Устройство для образования скважин в грунте

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07.04. 81 (21) 3269349/29-03 (51) М. Кд.з

E 02 F 5/18 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет($3) УДК 621.643.

° 2:624.13 (088.8) Опубликовано 3011,82. Бюллетень ¹44

Дата опубликования описания 30. 11. 82 (72) Автор изобретения

Н.E.Ðîìàêèí

Саратовский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН

В ГРУНТЕ

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для бестраншейной прокладки скважин в грунте.

Известно устройство для проходки скважин в грунте, включающее лидер и расширитель с противоположно навитыми шнековыми спиралями и привод, выходной вал которого связан с лидером а корпус — с расширителем 11 ).

Недостаток известного устройства состоит в изменении величины момента на винтовых лопастях лидера и расширителя при работе в грунтах с переменными физико-механическими свойствами, что приводит к срыву грунта и проворачиванию лидера или расширителя. Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования скважин в грунте, включающее конусный рабочий винт и редуктор, установленный между шнековым винтом и вибратором и соединенный ведомым валом с шнековым винтом j 2), Недостаток данного устройства заключается в том, что устройство хорошо работает в песчаных грунтах, которые под действием вибрации легко уплотняются, образуя скважину больше диаметра рабочего наконечника. Глинистые грунты, особенно влагонасыщенные, подобно пористой резине, охватывают рабочий наконечник и упруго деформируются при его колебаниях, в результате чего отсутствует зазор между рабочим наконечником и скважиной и, как следствие, обкатка скважины, а следовательно и ее образование.

Цель изобретения — повышение надежности скважинообразования в грунтах с переменными физико-механическими свойствами °

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для образования скважин в гиунте, включающем конусный рабочий наконечник с вибратором круговых колебаний, шнековый винт и редуктор, установленный между шнековым винтом и вибратором и соединенный ведомым валом с шнековым винтом, рабочий наконечник шарнирно связан с корпусом редуктора, ведущий вал которого через компенсирующую муфту соединен с корпусом вибратора, диаметр которого меньше внутреннего диаметра рабочего наконечника, при этом на последнем установлена шне977615 ковая спираль с навивкой, противоположной навивке шнекового винта.

На чертеже изображено устройство для образования скважин, общий вид.

Устройство для образования скважин в грунте включает шнековый винт 5

1, рабочий наконечник, состоящий из корпуса 2 с приваренными к нему шнековой спиралью 3, навивка которой противоположна навивке лопасти лидера. В корпусе 2 рабочего наконечни- 1.0 ка на шероховатой опоре 4 со шпонкой 5 установлен соосный редуктор б, выХодной вал которого через глухую муфту 7 соединен с шнековым винтом, а ведомый — через компенсирующую f5 муфту 8 соединен с корпусом вибратора круговых колебаний 9, представляющего собой электродвигатель, на валу которого установлены дебалансы.

Для осуществления проходки сква- 20 жины включается электродвигатель. Дебалансы, вращаясь с валом электродвигателя., создают возмущающую силу,которая прижимает корпус вибратора 9 к внутренним стенкам корпуса рабочего наконечника 2 и заставляет его вращаться в направлении, обратном вращению дебалансов с угловой скоростью равной

0> 2-6 30 д ) где D d — соответственно внутренний диаметр расширителя и наружный диаметр корпуса вибратора; 35

И вЂ” частота вращения дебалансов.

Максимальный момент, развиваемый корпусом вибратора на ведущем валу

Редуктора, равен

l9.= З где Р— центробежная сила развиваеЦ

1 мая вибратором;

- коэффициент сойротивления

Ь качению корпуса вибратора по стенкам расширителя.

Под действием этого момента выходной вал редуктора б вращает шнековый винт 1, который ввинчиваясь .в грунт, перемещается в сторону проходки, образуя лидерную скважину или сообщает осевое усилие рабочему наконечнику

2 Реактивный момент вращает корпус редуктора б, а с ним и корпус рабочего наконечника 2 в противоположном направлении. Но, так как витки на рабочем наконечнике 2 имеют навивку обратную навивке виткам шнекового винта 1, то рабочий наконечник 2 так-60 же перемещается в том же направлении, чт< и шнековый винт 1, расширяй сква.жину, до нужного размера. С увеличением сопротивления грунта проходке скважины момент.на приводе развивае- 65 мый вибратором 9 остается постоянным, а уменьшается или остановится равной нулю скорость вращения корпуса вибратора, а следовательно и скорость проходки скважины. В этом случае вся энергия привода расходуется на вибрацию рабочего наконечника 2, который воздействует на грунт, уменьшает усилие на образование скважины, обеспечивая тем самым возможность дальнейшего образования скважины.

Постоянная величина момента на винтовых лопастях шнекового винта 1 и расширителя и переменная скорость образования скважины предотвращает срыв грунта, позволяет устройству приспосабливаться к различным по своим физико-механическим свойствам грунтам.

Предлагаемое устройство работоспособно в грунтах с переменными физико- механическими свойствами,Достигается это,сочетанием постоянной, не зависящей от грунтовых условий величиной тягового усилия (момента), развиваемой винтовыми лопастями устройства и переменной скоростью проходки скважины с эффективным использованием колебаний (вибрации) рабочего наконечника.

При работе в глинистых грунтах наружная обкатка практически отсутствует и устройство перемещается за счет тягового усилия, развиваемого винтовыми лопастями лидера и расширителя, а вибрация рабочего наконечника используется в основном для уменьшения трения о грунт и "раскачивания" его в случае заклинивания.

Срыв грунта лопастями предотвращается постоянством момента, развиваемого приводом даже в случае полной остановки (заклинивания) устройства.

Наличие редуктора и винтовых лопастей с противоположной навивкой на тяговом винте и рабочем наконечнике позволяют устройству развивать значительные тяговые усилия, необходимые для проходки скважины в глинистых грунтах.

В песчаных грунтах эффект вибрации рабочего наконечника значительно возрастает. Усилие на образование скважины уменьшается, появляется вторая пара обкатки рабочего наконечника по внутненней поверхности скважины. В результате увеличивается скорость проходки.

Предлагаемая конструкция работает по принципу "тяни-толкай" и застрахована от "застревания" в грунте.

Если даже и произойдет срыв грунта винтовыми лопастями, то при наличии внешней обкатки рабочий наконечник переместится в направлении проходки и "подтолкнет" шнековый винт, который войдет в соприкосновение с "не977615

Формула изобретения ф Р J g

Составитель О. Серегина

Техред Т.Фанта Корректор И. Ватрушкина

Редактор Е. Кинив

Заказ 9140/38 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал. ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тронутым" (не срезанным грунтом) и проходка скважины возобновится по вышеописанной схеме.

Устройство для образования скважин в грунте, включающее конусный рабочий наконечник с вибратором круговых колебаний, шнековый винт и редуктор, .установленный между шнековым 10 винтом и вибратором и соединенный ведомым валом с шнековым винтом, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности скважинообразования в грунтах с переменными 15 физико-механическими свойствами, рабочий наконечник шарнирно связан с корпусом редуктора, ведущий вал которого через компенсирующую муфту соединен с корпусом вибратора, диаметр которого меньше внутреннего диаметра рабочего наконечника, при этом на последнем установлена шнековая спираль с навивкой противоположной навивке шнекового винта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР@ 2807480, кл. Е 21 В 4/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 2897603, кл. Е 02 F 5/18, 1980 (прототип).