Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах


 


Владельцы патента RU 2518644:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в плывунах и болотистых грунтах. Техническим результатом является исключение погружения или всплытия рабочего органа в грунте. Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах включает погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории. При этом погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы. При всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа. При погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Техническое решение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в плывунах и болотистых грунтах.

Известен способ прокладки трубопровода, реализованный в патенте РФ №2103445, E02E 5/18, опубл. 27.01.1998 г., включающий выставление продавливаемой секции трубы соосно оси бура, продавливание секции трубы в грунт, разбуривание бурильной головкой со шнеком находящегося в секции грунта, приваривание следующей секции трубы, которую аналогично продавливают, а находящийся в ней грунт разбуривают. Однако в плывунах и болотистых грунтах труба, выставленная в заданном направлении, не будет сохранять своего положения, так как грунт насыщен водой и труба будет стремится погрузиться в грунт, а механизм бурения, включающий шнек с разбуривающей головкой, будет перемещаться вместе с трубой. При этом известный способ прокладки трубопровода не позволяет вернуть продавливаемую трубу на заданную траекторию. Таким образом, способ прокладки трубопровода, реализованный в патенте РФ №2103445, не эффективен при прокладке трубопроводов в плывунах и болотистых грунтах, так как не обеспечивает точности прокладки, что ограничивает его применение.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ управления направлением движения устройства ударного действия для проходки скважин в грунте (пневмопробойника) по патенту РФ №2116404, E02F 5/18, E21B 7/06, опубл. 27.07.1998 г., включающий разворот указанного устройства в сторону нужного направления движения за счет приложения асимметричной в поперечном сечении корпуса устройства силы, при этом с одной стороны относительно продольной оси корпуса изменяют коэффициент трения участка поверхности корпуса, взаимодействующей с грунтом.

Данный способ невозможно использовать в плывунах и болотистых грунтах, так как скважина отсутствует, поэтому данный способ не обеспечит точности движения рабочего органа.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности движения рабочего органа по заданной траектории в плывунах и болотистых грунтах за счет исключения погружения или всплытия рабочего органа в грунте.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в способе управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах, включающем погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории, согласно техническому решению погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы: при всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа, а при погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа.

Изменение массы рабочего органа позволит при отклонении его от траектории осуществлять погружение или подъем рабочего органа, тем самым удерживать рабочий орган на заданной траектории независимо от длины участка и степени погружения или всплытия его в плывуне или болотистом грунте.

Целесообразно в слабообводненных плывунах и болотистых грунтах корректировать направление движение рабочего органа в горизонтальной плоскости, что позволит повысить точность движения рабочего органа.

Сущность предложенного способа управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах поясняется примером его реализации, показанным на чертеже.

Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах реализуют следующим образом. Между рабочим 1 и приемным 2 котлованами в плывунах и болотистых грунтах намечают траекторию движения с заданной точкой A в приемном котловане 2. В рабочем котловане 1 устанавливают блок 3 управления рабочим органом 4. Блок 3 управления включает необходимое для проходки оборудование, например установку горизонтального бурения и дополнительные агрегаты для корректировки направления движения. Далее собирают рабочий орган 4, включающий регулировочную камеру 5, в слабообводненных породах рабочий орган 4 оборудуют, например, односторонним клином для корректировки направления движения. Управление рабочим органом 4 осуществляют блоком 3 управления посредством канала 6, например, в виде буровых штанг. Вначале необходимо установить рабочий орган 4 на заданный угол α относительно горизонтальной плоскости, чтобы выйти в заданную точку A, расположенную в приемном котловане 2. Подачу рабочего органа 4 осуществляют с блока 3 управления. По мере продвижения рабочего органа 4 по траектории осуществляют контроль его положения, например, навигационным устройством (на чертеже не показано). Так как породы обводненные, то при пустой регулировочной камере 5 рабочий орган 4 стремится всплыть (подняться) в грунте, т.е. отклониться от траектории. В этом случае в регулировочную камеру 5 подают с блока 3 управления наполнитель для увеличения массы рабочего органа 4, например воду, в таком количестве, чтобы рабочий орган 4 погрузился до заданной траектории (увеличивать массу рабочего органа можно также механическими средствами, имея соответствующей конструкции канал 6). При дальнейшей подаче рабочего органа 4 в приемный котлован 2, при увеличении его массы, например, за счет увеличения длины канала 6 необходимо уменьшить количество наполнителя в регулировочной камере 5 до значения, при котором рабочий орган 4 вернется на заданную траекторию. Кроме того, при проходке в слабообводненных плывунах и болотистых грунтах оснащение рабочего органа 4, например, односторонним клином позволит при необходимости с блока 3 управления корректировать направление движения рабочего органа 4 в горизонтальной плоскости путем поворота клина и его подачи. Таким образом осуществляют процесс управления направлением движения рабочего органа 4 для проходки скважин согласно предложенному способу. После выхода рабочего органа 4 в заданную точку A приемного котлована 2 осуществляют его демонтаж и дальнейшие необходимые проектные работы.

1. Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах, включающий погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории, отличающийся тем, что погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы: при всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа, а при погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в слабообводненных плывунах и болотистых грунтах корректируют направление движения рабочего органа в горизонтальной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в погружении трубы в грунт, формировании грунтового керна в забойной части погружаемой трубы, его транспортировке по грунтопроводу порциями давлением воздуха, поступающего по затрубному пространству, отсечении порций грунтового керна и образовании камеры перед порцией грунтового керна путем смещения грунтопровода по оси погружения.

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в бурении скважины породоразрушающим инструментом забойного снаряда, соединенного с двойной бурильной колонной, с непрерывным удалением шлама от забоя скважины и транспортировкой шлама потоком отработанного рабочего тела под давлением по центральному каналу двойной бурильной колонны.

