Устройство для образования скважин в грунте

 

Изобретение относится к буровым устройствам вибрационного действия и м.б. использовано для бурения скважин методом уплотнения грунта. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Устройство включает корпус, состоящий из частей 1 и 2, магнитопровод 6, наконечник 4 и якорь 5. Части 1 и 2 установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения одна относительно другой, при этом якорь 5 жестко соединен с одной частью корпуса, а магнитопровод 6 - с другой его частью. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ g ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4797502/03 (22) 02.02.90 (46) 07.11.92. Бюл. ¹ 41 (75) А.А. Андрианов (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 685801, кл, Е 21 0 1/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 1717783, кл, Е 21 В 7/24, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

СКВАЖИН В ГРУНТЕ (57) Изобретение относится к буровым устройствам вибрационного действия и м.б. ис„„5U„„1773996 Al пользовано для бурения скважин методом уплотнения грунта, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Устройство включает корпус, состоящий из частей 1 и 2, магнитопровод 6, наконечник 4 и якорь 5. Части 1 и 2 установлены с воэможностью возвратно-поступательного перемещения одна относительно другой, при этом якорь 5 жестко соединен с одной частью корпуса, а магнитопровод 6 — с другой его частью. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1773996

Изобретение относится к буровым устройствам вибрационного действия и может быть использовано для бурения скважин методом уплотнения грунта.

Известно устройство, содержащее корпус, неподвижно закрепленный в корпусе конусообразный рабочий орган, электропривод в форме электромагнитных катушек прямого и обратного хода, расположенных в периферийной кольцевой части корпуса, и ударник, перемещающийся между рабочим органом и торцевой частью корпуса под действием сил. создаваемых катушками (1).

Недостатком данного технического решения является его низкая эффективность, так как существенная часть энергии затрачивается на холостой ход ударника, и, что самое главное, скорость проходки этого устройства относительно невелика, потому что невозможно обеспечить высокую частоту колебаний массивного ударника, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятому эа прототип, является устройство для образования скважин в грунте уплотнением, содержащее корпус с направляющей втулкой, подвижный наконечник и привод в форме вибродвигателя с двумя якорями, причем один якорь жестко связан с корпусом, а другой якорь жестко связан с наконечником, и масса корпуса равна массе наконечника (2), Данное устройство наряду с такими преимуществами, как низкое потребление энергии и более высокая скорость проходки по сравнению с вышеописанным устройством, обладает и существенными недостатками. Прежде всего привод для данного устройства сложен, а подвижная установка двигателя в корпусе с закреплением его только якорями представляет собой недостаточно жесткую на изгиб систему, которая может выходить из строя при перекосе элементов. Имеющиеся зазоры в подвижной системе привода, в узле подвижной установки наконечника, а также из-за неточностей сборки, ведут к перекосам и созданию сил, действующих на соединительные элементы в направлении, перпендикулярном оси проходки. Эти силы растут с увеличением развиваемой приводом мощности, что может служить существенным ограничением для скорости проходки скважины. Кроме этого, установка подвижного наконечника во втулке корпуса требует сложного уплотнения, побы грунт не попадал в зазор между втулкой и наконечником и не приводил к поломкам и остановке устройства, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для образования скважин в грунте, включающем корпус с наконечником и размещенный в корпусе вибродвигатель с якорем и магнитопроводом, в соответствии с настоящим изобретением, корпус выполнен из двух частей, ус° тановленных с возмо>кностью возв ратно-поступательного перемещения и подпру>киненных относительно друг друга, при этом якорь вибродвигателя жестко сое10 динен с одной из частей корпуса, а магнитопровод жестко закреплен в другой его части.

Передняя часть корпуса соединена с частью вибродвигателя с воэможностью их фиксируемого перемещения относительно продольной оси корпуса, На чертеже схематично показано устройство для образования скважин в грунте, разрез, Устройство для образования скважин в грунте содержит преимущественно цилиндрический корпус, который состоит из двух частей 1 и 2. Части корпуса соединены одна

20 с другой с использованием пружин 3 с воз25 можностью осевого перемещения однои относительно другой. В передней части 1 корпуса неподвижно и плотно закреплен наконечник 4 конической формы из матери30 ала повышенной твердости. В эту часть корпуса входит участок уменьшенного диаметра второй "части 2 корпуса, где жестко закреплен якорь 5 вибропривода, Магнитопровод 6 вибропривода жестко соединен с частью 1 корпуса, несущей наконечник 4

Соединение части 1 с магнитопроводом

6 выполнено любым известным образом, например реэьбовым, при этом часть 1 корпуса . имеет воэможность вращения, а магнитопровод 6 зафиксирован от вращения, Такое соединение обеспечивает регулировку взаимного расстояния между

40 частями корпуса и нужную предварительную нагрузку на пружины 3. Между новка уплотнения {на чертеже не показано), препятствующего проникновению жидкости и грунта в полость корпуса. Вибропривод имеет обычную известную конструкцию

50 с одним якорем

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают вертикально наконечником 4 на грунт, например подвешивая его на тросе, и включают привод.

Части 1 и 2 корпуса под действием привода начинают перемещаться относительно одна другой в осевом направлении. Величину перемещения и частоту собственных колебаГ

45 поверхностями частей корпуса, взаимодействующими между собой, возможна уста1773996

Составитель Л.Черепен кина

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Гунько

Редактор

Заказ 3911 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 ний всей системы подстраивают предварительно, поворачивая часть 1 корпуса относительно магнитопровода 6 и изменяя тем самым степень предварительного напряжения пружин 3 и жесткость упругой системы.

Совершающая колебательные движения, часть 1 корпуса под дсйствием силы тяжести внедряется наконечником 4 в грунт, уплотняя его, и устройство постепенно погружается, образуя скважину. 3а счет регулировки предварительной нагрузки пружин 3 подбирают частоту собственных колебаний. системы из двух частей корпуса и пружин. близкую к частоте работы привода. Приблизительно одинаковая площадь контактирующей с грунтом поверхности частей корпуса существенно снижает возможность "зависания" устройства в скважине из-за сил трения о стенки скважины и сжатия устройства грунтом.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более жесткую конструкцию, в частности с точки зрения закрепления привода в корпусе и связи привода с подвижными частями устройства.

Это делает устройство более надежным в работе и допускает большую амплитуду колебаний при большой нагрузке, что, в свою очередь, увеличивает производительность и ускоряет проходку скважины. Надежность работы устройства также повышается и за счет того, что место соединения подвижных частей корпуса обращено зазором в противоположную проходке сторону и не находится в рабочей зоне, где происходит уплотнение грунта, Это снижает возмож5 ность попадания грунта а полость корпуса и заклинивание рабочих элементов. Отпадает необходимость предьявлять особые требования к уплотнению между подвижными частями корпуса; По сравнению с прототипом

10 устройство имеет более простой и надежный привод.

Формула изобретения

1. Устройство для образования скважин в грунте, включающее корпус с наконечни15 ком и размещенный в корпусе вибродвигатель с якорем и магнитопроводом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, корпус выполнен из двух частей, установленных с воз20 мо>кностью возвратно-поступательного перемещения и подпружиненных относительно другдруга, при этом якорь вибродвигателя жестко соединен с одной из частей корпуса, а магнитопровод жестко закреплен

25 в другой его части.

2,Устройство по п.1, отл и ча ющеес я тем, что передняя часть корпуса соединена с частью вибродвигателя с воз30 можностью их взаимного фиксируемого перемещения относительно продольной оси корпуса.