 15 по всей длине скважины 13 штанга 8 приводится во вращение в левую (противоположную) сторону, при этом цилиндрический корпус 1, оставаясь неподвижным, позволяет коленчатому валу 4 поворачиваться вместе с лопастями 6, при этом лопасти б через окна 14 в цилиндрическом корпусе 1 складываются в транспортное положение, а упор 9 штанги 8 стопорится фиксатором И, ограничивая дальнейший поворот коленчатого вала 4 относительно цилиндрического корпуса 1. После складывания (смыкания) лопастей 6 привод вращения отключают и устройство извлекают из скважины 13. Устройство позволяет выполнять винтовые уширения как по всей длине скважины, так и выборочно на любом участке скважины. Одновременно с образованием винтовых уширений грунт в стенках скважины уплотняется, так как уширения образуются вдавливанием, что способствует увеличению несущей способности набивных свай и повыщает устойчивость стенок скважины. Описанное устройство позволяет выполнять уширения в скважинах, выполненных в связных грунтах. Повышение производительности обеспечивается за счет непрерывности процесса образования ущирений и за счет исключения выемки грунта из скважин на поверхПрименение устройства для образования уширений в скважинах позволяет увеличить производительность. Изобретение может быть использовано при устройстве постоянных анкерных креплений, а также может применяться в качестве инвентарного анкера. Формула изобретения Устройство для образования уширений в скважине, включающее штангу, соединенный с ней коленчатый вал, на шейках которого смонтированы расширительные лопасти отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, шейки коленчатого вала, заключенного в корпус с окнами, расположены с переменным выносом относительно продольной оси устройства, а лопасти образуют винтовую поверхность, причем внешние поверхности лопастей выполнены с переменным радиусом, а меньший радиуе вышерасположенной лопасти равен большему радиусу нижерасположенной лопасти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1759860, 84 С 17/188, 1974.

2 Авторское свидетельство СССР по заявке № 2771848/22-03, Е 21 С 17/00,1973.

10

П

12

/I -Л

Фиг.д

Фаг.

Б-Б

фиг.6

Фиг. 7