Шнековый бур

 

пйтентнс ть, H. ° -:.,к ., С ui< этЕ.:.а Ц5,4

Союз Советских

Социалистическкх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.04.77 (21) 2474652/22-03 (51) М. Кл с присоединением заявки №вЂ”

Е 21 С 1/14

Гесударстеенный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень №13

Дата опубликования описания 15.04.80 (53) УДК 622.233:

:621.879.41 (088.8) до делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Волков, С. Г. Симакис и Т. А. Сошников

Государственное специальное конструкторское бюро по механизации ирригационно-мелиоративных работ и поливов хлопчатника (71) Заявитель (54) ШНЕКОВЫЙ БУР

Изобретение относится к строительной и горной технике, предназначенной для прокладки труб способом шнекового бурения, преимущественно труб устьевых сооружений на закрытых горизонтальных дренах бестраншейным способом. 5

Известен шнековый бур, снабженный шарнирными ножами и опережающей пикой, которые раскрываются в процессе бурения скважины принудительно от осевых усилий подачи шнекового бура в забой скважины через опережающую пику (1).

Такой бур обладает существенными преимуществами: простотой исполнения (не требуется специального привода для раскрытия шарнирных ножей) и надежность раскрытия шарнирных ножей в процессе бурения, причем на перевод их в рабочее положение не влияют такие факторы, как центробежная сила или силы трения резцов о стенки скважины, которые находятся в прямой зависимости от числа оборотов шнекового бура и физико-механических свойств разрабатываемого грунта. Опережающая пика, являясь важным звеном кинематической связи, посредством которого передаются усилия для раскрытия шарнирных ножей, уменьшает отклонение оси скважины от заданного направления, так как является дополнительной опорой шнекового бура, препятствующей уводу переднего его конца от оси скважины. Это существенно влияет на усилия стока дренажной воды, т. е. на работоспособность дренажной линии.

Однако такой шнековый бур не обеспечивает возможность регулирования диаметра буримой скважины.

Наиболее близким к изобретению из известных технических решений является шнековый бур, содержащий опережающую пику, состоящую из корпуса с хвостовиком, и упоры, кинематически связанные с раздвижными ножами, шарнирно закрепленными на шнековой штанге, имеющей гнездо с внутренней ведущей поверхностью, в котором с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен хвостовик, имеющий ответную форму гнезда (2).

Однако известный шнековый бур также не обеспечивает регулирование диаметра бурямой скважины в зависимости от толщины стенки прокладываемых труб или физико-механических свойств грунта. Так как

7263 проталкивание прокладываемой трубы в образуемую шнековым буром скважину с большим натягом, т. е. при отсутствйи кольцевого зазора между стенкой скважины и наружным диаметром трубы, требует применения больших осевых усилий подачи, резко снижается длина и точность прокладки. В своВ"=очередЧ йроКладКТ д1ЮИФРых труб с большим кольцевым зазором приводит к разрушению дренажной линии в интенсивный период полива сельхозкультур из-за размыва водой полости затрубного пространства. В связи с этим, а также учи "тывая низкие прочностные характеристики асбоцементных труб; применяемых в практике строительства закрытого горизонталь Ного дренажа,- 11бп скаемые значительные отклонения толщины стенок этих труб по существующим стандартам и физико-механические свойства грунтов, такие как влажность и способность к набуханию, появляется необходимость выбора оптимальной посадки прокладываемых труб в скважине на каж- 2© дом новом объекте работ, т. е. нужно регулировать диаметр разработки скважины шарнирными ножами шнекового бура.

Целью изобретения является обеспечение возможйости регулировать диаметр буримой скважины.

Эта цель достигается тем, что кинематическая связь yrtopoa с раздвижными ножами выполнена из промежуточных элементов, закрепленных на ножах, и наклонных пазов на упорах, в которых расголожены свобод- 36 ные концы промежуточных элементов, а хвос.товик пики выполнен в виде втулки, установленной на ее корпусе с возможностью установочного перемещения относительно его в осевом направлении, при этом упоры закреплены на втулке.

Кроме того, шнековый бур может иметь приспособление для установочного перемещения втулки относительно корпуса пики, которое выполнено из резьбового соединения, связывающего втулку с корпусом, и фиксатора, который целесообразно выполнять в виде втулки с торцовыми пазами" для зацепления с передними кромками упоров, которая установлена на корпусе пики с возможностью осевого перемещения и подпружинена в сторону упоров.

На фиг. 1 изображен предлагаемый шнековый бур, вид сбоку; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 1.

Шнековый бур содержит шнековую штан- >9

ry 1, раздвижные ножи 2, шарнирно прикрепленные к кронштейнам 3, жестко установленным на наружной поверхности переднего конца шнековой штанги, и опережающей пики, на корпусе 4 который с возможностью вращения смонтирован полыи наконечник 5. Для восприятия осевых усилий, возникающих при подаче шнекового бура в забой скважины, внутри полого на2i конечника 5 на его переднем конце установлен упорный подшипник 6. Хвостовик 7 опережающей пики выполнен разъемным, в виде посаженной посредством резьбы на корпус 4 втулки, задняя часть которой имеет многогранное поперечное сечение, а передняя — круглое. Этими частями хвостовик 7 посажен в гнездо 8 шнековой штанги 1, выполненное с внутренней ведущей поверхностью. Хвостовик 7, имеющий ответную форму гнезда, установлен в нем с возможностью осевого перемещения на длину паза 9, в который входит фиксатор 10, выполненный в виде болта, ввернутого в тело трубы 11 шнековой штанги 1. Задний конец корпуса

