Устройство для предотвращения налипания грунта на шнек

Полезная модель относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использована при строительстве на лессовых просадочных грунтах.

Целью полезной модели является снижение налипания глинистых грунтов на шнек, снижение трудоемкости и энергозатрат при шнековом бурении.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для предотвращения налипания грунта на шнек включает шнековую колонну, при этом шнековая колонна используется в качестве катодного электрода, в качестве анода содержит металлический стержень и дополнительно контактные устройства, проводники, источник постоянного тока.

Полезная модель относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при строительстве на лессовых просадочных грунтах.

Известно например, устройство для механической очистки шнеков (см. патент 2247218 C1 E21B 12/06). Устройство содержит основание и закрепленный на нем посредством подшипников очистной барабан с отвальным ножом криволинейного профиля, одна сторона которого опирается прямолинейной кромкой на трубу шнека по огибающей, а вторая, выходящая за наружный диаметр очистного барабана, -криволинейной кромкой на рабочую поверхность спирали шнека, имеющим ширину менее шага спирали и установленным в винтовой паз на теле очистного барабана, прорезанный под углом, равным углу наклона спирали шнека, и связанным с очистным барабаном при помощи оси крепления и шарнирных защелок с возможностью размещения снаружи и внутри очистного барабана, ролики, опирающиеся на рабочую поверхность спирали шнека и размещенные с тыльной стороны отвального ножа. Очистной барабан снабжен вторым отвальным ножом, установленным последовательно за первым с противоположной стороны шнека, и имеющим ширину равную шагу спирали шнека.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ бурения (см. Юшков А.С, Серик Е.Л. Бурение геологоразведочных скважин. М., «Недра», 1976. с.151-157), сущностью которого это соблюдение определенного режима бурения. Осевая нагрузка, частота бурения и повторяющиеся через короткое время подъемы буровой колонны на поверхность для очистки механическим способом (ножами) от пробок грунта, которые мешают дальнейшему производству работ.

Задачей предлагаемой полезной модели является снижение налипания глистных грунтов на шнек, снижение трудоемкости и энергозатрат при шнековом бурении.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для предотвращения налипания грунта на шнек включает шнековую колонну, при этом шнековая колонна используется в качестве катодного электрода, в качестве анода содержит металлический стержень и дополнительно контактные устройства, проводники, источник постоянного тока.

Технический результат заключается в повышении производительности буровых установок, снижении трудовых и энергетических затрат, экономии времени, вокруг анода формируется область грунта с улучшенными физико-механическими свойствами.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.

Устройство состоит из двух разно заряженных электродов 1, 2 погруженных в грунт. Отрицательный заряд подается на шнековую колонну 1 (катод), положительный заряд - на металлический стержень 2 (анод), погруженный в грунт на проектную глубину бурения скважины. Расстояние между электродами может достигать до 1,5 м, поэтому один анодный электрод может быть использован при бурении нескольких скважин для буронабивных свай. При помощи съемных контактных устройств 3, по средствам проводников 4, электроды подключены к источнику постоянного тока 5.

При производстве буровых работ в глинистых водонасыщенных грунтах возникают проблемы, связанные с образованием пробок породы на шнековой колонне. Грунт налипает на шнека, что препятствует его подъему на поверхность и нормальной работе буровой установки.

Особенности бурения с применением устройства сводятся к тому, что до начала бурения на расстоянии до 1,5 м от проектных скважин в грунт при помощи установки статического вдавливания (например СВ-250) погружается металлический стержень 2 (например труба d38), используемый в качестве анода, на проектную глубину бурения скважины. На шнековую колонну 1 подается отрицательный потенциал, а на металлический стержень 2 положительный. Источник постоянного тока 5 по средствам проводников и съемных контактов подключается к электродам 1, 2 (шнековая колонна, металлический стержень).

Генераторами могут служить источники постоянного тока СМГ-2, сварочные агрегаты СУТ-2РУ и САК-2. Распределительный щит, подающий электроток к электродам, должен быть оснащен вольтметром и амперметром для постоянного наблюдения за ходом процесса бурения.

При воздействии постоянного электрического тока обменная емкость грунта уменьшается. При этом изменяется и состав обменных ионов глины. В катодной зоне глина насыщается преимущественно кальцием, в анодной зоне - алюминием, железом и водородом. Вытеснение одновалентных катионов катионами кальция, алюминия, железа и водорода приводит к уменьшению толщины водных оболочек частиц грунта, к значительному увеличению его водостойкости и снижению степени размокания. Все эти процессы способствуют коагуляции глинистых частиц и упрочнению грунта на анодном электроде - металлический стержень 2. На катоде - шнековая колонна 1 происходит обратная реакция: положительно заряженные молекулы рыхлосвязной и свободной воды концентрируются на металлической поверхности шнековой колонны 1, создавая жидкостную прослойку, препятствующую налипанию грунта на рабочий орган.

Для обеспечения электробезопасности при производстве работ методом электроосмоса установку помещают на деревянные шпалы-прокладки. Рабочее напряжение электрической установки следует принимать 40-60 В. Рабочие должны иметь СИЗ (прорезиненные перчатки, резиновые сапоги) и допуски для работы с электрическим током.

Устройство для предотвращения налипания грунта на шнек, включающее шнековую колонну, отличающееся тем, что шнековая колонна используется в качестве катодного электрода, в качестве анода содержит металлический стержень и дополнительно контактные устройства, проводники, источник постоянного тока.