Устройство для образования котлованов в грунте

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е .:.658222

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.04.77 (21) 2474441/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) .Ч. 1" 1.

Е02 D 17/04

Государственный квинтет

СССР пв делам нзобретеннй и вткрытнй

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 05.05.79 (53) УДК 622.233. .6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Ильичев, В. И. Лебедев, А. И. Черников и К. П. Шевцов

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КОТЛОВАНОВ

В ГРУНТЕ

Изобретение относится к области строительства, в частности к техническим средствам для выемки котлованов под фундаменты на-строительной площадке.

Известен буровой инструмент для образования скважин прямоугольного сечения с криволинейной рабочей поверхностью, снабженной породоразрушающими элементами, между которыми размещены продувочные отверстия, выполненный в виде усеченного сектора плоского диска, причем на усеченной части сектора размещены шарнирьк связывающие буровой инструмент с приводным механизмом fl j.

Однако это устройство имеет недостатки: сложную конструкцию, низкую надежность работы из-за возможности проскальзывания распоров при создании необходимого осевого усилия, а также низкую производительность.

Известен шнековый бур БА — 250, включаюший рабочий орган, закрепленный на буровой штанге со шнековой навивкой, обсадную трубу с боковыми окнами и привод вра|цения (21.

Это устройство не обеспечивает образования скважины квадратного сечения.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения котлованов квадратного сечения.

Это достигается тем, что верхний конец буровой штанги снабжен тягой и профилирующим кулачком, при этом тяга шарнирно соединена со штангой и выходным валом привода вращения, а профилируюгций кулачок имеет форму поперечного сечения, образованную пересечением трех дуг, проведенHbIx из вершины равностороннего треугольника, и размещен в обсадной трубе квадратного сечения со стороной, равной радиусу дуги контура кулачка, причем рабочий орган выполнен в виде трехперого долота, BL ршины углов которого расположены в olHIIx и тех же плоскостях с вершинами профилирующего кулачка.

Кроме того, шнековая навивка буровой штанги в горизонтальной проекции и ест

20 форму, подобную форме профилирукпцего кулачка.

На фиг. 1 схематически показано устройство в разрезе; на фиг. 2 — сечение А-А на

658222 фиг. 1;,на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вид по стрелке В на фиг. 1.

Устройство содержит обсадную трубу 1 квадратного сечения со стороной R и боковыми окнами для удаления разбуренного грунта, рабочий орган 2, выполненный в виде трсхперого долота, закрепленного на буровой штанге 3 со шнековой навивкой, профилируkokljHH кулачок 4, смонтированный на верхнем конце буровой штанги и размещенный в обсадной трубе 1, тягу 5, соединяющую буровую штангу 3 с выходным валом 6 40 привода, выполненного в виде вращателя, корпус 7, упорно-радиальный подшипник 8 и направляющие 9.

Особенность устройства состоит в том, что профилирующий кулачок 4 представляет собой фигуру постоянной ширины, так называемый, «треугольник постоянной ширины».

Конфигурацию профилирующего кулачка 4 можно получить, если на каждой вершине равностороннего треугольника со сто- $4 роной R провести дугу радиуса R до взаимного их пересечения. Особым свойством проФормула изобретения филирующего кулачка 4 является то, что при его вращении внутри обсадной трубы квадратного сечения со стороной R, равной радиусу дуги контура кулачка (ось вращения при этом может свободно смещаться), его поверхность будет скользить по периметру квадрата обсадной трубы в любом положении, одновременно касаясь четырех сторон обсадной трубы, являющейся для профилирующего кулачка направляющим кондуктором.

Принцип действия устройства, основанный на свойствах фигур постоянной ширины, заключается в следующем.

При врагцении буровой штанги 3 со шнековой навивкой от выходного вала 6 вращателя через двойное шарнирное соединение профилирующий кулачок 4 и трехперое долото 2, вершинами углов ориентированные в одних и тех же плоскостях, перемещаясь по квадратному периметру обсадной трубы

1, синхронно описывают квадрат, копируемый в грунте режущими кромками трехперого долота 2. Образуюгцаяся при этом скважина калибруется режущей кромкой обсадной трубы 1, осевое усилие которой передается от вала вращения 6 через упорно-радиальный подшипник 8.

Разбуренный грунт поступает по шнековой спирали буровой штанги 3 и под действием центробежной силы удаляется из обсадной трубы 1 через боковые окна.

Для улучшения условий выноса грунта по шнеку буровой штанги 3, заключенной в обсадной трубе 1 квадратного сечения, витки шнековой навивки буровой штанги в горизонтальной проекции могут иметь форму треугольника постоянной ширины.

2$ зе

И

46

С помощью предложенного устройства можно образовывать котлованы прямоуголь-ного сечения вращательным способом. Оно имеет следующие преимущества по сравнению с известными устройствами: расширенную область применения — может применяться в породах до V — VI категорий буримости включительно, а при промывке и в более крепких породах, тогда как применение известных устройств ограничивается грунтами 1 — 11 категории буримости; повышение производительности в 4 — 5 раз за счет значительного увеличения механической скорости бурения и обеспечение возможности образования котлована за один рейс, так как бурение предложенным устройством осуществляется сплошным забоем с непрерывной подачей разбуренного грунта с забоя на поверхность земли, что устраняет необходимость периодического извлечения устройства из котлована для очистки от заполняющего его грунта.

1. Устройство для образования котлованов в грунте, включающее рабочий орган,. закрепленный на буровой штанге со шнековой навивкой, обсадную трубу с боковыми окнами и выходной вал привода вращения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения котлованов квадратного сечения, верхний конец буровой штанги снабжен тягой и профилирующим кулачком, тяга шарнирно соединена со штангой и выходным валом привода вращения, а профилирующий кулачок имеет форму поперечного сечения, образованную сечением трех дуг, проведенных из вершины равностороннего треугольника, и размещен в обсадной трубе, выполненной квадратного сечения со стороной, равной радиусу дуги контура кулачка, причем рабочий орган выполнен в виде трехперого долота, вершины углов которого расположены в одних и тех же плоскостях с вершинами кулачка, и имеет форму в горизонтальной проекции, подобную форме профилирующего кулачка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий транспортировки шлама, шнековая навивка буровой штанги в горизонтальной проекции имеет форму, подобную форме профилирующего кулачка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 400699, кл. Е 21 С, 13/08, 1971.

2. Башкатов Д. Н. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин, М., «Недра», 1968, с. 110, рис. 70.

658222

Я-А

Фиг.3

Bud 9

Фиг.1

Составитель Л. Черепенкина

Техред О. Луговая Корректор А. Власенко

Тираж 776 Подписное

Редактор Д. Пинчук

Заказ 2011 26

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П с Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4