4, пропущенного через хвостовик 7, в процессе бурения скважины взаимодействует с ограничительным упором 12, выполненным в гнезде 8. Чтобы предотвратить попадание грунта в посадочные места гнезда 8 на переднем его конце выполнена кольцевая канавка, в которую вставлено уплотнительное кольцо 13. Упоры 14 представляют собой ножи-стойки, приваренные к наружной поверхности хвостовика 7, причем передние их кромки выступают за его торец. Упоры

14 кинематически связаны посредством наклонных пазов 15 с шарнирными раздвиж ными ножами 2, а выступающие за торец шнековой штанги 1 передние кромки упоров

14 находятся в зацеплении с торцовыми пазами 16 фиксатора 17, который стопорит хвостовик 7 на корпусе 4 и предохраняет его от проворачивания в процессе бурения скважины. Фиксатор 17 представляет собой втулку, посаженную на корпус 4 с возможностью осевого перемещения и подпружиненную пружиной 18 в сторону упоров 14, что обеспечивает постоянное зацепление пазов 16 с передними кромками упоров 14.

Посадочное место фиксатора !7 на корпусе 4 выполнено шестигранным, а для регули рования угла максимального раскрытия шарнирных ножей 2 путем регулирования длины осевого перемещения опережающей пики в гнезде 8, на наружной поверхности

его имеются лыски 19 под гаечный ключ.

Режущие кромки упоров 14 и шарнирных ножей 2 армированы пластинками 20 из твердого сплава.

Прокладка дренажных труб бестраншейным способом с помощью предлагаемого бура осуществляется следующим образом.

Перед началом бурения в зависимости от наружного диаметра прокладываемой трубы и физико-механических свойств грунта на данном объекте строительства, определенных из взятых на анализ проб, выбирают оптимальный диаметр разработки скважины, т. е. посадку трубы 21 в скважине.

Затем производится настройка шнекового бура под выбранный диаметр скважины путем регулирования угла раскрытия шарнирных ножей 2. Это достигается путем вывода из зацепления фиксатора 17 с хвостови726321

5 ком 7 опережающей пики (его оттягивают в сторону переднего конца пики) и вращения, например гаечным ключом, в нужную сторону.

Для уменьшения диаметра разработки скважины необходимо ввертывать корпус 4 опережающей пики в хвостовик 7. При этом хвостовик 7 начинает выходить из гнезда 8 за счет упора заднего конца корпуса 4 в ограничительный упор 12. При выходе хвостовика 7 из гнезда 8 уменьшается расстояние от фиксатора 10 до заднего конца паза 9, что соответственно уменьшает величину осевого перемещения опережающей пики и угол раскрытия шарнирных ножей 2.

Чтобы увеличить углю раскрытия шарнирных ножеи 2, необходимо вывертывать корпус 4 опережающей пики из хвостовика 7. 1s

После настройки шнекового бура надо отвести опережающую пику из гнезда 8 шнековой штанги 1 на максимальную величину его перемещения. При этом упоры 14 наклонными пазами 15 увлекают за собой шарго нирные ножи 2 и складывают их, обеспечивая тем самым беспрепятственный пропуск шнекового бура внутрь прокладываемой трубы 21. Вращением шнекового бура и одновременной его подачей с трубой 21 в забой скважины достигается прокладка, в г процессе которой опережающая пика, вдвигаясь в гнездо 8 шнековой штанги от реактивных осевых усилий внедрения полого наконечника 5 в грунт, раскрывает шарнирные ножи 2 упорами 14 через наклонный паз 15. Раскрытые шарнирные ножи разрабатывают грунт в скважине до необходимого диаметра, который транспортируется йнековым буром к устью скважины.

После проходки скважины шнековый as бур извлекают из полости трубы 21, при этом раскрытые шарнирные ножи 2, взаимодействуя задними кромками с торцом про6 ложенной трубы 21, складываются и обеспечивают беспрепятственное извлечение.

Формула изобретения

1. Шнековый бур, содержащий опережающую пику, состоящую из корпуса с хвостовиком, и упоры, кинематически связанные с раздвижными ножами, шарнирно закрепленными на шнековой штанге, имеющей гнездо с внутренней ведущей поверхностью, в котором с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен хвостовик, имеющий ответную форму гнезда, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулировать диаметр бури мой скважины, кинематическая связь упоров с раздвижными ножами выполнена из промежуточных элементов, закрепленных на ножах, и наклонных пазов на упорах, в которых расположены свободные концы промежуточных элементов, а хвостовик пики выполнен в виде втулки, установленной на ее корпусе с возможностью установочного перемещения относительно его в осевом направлении, при этом упоры закреплены на втулке.

2. Бур по и. 1, отличающийся тем, что он имеет приспособление для установочного перемещения втулки относительно корпуса пики, которое выполнено из резьбового соединения, связывающего втулку с корпусом, и фиксатора.

3. Бур по и . 1, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде втулки с торцовыми пазами для зацепления с передними кромками упоров, которая установлена на корпусе пики с возможностью осевого перемещения и подпружинена в сторону упоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3938598, кл. 175 — 99, опублик. 1976.

2. Патент Японии № 43-28156, кл. 86 F25, опублик. 1968 (прототип) .

726321

Фиа 1

Фиг.2

Фиг. У"

Составитель М. Рогач

Редактор Т. Бельская Техред К. Шуфрнч Корректор Г. Решетник

Заказ 752 49 Тираж 626 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП кПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4