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки пучка труб при сооружении тупиковых горизонтальных скважин или в стесненных городских условиях.

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ включает погружение трубы в грунт открытым концом, формирование в ней грунтового керна и удаление его из трубы подаваемой текучей средой путем отрыва и выдавливания по частям.

Изобретение относится к устройствам для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Устройство содержит труборазрушающий рабочий орган с двумя дисковыми ножами, расширитель для увеличения диаметра скважины, приспособление для крепления нового пластмассового трубопровода и тяговый элемент в виде троса с установленными на нем элементами.

Изобретение относится к строительству трубопроводов. Способ включает проходку траншеи и размещение в ней защитного кожуха с последующим размещением в нем трубопровода.

Изобретение относится к строительной технике - к бестраншейной прокладке трубопроводов под препятствиями, используется при строительстве подземных коммуникаций под железными и автомобильными дорогами и т.п.

Изобретение относится к горному делу и строительству - к технологии направленного горизонтального бурения скважин в грунте, применяется при бестраншейной прокладке и ремонте подземных коммуникаций.

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к технике для направленного горизонтального бурения скважин заданной траектории в грунте, применяется при прокладке и ремонте подземных коммуникаций.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образованию скважин под набивные сваи при возведении фундаментов под здания и сооружения.

Изобретение относится к области бестраншейной прокладки трубопроводов. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола содержит подающий механизм из направляющей рамы с горизонтальными и вертикальными направляющими катками с возможностью их взаимодействия с внешней поверхностью прокладываемого трубопровода, и канатной тяговой лебедки, стержень, неподвижно закрепленный на фланце, смонтированном на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, с установленной на его конце шаровой опорой с возможностью опирания на нее полого рабочего наконечника конической формы, внутри полого рабочего наконечника на его участке цилиндрической формы, с его опиранием на фланец с помощью уплотнений установлен электродвигатель кругового относительно оси стержня вращения. Статор электродвигателя закреплен на стержне, а ротор - на внутренней поверхности горизонтального участка полого рабочего наконечника. На наружной поверхности конического участка рабочего наконечника закреплена винтовая поверхность шнекового типа. Обеспечиваются упрощение конструкции устройства, повышение надежности и срока службы его эксплуатации, уменьшение величины потребного усилия прокола и энергоемкости. 2 ил.

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется для забивания вертикальных стальных труб и при бестраншейной прокладке трубопровода для забивания труб-кожухов в грунт. Устройство содержит основной ударный узел, установленный в отверстии переходного элемента, а также как минимум один дополнительный ударный узел, установленный по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента, и соединенный с этим переходным элементом. Обеспечивается увеличение скорости забивания стержневого элемента в грунт путем повышения частоты ударов и возникновения эффекта "разжижения грунта". 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия. Устройство содержит корпус с отверстиями, установленный в корпусе ударник с продольным каналом, камеры прямого и обратного хода, канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода, систему выхлопа и упругое кольцо. Система выхлопа содержит запорную внутреннюю поверхность корпуса с передним кольцевым выступом и ограничителем обратного хода на ее задней части. Упругое кольцо установлено в кольцевой канавке на ударнике с возможностью взаимодействия с запорной внутренней поверхностью корпуса. На наружной поверхности ударника выполнены продольные пазы. В камере прямого хода размещена эластичная трубка, соединенная одним концом с отверстием в корпусе, а другим - с продольным каналом ударника. Канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода образован каналом эластичной трубки и продольным каналом ударника. В результате обеспечивается упрощение конструкции устройства ударного действия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству переходов магистральных трубопроводов методом наклонно-направленного бурения с применением составного защитного футляра. Технический результат - сохранение целостности расширенных участков горизонтальной скважины в поверхностных слабосцементированных породах на всей длине горизонтальной скважины. Способ установки защитных футляров в горизонтальной скважине включает в себя применение двух защитных футляров, установленных на входе и выходе из горизонтальной скважины. При этом после бурения пилотной скважины выполняют с помощью двух установок горизонтального бурения ее расширение: сначала со стороны выхода из скважины, а потом - со стороны входа. При этом оба поверхностных участка перекрываются защитными футлярами сразу после их расширения. Далее вся горизонтальная скважина перекрывается третьим футляром меньшего диаметра на всю длину, после расширения ее участка между двумя установленными футлярами расширителем меньшего диаметра. 7 ил.

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин в грунтах. Способ заключается в том, что механически разрушают забой и удаляют продукты разрушения шнекобуровым инструментом с разрывами шнековой спирали, которому сообщают непрерывное вращательное и осевые колебательные движения с амплитудой, превышающей за один цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали. Шнекобуровой инструмент делят на две неравные части и помещают во внутреннее пространство колонны обсадных труб. Первую головную часть постоянной длины прикрепляют к забойной части колонны обсадных труб и перемещают вместе с ней поступательно в осевом направлении без колебательных движений. Вторую часть секционно наращивают по мере удлинения колонны обсадных труб и углубления скважины и подвижно-телескопически в осевом направлении соединяют с первой головной частью с возможностью совместного непрерывного вращательного движения и раздельных с головной частью осевых колебательных движений, а внутреннюю поверхность колонны обсадных труб сопрягают фиксированно с опорным подшипниковым узлом головной части и подвижно-поворотно - с опорными подшипниковыми узлами, размещенными в разрывах шнековой спирали. Обеспечивается повышение скорости бурения, восстановление транспортирующей способности на участке разрыва шнековой спирали в зоне опоры подшипниковых узлов при совмещении процессов транспортирования, крепления стенок скважины и предотвращения пробкообразования. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх