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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к строительным машинам для перемещения грунта, в частности к машинам для горизонтального бурения грунта, расширения скважин и бестраншейной проходки каналов для монтажа подземных коммуникаций, а также для производства каналов в насыпях дорог.

Известно устройство для образования скважин в грунте, имеющее дополнительно вращающее устройство, которое выполнено из цилиндрических валков, установленных на раме с возможностью спирального обкатывания по стенке скважины, при этом вал рабочего органа закреплен на раме вращающего устройства 1j.

Недостатком этого устройства является низкая надежность его в результате наличия незащищенных трущихся пар, подвергаемых при работе прямому воздействию внешней среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для образования скважин в грунте, содержащее конический вал, эластичную оболочку, надетую на него, и двигатель 2. В ГРУНТЕ

К недостаткам устройства относится его высокая энергоемкость, так как для того, чтобы эластичная оболочка ввинчивалась в грунт с меньшим сопротивлением, необходим и небольшой шаг винтообразного конического вала, но при этом эластичная оболочка должна обладать высоким коэффициентом упругой деформации (чтобы образовывать снаружи достаточной глубины винтообразные впадины и выступы), но при этом вал будет испытывать значительное сопротивление как оболочки, так и грунта, тем более, что между винтообразным валом и эластичной оболочкой имеет место трение скольжения; выполнение же вала с более крупным шагом винтовой линии (для снижения ,5 внутреннего трения и обеспечения образования впадин и выступов с меньшими затратами энергии) ставит самоввинчивание устройства в грунт под сомнение, так как при большем шаге винта вала возрастает его поступательное движение, что вызывает

20 значительные затраты энергии.

Целью изобретения является снижение энергоемкости образования скважин.

Поставленная цель достигается тем, что конический вал выполнен из конических валков, установленных на водилах, а эластичная оболочка имеет ребра на внешней поверхности, выполненные по винтовой линии.

На фиг, 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, внешний вид; на фиг. 3- разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из эластичной оболочки 1, помешенного в нее двигателя 2, конических валков 3, установленных на водилах 4, одно из которых приводится во враш,ение валом 5 двигателя 2, а другое закреплено на оголовке 6, сопряженном с эластичной оболочкой 1, а последняя снабжена ребрами 7.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от выполняемой работы: бурить или расширять скважину, устройство помешают в затравочную или расширяемую скважину и включают двигатель 2, который передает вращение посредством вала 5 водилу 4, и последнее приводит во вращение конические валки 3, при этом валки 3, обкатываясь по внутренней поверхности эластичной оболочки 1, постоянно деформируют ее в плоскости, проходящей через оси валков 3, и вызывают вращение эластичной оболочки 1, обратное по направлению вращения валков 3, это происходит и возможно благодаря тому, что длина образующей окружности оболочки 1 меньше длины образующей окружности скважины в любом поперечном сечении, пересекающем линию их контакта, и за один оборот вала 5 точка, лежащая на внешней поверхности эластичной оболочки 1, должна пройти путь по стенке скважины, превышающей длину окружности, на эластичной оболочке 1, т.е. эластичная оболочка 1 при каждом обороте вала 5 поворачивается ему навстречу на некоторый угол, зависящий от величины деформации упругой оболочки 1 - чем больше деформация, тем больше угол поворота оболочки 1. Процесс обкатывания эластичной оболочки 1 установки по стенке скважины аналогичен процессу обкатывания гибкого колеса волновой передачи по центральному колесу, а конические валки 3, установленные на водилах 4, выполняют функцию генератора волн.

Благодаря расположенным по винтовой линии ребрам, установка ввинчивается в грунт. Выполнение эластичной оболочки бурильной установки конической формы с заостренным оголовком 6 снижает лобовое сопротивление бурению и дает возможность ей ввинчиваться в грунт. Вывод бурильной установки из готовой, например глухой, скважины осуществляется реверсированием вращения двигателя и, при аналогичном бурению обкатывании установка выходит из скважины.

Положительный эффект обеспечивается снижением энергоемкости проходки скважины, так как валки перекатываются внутри эластичной оболочки, деформируя ее вдоль оси вращения, что соответствует деформации

в плоскости с наименьшим моментом сопротивления, по этой же причине повышается надежность.и долговечность эластичной оболочки, поскольку при ее работе возникают наименьшие внутренние напряжения.

Формула изобретения

Устройство для образования скважин в грунте, содержащее конический вал, эластичную оболочку, надетую на него, и двигатель, отличающееся тем, что с целью снижения энергоемкости образования скважин, вал выполнен из конических валков, установленных на водилах, а эластичная оболочка имеет ребра на внешней поверхности, выполненные по винтовой линии.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 606957, кл. Е 02 F 5/18, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 713960, кл. Е 02 .F 5/18, 1978 (прототип).

С{скв

Фиг,.1

Фаг.