Устройство для образования скважин в грунте

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСГЪУБЛИН

А "1 (19) (1!) (51) 4 Е 02 F 5/18 фl<

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3810908/29-03 (22) 10.11.84 (46) 30.05.86. Бюл. ¹ 20 (72) И.И. Кондраков, Ю.П. Саламатов, Э.Г. Чайковский и В.П. Саломатов (53) 621.643.2:624.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 829816, кл. Е 02 F 5/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 713960, кл. E 02 F 5/18„ 1980. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, содержащее ко. нусообразный рабочий орган, охваченный оболочкой с торцовой гибкой крьппкой, и источник энергии, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения эксплуатационной надежности устройства, к внутренней поверхности оболочки прикреплены гибкие секции с 11-образным сечением, которые закручены в единую спираль и выполнены из материала с эффектом памяти формы, при этом устройство имеет камеру с расположенными внутри нее источником энергии и блоком управления, соединенную с торцовой гибкой крышкой и посредством гибких связейс корпусом-оболочкой, а внутри каждой из секций смонтирован нагревательный ,элемент, который связан с источником энергии через блок управления.

2. Устройство по п. i о т л и а ю щ е е с я тем, что секции рабочего органа облицованы изнутри гибким капиллярно-пористым материалом, пропитанным легкоиспаряющейся жидкостью, а нагревательные элементы раз<О мещены на близлежащей к оси устройства стороне каждой из секций.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оболочка выполнена в виде продольных спиралеобразных гофр.

Ф 12345

Изобретение относится к устройствам для раскатки скважин в грунте и может быть использовано при строительстве подземных коммуникаций закрытым способом без выемки грунта.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства для образования скважин в грунте; на фиг. 2 — сечение А-А на 1О фиг. 1; на фиг. 3 †.сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 1(для случая с гофрированным корпусом-оболочкой).

Устройство состоит из корпуса-о5о- 15 лочки 1 с изолированными секциями из 0-образных скорлуп 2 с элементами

3 для нагрева, капиллярно-пористого материала 4, покрывающего стенки образных скорлуп и пропитанного легкоиспаряющейся жидкостью, полого цилиндра 5, торцовой гибкой крышки 6, источника 7 энергии, блока 8 управления и подвижных связей 9.

Дополнительное введение полого кор->5 пуса в виде цилиндра необходимо для размещения в нем источника энергии и блока управления. Связь с торцовой гибкой крышкой и с корпусом посредством подвижных связей обеспечивает устойчивое положение полого цилиндра при изменении геометрии торца корпуса-оболочки от окружности до овала.

Выполнение корпуса-оболочки из материала с эффектом обратимой памяти формы и деление внутреннего простран- З5 ства, примыкающего к корпусу-оболочке, U-образными гибкими секциями на изолированные одна от другой герметичные и прикрепленные к корпусу по спирали секции, каждая из которых

4О снабжена нагревательным элементом, необходимо для обеспечения последовательного нагрева полос поверхности корпуса-оболочки, изолированных Uобразными секциями, до температуры проявления эффекта памяти формы.

Нагреваясь, корпус-оболочка в месте нагрева увеличивает свой диаметр, образуя в сечении овал, оси которого прн приближении к носовой части в каждом поперечном сечении смещаются на угол закручивания спиралей, размещенных на поверхности секций, образуя в каждый момент времени подобие винтового вала, вращающегося вокруг продольной оси и обеспечивающего самоэавинчивание устройства в грунт.

Причем для образования овала необходимо последовательно нагревать диаметрально противоположные секции. 11ри этом секции, примыкающие с двух сторон к нагреваемым Секциям, также должны нагреваться, но до температур, обеспечивающих неполное восстановление формы, придавая таким образом плавную овальность корпусу в каждом конкретном сечении. Это достигается, например, градацией температурного интервала нагрева соседних секций чео реэ 10-15 С. Процессом нагрева и выключения элементов для нагрева управляет блок управления, электрически связанный с последними. Интенсивное охлаждение секций, в которых выключен элемент для нагрева, обеспечивается их контактом со стенками скважины.

Это обеспечивает быстрое изменение формы корпуса оболочки и, следовательно, скорость обкатки скважины.

В качестве материала корпуса-оболочки может быть использован никелид титана (54-567. никеля, остальное титан), обладающий эффектом памяти формы. Напряжения, необходимые для генерации усилий обкатки скважины корпусомоболочкой, генерируются самим материалом корпуса.

Выполнение lj-образных секций гибкими и обпицовка стенок гибким капиллярна-пористым материалом, позволяет нм легко приспосабливаться к изменениям размеров корпуса-оболочки в мо-. мент нагрева и обеспечивает равномерный его нагрев за счет быстрого испарения легкоиспаряющейся жидкости и перепачи тепла полосе корпуса, изолированной 11-обратной секцией. При этом каждая секция выполняет роль радиальной тепловой трубы.

В качестве нагревателей, расположенных на внутренней поверхности корпуса-оболочки, могут быть использовав ны гибкие пленочные электронагреватели.

Для получения требуемой при нагреве формы, при изготовлении корпусуоболочке придают под нагрузкой, равной сопротивлению грунта при его раскатке в скважине, форму конуса, имеющего диаметр основания равный длине большей оси овала того же осноО вання. Затем при + 40 С н ниже (для указанного состава сплава никеля титана) его пластически деформируют до конуса с диаметром основания, показанным пунктиром на фиг. 2.

1234532

A-A G-G А-A ч ьь: е

Ф

° .. o ) Lç ° .е ф . <,, ° g, ) .ь,, 2

Э.

3 " . 2

° 0

З

I Ф, °, o °,ь

Э ,:о .Ю "

1,е ° ° ä (o. э

Ф,,е

c ° .

° 1

О" ь л.ь .0

P ° о

Э °

° 4

° 1, о д

Составитель О. Робатень

Техред О.Сопко Корректор Е. Сирохман

Редактор И. Касарда

Подписное

Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2961/36

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для образования скважин в грунте работает следующим образом.

Устройство заводят в предварительно образованно2 конусообразное углубление в грунте. Затем через блок

8 управления включаются несколько, например 3 — 5, диаметрально расположенных элементов 3 для нагрева. Причем средний элемент нагревается до 10 температуры мартенситного перехода, а соседние с ним — до температуры на .10 — 15 С ниже.

После нагрева полос корпуса-оболочки, ограниченных секциями 2, до 15 температуры мартенситного превращения и принятия корпусом овалообразной формы включаются следующие нагреватели и столько же с противоположной направлению движения волны нагрева 20 стороны выключается. Так как в нагретом состоянии корпус-оболочка имеет форму конуса с основанием, диаметр которого равен длине большей оси овала, а нагрев осуществляется только25 в диаметрально противоположных частях корпуса, последний в каждый момент времени принимает форму овальноr0 вала, закрученного по спирали.

При смещении зоны нагрева осуществляется обкатка скважины по спирали, в результате чего устройство самоввинчивается в образуемую скважину, продвигаясь по ней вперед.

В качестве блока управления может служить любое известное управляющее устройство, обеспечивающее последовательное переключение элементов для нагрева.

Устройство для образования скважин в грунте, выполненное с гофрированными корпусом-оболочкой 9 (фиг. 4) и нагревателями 3 в вице пленок, размещенных на поверхности корпуса-оболочки, выполненных в виде радиальных труб, работает аналогично.

Для обеспечения реверса устройству достаточно производить нагрев (включение элементов для нагрева секций) корпуса в обратном порядке.