Раскатчик для изготовления вертикальных и наклонных скважин

Предлагаемая полезная модель относится к строительной технике и может быть использована для проходки вертикальных и наклонных скважин без выемки грунта и изготовления набивных свай. Раскатчик состоит из полого вала (1) для подачи строительного раствора с хвостовиком (2) и соосно расположенным с ним составным наконечником (3), между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы, в виде цилиндра (4) и усеченных конусов (5), (6), (7), (8), продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала (1), усеченные конусы (6), (7), (8) выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника (3) к цилиндру (4). Наконечник (3) выполнен из закрепленных на валу (1) хвостовой (9) и головной (10) частей с переменным эксцентриситетом, увеличивающимся от вершины к основанию, при этом головная часть наконечника выполнена с возможностью выкручивания по резьбе из хвостовой части, а вал (1) выполнен полым на участке, ограниченном хвостовой частью наконечника. Такое выполнение наконечника повышает эффективность работы устройства. 2 ил.

Предлагаемая полезная модель относится к строительной технике и может быть использовано для проходки вертикальных и наклонных скважин без выемки грунта и изготовления набивных свай.

Известно раскатывающее устройство для изготовления буронабивных свай (см. патент РФ 2080442 C1 МПК E02F 5/20, E21B 7/28, опубл. 27.05.1997), включающее полый приводной вал с развернутыми вокруг его продольной оси эксцентриковыми шейками, установленные на эксцентриковых шейках приводного вала с возможностью вращения цилиндрические катки для реверса устройства и конические катки, образующие которых расположены к продольной оси приводного вала под углом, вершина которого ориентирована в направлении к головной части устройства, кроме того, оно имеет установленные на эксцентриковых шейках приводного вала с возможностью вращения дополнительные конические катки, образующие которых расположены к продольной оси приводного вала под углом, вершина которого ориентирована в направлении к хвостовой части устройства, а головная часть приводного вала, расположенная перед головным катком и выполненная в виде наконечника, имеет на наружной боковой поверхности кольцевую проточку для выпуска строительного раствора из внутренней полости приводного вала через каналы, площадь поперечного сечения которых увеличивается в направлении от продольной оси устройства.

Указанное устройство обладает следующими недостатками:

- сложность, трудоемкость и дороговизна в изготовлении из-за наличия цилиндрических и конических катков;

- высокая трудоемкость в эксплуатации из-за подверженности плотной закупорке раскатываемым грунтом кольцевой проточки для выпуска строительного раствора;

- подверженностью устройства попаданию между вращающимися катками частиц грунта, влаги, а также строительного раствора, что приводит к выходу из строя раскатывающего устройства.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство - раскатчик для изготовления набивных свай (см. патент 2465409, МПК E02F 5/16, E21B 7/28 опубл. 27.10.2012), включающий вал с хвостовиком и соосно расположенным с ним наконечником, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы в виде двух цилиндров и усеченных конусов, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника к цилиндрам и от хвостовика к цилиндрам, вал снабжен полостью для подачи строительного раствора и радиальными выходными каналами, выполненными с увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении от продольной оси вала, цилиндры и усеченные конусы выполнены совместно с валом, причем их продольные оси симметрии смещены параллельно продольной оси вращения вала, и последовательно повернуты относительно друг друга на 90°, вал выполнен полым на участке, ограниченном цилиндрами, в хвостовой части, а радиальные выходные каналы выполнены в цилиндрах со стороны максимального смещения стенки цилиндра к продольной оси вала.

Недостатками рассматриваемого устройства является:

- малое полезное сечение между торцом предыдущего конического элемента (относительно выходного отверстия для строительного раствора) и стенкой скважины для подачи строительного раствора;

- закупорка выходного отверстия для подачи строительного раствора при раскатке тугопластичных и мягкопластичных грунтов из-за его перпендикулярного расположения относительно стенки скважины.

В связи с чем, резко снижается производительность и повышается трудоемкость работ по производству набивных свай в раскатанных скважинах.

Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы устройства.

Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве, содержащем полый вал для подачи строительного раствора с хвостовиком и соосно расположенным с ним наконечником, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы в виде цилиндра и усеченных конусов, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника к цилиндру, наконечник выполнен составным из головной и хвостовой частей, закрепленный на валу с переменным эксцентриситетом, увеличивающимся от вершины к основанию, при этом головная часть наконечника выполнена с возможностью выкручивания по резьбе из хвостовой части, а вал выполнен полым на участке, ограниченном хвостовой частью наконечника.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен грунтоуплотняющий рабочий орган для устройства вертикальных и наклонных скважин, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Раскатчик для изготовления вертикальных и наклонных скважин состоит из полого вала 1 для подачи строительного раствора с хвостовиком 2 и соосно расположенным с ним составным наконечником 3, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы, в виде цилиндра 4 и усеченных конусов 5, 6, 7, 8, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала 1, усеченные конусы 6, 7, 8 выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника 3 к цилиндру 4. Наконечник 3 выполнен из закрепленных на валу 1 хвостовой 9 и головной 10 частей с переменным эксцентриситетом, увеличивающимся от вершины к основанию, причем эксцентриситет у вершины равен 0. Вал 1 выполнен полым на участке, ограниченном хвостовой частью 9 наконечника 3.

Устройство работает следующим образом.

Раскатчик устанавливают с помощью штанг на буровую машину и осуществляют с помощью его вращения проходку скважины без извлечения грунта на поверхность путем винтовой раскатки на необходимую глубину. Далее осуществляют подъем раскатчика из скважины с одновременной подачей строительного раствора через полость вала 1 в головную часть 10 наконечника 3. Под действием напора строительного раствора и трения боковой поверхности наконечника о грунт, его головная часть 10 выкручивается по резьбе из хвостовой части 9 и остается в забое скважины. Заполнение скважины осуществляют при дальнейшем вращении вала 1 и подъеме раскатчика.

В отличие от прототипа строительный раствор под давлением в нагнетаемой системе поступает в скважину через полый вал по мере извлечения раскатчика из скважины, за счет увеличенного полезного сечения для подачи строительного раствора уменьшается время заполнения скважины. Кроме того, за счет наличия обратного усеченного конуса 5 облегчатся извлечение раскатчика из скважины, и сохраняется целостность ее стенок, и не возникает необходимости прочистки выходного отверстия устройства при раскатке тугопластичных и мягкопластичных грунтов.

Использование наконечника с теряемой головной частью при извлечении устройства из скважины и подаче строительного раствора позволяет за меньший срок создавать набивные сваи в раскатанных скважинах. Перечисленные преимущества позволяют повысить эффективность изготовления набивных свай из-за снижения сроков изготовления, а также снизить трудоемкость из-за отсутствия необходимости прочистки выходного отверстия.

1. Раскатчик для изготовления вертикальных и наклонных скважин, включающий полый вал для подачи строительного раствора с хвостовиком и соосно расположенным с ним наконечником, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы в виде цилиндра и усеченных конусов, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника к цилиндру, отличающийся тем, что наконечник закреплен на валу с переменным эксцентриситетом, увеличивающимся от вершины к основанию, и выполнен составным из головной и хвостовой частей, при этом головная часть наконечника выполнена с возможностью выкручивания по резьбе из хвостовой части, а вал выполнен полым на участке, ограниченном хвостовой частью наконечника.

2. Раскатчик для изготовления вертикальных и наклонных скважин по п.1, отличающийся тем, что эксцентриситет у вершины головной части наконечника равен 0.

РИСУНКИ