Рабочий орган для проходки скважин в грунте

 

О П

ИЗО

+@ÂÉ " "" ""

ТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и)665О56

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1512 77 (21) 2554556/29-03

Р1 М )(3 с присоединением заявки Ио

E 21 В 7/14

Государственный комитет

СССР о делан изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230581. Бюллетень Йо 19 (53) У<@(622. 233. 051. .771(088.8) Дата опубликования описания 2305,81 (72) Авторы изобретения

В. И. Минаев, A. C. Трофимов и В. И. Дементьев

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина (71) Заявитель (54) РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН В ГРУНТЕ

Изобретение относится к области строительства, а точнее к устройствам для ударного бурения в мерзлых грунтах скважин под сваи.

Известен рабочий орган, включающий наковальню и ствол с режущей коронкой, выполненной в виде полой трубы с разгрузочным окном в верхней части

$1J .

Рабочий орган погружается в грунт вибромолотом, а затем извлекается иэ грунта при помощи лебедки и полиспасной системы. После извлечения рабочего органа в грунте остается отверстие, сечение которого повторяет поперечное сечение рабочего органа.

Рабочий орган такого типа эффективно разрабатывает скважины в пластично-мерзлых грунтах, но недостаточно эффективен при бурении прочных 20 низкотемпературных грунтов и характеризуется плохими условиями разгрузки внутренней полости ствола от грунтового керна, что особенно сказывается при проходке сравнительно глубо» ких (свыше 8 м) скважин.

Известен также рабочий орган, включающий наковальню и ствол с режущей коронкой, выполненной с равномерно расположенными,по ее периметру отверстиями и образованиой внутри нее кольцевой полостью, сообщающейся с паропроводящей арматурой, в виде паровых трубок, расположенных вдоль корпуса (2).

В процессе вибрационного или виброударного погружения упомянутого рабочего органа в мерзлый грунт к его коронке под давлением подается пар, разогревающий и переводящий в немерзлое состояние соприкасающийся с коронкой грунт. По окончании бурения рабочий орган оказывается- заполненным оттаявшим разжиженным грунтом, который при извлечении рабочего органа полностью остается в скважине. Затем в разжиженный грунт погружают сваю и дожидаются ее вмораживания во вновь замерзающий постепенно грунт. Описанным рабочим органом можно разрабатывать скважины только в низкотемпературных грунтах.Таким образом первое устройство неэффективно при бурении в низкотемпературных непластичных грунтах, а второе устройство не может быть применено в высокотемпературных пластично,мерзлых грунтах, а также твердых грунтах, находящихся в обычном (немерз.. лом)состоянии.

5056 б 4 керн извлекЪ тся вместе с рабочим органом на поверхность и там вывалиЪ, вается в стороны, освобождая рабочий орган. В случае прилипания части грунта к.стволу рабочего органа, последний легко очицается путем наней о 5 сения по нему ударов на весу.

При бурении низкотемпературных непластичных мерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда желательно оставить в скважине часть разжиженного грунта для последующего вмораживания свай, в процессе бурения в рабочий орган подают под давлением пар, который, разогревая ствол рабочего органа и оттаивая грунт, способствует

t5 образованию в скважине жидкого грунтового шлама.

Экономический эффект от внедрения в процесс строительства рабочего органа достигается высокими скоростящ() ми проходки грунтов любого типа, кро- ме монолитной скалы, простотой и прочностью конструкции, максимальным использованием длины рабочего органа.

Формула изобретения

Y=

3 " " " " б

Целью иэобретенйя является повышение эффективности проходки скважин в мерзлых грунтах (ха с вЫсокотемпературных пластично-мерзлых, так и ййзкотемйературнйх непластичных мерзлых грунтах), Указанная цель достигается тем, чт в рабочем органе, включающем ствол, наковальню с полос ью для пара и пат,рубком"для его подвода, паропроводы и зубчатую коронку, ствол выполнен из нескольких полок, пересекающихся по одной прямой; совпадающей с îñüþ рабочего органа, повернутых относительно друг друга равномерно по окружности и соединенных ребрами, причем образованные полосТи связаны с полостью для пара наковальни, ребра имеют боковые отверстия в месте расположения коронки, а нижний конец ствола выполнен в виде клина с вершиной на линии пересечения полок, соединяющегося своим основанием с зубчатой коронкой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый рабочий орган, общий вид, на фиг.2 то же, продольный разрез; на фиг.3 разрез А-А фиг. 2.

Рабочий орган состоит из наковальни 1, ствола 2, зубчатой коронки 3 и наконечника 4. Ствол выполнен в виде трех взаимно пересекающихся по одной прямой полок, расположенных друг- к другу под углом 120 . Забойная часть ствола оканчивается наконечником 4, выполненным в виде трехстороннего клйна, образоВаинбго скошенйыми кон- цами полок ствола 2 и имеющего вершину в точке их пересечения. Зубчатая коронка 3 охватывает полки ствола 2

bio внешнему контуру таким образом, что -каждая полка соединена с коронкой 3 по биссектрисе ее зуба. Полкй ствола 2 последовательно соединены между собой ребрами 5, образуя три продольных полости 6, расположенные вдоль ствола 2 и служащие riapoйрово дами, проводящими пар из приемной полости 7, расположенной под наковальней 1, в наконечник. Полости 6 снабжены отверстиями 8 для выхода пара.

Устройство работает следующим образом.

При нанесении ударов по наковаль1. не 1 рабочий орган погружается в грунт, рассекая его в объеме скважиЙй по контуру коронки и полок на три части. По окончании погружения рабочий орган извлекают из грунта при помощи лебедки и полиспастной системы (йа Чертежах не показаны), при этом рассеченный на три части грунтовой

1. Рабочий орган для проходки скважин в грунте, включающий ствол, наковальню с полостью для .пара и с патрубкоМ Для его подвода, паропро воды, расположенные вдоль ствола, зубчатую коронку в нижней части, отличающийся тем, что, с

"целью повышения эффективности проходки скважин в мерзлых грунтах, его . ствол выполнен из нескольких полОк, пересекающихся по одной прямой, совпадающей с осью рабочего органа, повернутых относительно друг друга

40 равйомерно по окружности и соединенных между собой ребрами, причем образованные полости связаны с полостью для пара наковальни, а ребра имеют боковые отверстия в месте расположения коронки.

2. Рабочий орган по и. 1 о т л и ч а ю шийся тем, что нижний ко" нец ствбла выполнен в виде клина с вершиной на Линии пересечения полок, "" соединяющегося своим основанием с. зубчатой коронкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минаев В.И. Машины для строительства магистральных трубопроводов.

М., "Недра", 1973, с. 264-269.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 386120, кл. E 02 F 5/30, 1970 (прототип).

665056

1 Составитель Л.Черепенкина

Редактор Е.Месропова Техред A.Càâêà Корректор у екто В. Бутяга

Заказ 3243/49 Тираж 627 Подписное"

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4