Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины



Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины
Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины

 


Владельцы патента RU 2470119:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов на набивных сваях, а также для бестраншейной прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач. Устройство содержит расширитель в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, винтовой лидер, винтовая лопасть которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя, источник газодинамического импульса, соединенный с трубчатым валом. Винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, а трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса полой штангой, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи сжатого воздуха для привода механизма разрушения препятствий. Устройство позволит свести к минимальным потерям скважин в грунтах с включением камней и валунов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов на набивных сваях, а также для бестраншейной прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач.

Известны устройства для образования скважин в грунте способом раскатки. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая, содержащая расширитель в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, с винтовым лидером, винтовая лопасть которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя, и источник газодинамического импульса, соединенный с трубчатым валом [1].

Недостатком известного устройства является то, что при встрече с препятствием в виде камня или валуна в грунте винтовой лидер упирается в него, в результате чего момент на ввинчивание сваи возрастает, что в конечном счете приводит к потере скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства.

Для достижения поставленной цели винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, а трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса полой штангой, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи сжатого воздуха приводу механизма разрушения препятствия, при этом механизм разрушения препятствия выполнен в виде пневматического ударника, корпусом которого является вал винтового лидера, на конце которого на пружине установлен рабочий инструмент, а внутри - подвижный поршень-боек и воздухораспределительное устройство для подачи воздуха под поршень-боек и отвода его в атмосферу.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины, на фиг.2 - разрез винтового лидера, оснащенного пневматическим ударником для разрушения препятствий.

Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины содержит расширитель в виде ступицы 1 с винтовой лопастью 2 и конусным наконечником 3, жестко соединенным трубчатым валом 4 с выхлопными отверстиями 5, ориентированными перпендикулярно его оси, с валом 6 винтового лидера, винтовая лопасть 7 которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя (фиг.1). Винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, выполненным в виде пневматического ударника, корпусом которого является вал винтового лидера, внутри которого на пружине 8 установлен рабочий инструмент 9, подвижный поршень-боек 10, воздухораспределительное устройство 11 для подвода воздуха под поршень-боек и отвода его в атмосферу. Трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса 12 полой штангой 13, внутри которой смонтирован трубопровод 14 для подачи сжатого воздуха для привода пневматического ударника (фиг.2).

Для образования скважины вал 6 винтового лидера устанавливают в нужную точку и вращают штангу 13. Винтовой лидер, вращаясь вместе с штангой, ввинчивается в грунт, образуя лидерную скважину, и увлекает за собой трубчатый вал 4, а вместе с ним конусный наконечник 3 расширителя и ступицу 1 в грунт. При ввинчивании винтовой лопасти 2 ступицы расширителя в грунт происходит изоляция лидерной скважины от поверхности грунта, а момент на ввинчивание устройства возрастает. В этот момент срабатывает источник газодинамического импульса 12. Ударная волна микровзрыва через отверстия 5 отжимает грунт от трубчатого вала 4, который является эпицентром взрыва, расширяя лидерную скважину до нужного размера. В осевом направлении газодинамическое воздействие на грунт не распространяется, так как торцы расширяемой скважины изолированы с одной стороны винтовой лопастью 7 анкера, а с другой конусным наконечником 3 и винтовой лопастью 2 ступицы, в результате чего осевое давление газа при расширении скважины воспринимается этими элементами, дополнительно нагружая на растяжение трубчатый вал 4.

В результате расширения скважины газодинамическим воздействием уменьшается осевое усилие, необходимое на образование скважины, а следовательно, уменьшается момент, необходимый на завинчивание устройства. В случае возникновения препятствия перед винтовым лидером в виде большого камня или валуна, который препятствует осевому перемещению устройства, момент вращения достигает максимального значения и тогда начинает работать механизм разрушения препятствия. Для этого по трубопроводу 14, смонтированному внутри полой штанги 13, от источника подается сжатый воздух, который с помощью распределительного устройства 11 приводит в возвратно-поступательное движение поршень-боек 10. Поршень-боек, ударяя по наковальне рабочего инструмента 9, разрушает препятствие перед винтовым лидером, пружина 8 обеспечивает возврат рабочего инструмента после удара поршня-бойка в исходное положение, что позволяет энергию удара полностью сконцентрировать на разрушение препятствия. Механизм разрушения препятствия по своему действию аналогичен пневматическому отбойному молотку.

После разрушения препятствия момент на ввинчивание устройства уменьшается и процесс проходки скважины продолжается. После проходки скважины на проектную длину реверсируют вращение штанги 13, в результате чего винтовые лопасти лидера и расширителя 2, которые по диаметру больше диаметра скважины, вывинчиваются из нее, оставляя на ее поверхности винтовой след, который увеличит несущую способность набивной сваи, устанавливаемой в такой скважине. При образовании проходных скважин для бестраншейной прокладки коммуникаций устройство демонтируют с двух сторон.

Применение предлагаемой конструкции позволит значительно увеличить диаметр скважины, получаемой способом уплотнения грунта в стенке скважины, снизить энергоемкость, повысить производительность и длину прокладки скважин, при этом наличие в винтовом лидере механизма для разрушения препятствий приводит к минимальным потерям скважин, особенно в грунте с включением камней и валунов.

Источники информации

1. Пат. 2341620 Российской Федерации МПК E02D 5/56 Винтовая свая / Ромакин Н.Е., Ромакин Д.Н., Максимов В.П.: заявитель и патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет". - №2007106993/03; заявл. 26.02.07.; опубл.20.12.08.; бюл. №35.

1. Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины, содержащее расширитель в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, винтовой лидер, винтовая лопасть которого имеет такие же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя, источник газодинамического импульса, соединенный с трубчатым валом, отличающееся тем, что винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, а трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса полой штангой, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи сжатого воздуха для привода механизма разрушения препятствий.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм разрушения препятствий выполнен в виде пневматического ударника, корпусом которого является вал винтового лидера, на конце которого на пружине установлен рабочий инструмент, а внутри - подвижный поршень-боек и воздухораспределительное устройство для подвода воздуха под поршень-боек и отвода его в атмосферу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройству, которое может быть использовано для изготовления бетонных набивных свай. .

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано для устройства раскатных вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин без выемки грунта и изготовления за один рабочий цикл набивных свай.

Изобретение относится к строительной технике для образования скважин в грунте. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для расширения скважин в грунте при образовании их с помощью пневмопробойников. .

Изобретение относится к строительной технике для образования скважин в грунте. .

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий и сооружений, расположенных на подтопляемых участках в условиях водонасыщенных грунтов. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к расширению скважин в грунте, образуемых с помощью пневмопробойников. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для бурения вертикальных, горизонтальных и наклонных скважин с последующим уплотнением грунта стенок скважины.

Изобретение относится к пневматическим ударным механизмам, предназначенным для прокладки коммуникаций. .

Изобретение относится к винтовым землеройным машинам и может быть использовано в строительстве, геологоразведке и в личном хозяйстве

Изобретение относится к механизмам, применяемым в машинах ударного действия для прокладки скважин бестраншейным способом для коммунальных целей, забора проб грунта в инженерно-геологических изысканиях для строительства. Пневматический ударный механизм содержит заключенный в цилиндрическую полость корпуса пневмоударный механизм с выпускными отверстиями, воздухоподводящую коробку с предкамерой сетевого воздуха и наковальню, ударник с золотником в виде ступенчатой трубки с большей ступенью, управляющей выпуском воздуха, бесступенчатую трубку для грунтового керна, пропущенную через корпус, ударник и золотник. Ударник разделяет цилиндрическую полость корпуса на выпускную камеру со стороны воздухоподводящей коробки и камеру холостого хода со стороны наковальни, выполнен с выпускными боковыми отверстиями и внутренней кольцевой камерой рабочего хода, связанной с золотником, и установлен с зазором относительно корпуса. Большая ступень ступенчатой трубки постоянно перекрывает выпускные боковые отверстия ударника со стороны внутренней кольцевой камеры рабочего хода. Коаксиально с зазором между бесступенчатой и ступенчатой трубками установлена дополнительная бесступенчатая трубка, образующая кольцевой канал, соединяющий постоянно предкамеру сетевого воздуха в воздухораспределяющей коробке с камерой холостого хода посредством бокового отверстия в стенке дополнительной бесступенчатой трубки с опиранием ее в наковальне. Обеспечивается повышение энергии удара пневматического ударного механизма. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при прокладке труб, кабелей высокого напряжения и телефонных, а также водоспусковых и дренажных коммуникаций. Устройство ударного действия для образования скважин в грунте включает корпус, гидромолот с наковальней, полый наконечник в виде цилиндрического корпуса с усеченным конусом, передний торец которого снабжен кольцевым ножом, и размещенные внутри полого наконечника под углом друг к другу четыре радиально рассекающих ножа. В задней части наконечника установлен вращающийся активатор, состоящий из высокомоментного гидродвигателя и цилиндра, на внутренней поверхности которого расположен шнек с переменным шагом спирали. На передней части шнека расположены форсунки. Коммуникации подвода эмульсии расположены внутри шнековой спирали. Обеспечивается повышение производительности прокладки и снижение энергозатрат на проведение скважин в грунте. 3 ил.

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия для проходки скважин в грунтах. Устройство содержит полый корпус, ударник с центральным сквозным каналом, разделяющим полость корпуса на камеры рабочего и холостого хода, центральную трубку, взаимодействующую с центральным сквозным каналом ударника, футорку, крышку со сквозным центральным отверстием для пропуска центральной трубки, образованную футоркой и крышкой предкамеру сетевого воздуха, на поверхности центральной трубки образован продольный дроссельный канал впуска в камеру холостого хода, хвостовик, входящий в камеру холостого хода, при этом хвостовик и футорка выполнены со сквозным центральным отверстием для пропуска центральной трубки, установленной в центральном отверстии крышки с зазором, образующим кольцевой дроссельный канал впуска, радиальный выпускной канал в центральной трубке, уплотненно закрепленной относительно хвостовика и футорки, в центральной трубке установлена коаксиально с кольцевым зазором дополнительная трубка с радиальным выпускным каналом под острым углом и закреплением по ее торцам относительно центральной трубки. Полость корпуса со стороны камеры холостого хода имеет выточку, а со стороны кольцевой предкамеры образована кольцевая распределительная камера с кольцевым буртиком на корпусе со стороны камеры рабочего хода. Дроссельный канал на поверхности центральной трубки выполнен в виде канала-паза либо канала-лыски с входом из кольцевой распределительной камеры и выходом в камеру холостого хода. Ударник выполнен ступенчатым. Штоковая его часть со стороны кольцевой распределительной камеры снабжена каналом-пазом либо каналом-лыской, поршневая часть - каналом-пазом либо каналом-лыской, постоянно открытым со стороны кольцевой камеры рабочего хода, и периодически перекрывается отсечной кромкой выточки в корпусе со стороны камеры холостого хода. Радиальный выпускной канал центральной трубки соединен с кольцевым каналом, образованным зазором между центральной и дополнительной трубками. Обеспечивается исключение непроизводительного расхода воздуха из рабочих камер и существенное снижение расхода воздуха из сети. 1 ил.
Наверх