Установка для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием

 

и ц 744 I D 8

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21,02.78 (21) 2582946/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.05.80 (51) М. Кл.

Е 21В 7/02

Е 02D 1/00

Государственный катлнтет (53) УДК 624.131.381 (088.8) по делам нзабйстеннй н аткпытиа (72) Авторы изобретения

Л. С. Амарян, П. А. Анатольевский, В. H. Малышев и В. А. Пашковский (71) Заявитель

Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (54) УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

СВОЙСТВ ГРУНТОВ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к строительству, а именно к инженерным изысканиям.

Известна специализированная установка для статического зондирования УСЗК-З, включающая силовой гидроцилиндр, патрон для соединения с зондом и измерительную аппаратуру.

Недостатком такой установки является отсутствие вращателя для производства буровых работ (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является установка для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием, разработанная

ПНИИИСом, включающая базовую машину, привод, закрепленную на машине мачту с направляющими, размещенные на мачте силовые цилиндры со штоками и передающий усилие вдавливания гпдроцилиндр, соединенный с захватом, раму вращателя с верхней балкой, соединенной со штоками силовых гидроцилиндров, установленный внутри рамы с возможностью поворота вращатель с корпусом и шпинделем, а также измерительные приборы (2).

Недостатком указанной установки для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием является то, что передающий усилие вдавливания гидроцилиндр, соединенный с захватом для труб зонда, имеет самостоятельный механизм подачи, дублирующий механизм подачи вращателя станка, который навешпвается на шпиндель вращателя, перекрывая рабочую зону, обеспечивающую производство буровых работ установкой, и поэтому при переходе от зондирования к бурению и наоборот необходимо передающий усилие вдавливания гидроцилиндр с механизмом пода10 чи демонтировать п монтировать на мачте станка, что уменьшает производительность установки.

Цель изобретения — повышение производительности установки.

I5 Поставленная цель достигается тем, что в установке для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием, включающей базовую машину, привод, закрепленную на машину мачту с наГтравляющимтт, размещенные на мачте силовые цилиндры со штоками и передающий усилие вдавливания гидроцилиндр, соединенный с захватом, раму вращателя с верхней балкой, соединенной со штоками

25 силовых гидроцилиндров, установленный внутри рамы с возможностью поворота вращатель с корпусом и шпинделем, а также измерительные приборы, корпус вращателя снабжен стойкой с полостью, один конец которой связан с корпусом, а другой—

44105 г .j - ñÔ 4

18. Ось передающего усилие вдавливания гидроцилиндра 16 и захвата 17 совпадает с центральной плоскостью между ногами 15 мачты 2. Осевое усилие на задавливаемые при статическом зондировании трубы передается от штоков 12 силовых гидроцилинд7

3 с рамой вращателя, при этом передающий усилие вдавливания гидроцилиндр монтирован на противоположной стороне корпуса вращателя.

На фиг. 1 — 5 изображена установка для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием в положении для бурения и статического зондирования.

Установка состоит из привода 1, мачты

2, лебедки 3, гидронасоса 4, силовых гидроцилиндров 5, вращателя 6 с корпусом 7 и шпинделем 8. Корпус 7 вращателя 6 установлен на валу 9 внутри рамы 10. Ось вала 9 является одновременно осью поворота вращателя в положение для вращательного бурения и в положение для статического зондирования и ударно-канатного бурения. Рама 10 имеет верхнюю балку 11, к которой присоединены штоки 12 силовых гидроцилиндров 5, и нижнюю балку 13. Рама 10 может передвигаться вместе с корпусом 7 вращателя 6 по направляющим 14 вдоль ног 15 мачты 2. К нижней поверхности корпуса 7 вращателя 6 плотно прикреплен, например, с помощью болтов передающий усилие вдавливания гидроцилиндр 16 с захватом 17 для соединения с колонной труб для статического зондирования. К верхней поверхности корпуса 7 вращателя 6 плотно прикреплена, например, с помощью сварки стойка 18 с полостью 19.

На верхней балке 11 рамы 10 выполнены выступы 20 и 21 для соединения со стойкой

18. На лебедке 3 имеется стальной канат

22, который проходит через блок 23 на вершине мачты 2 и на конце которого установлена серьга 24 для соединения с ударно-канатным инструментом.

Работа установки осуществляется следующим образом.

При вращательном бурении корпус 7 вращателя 6 находится в положении, изображенном на фиг. 1 и 3. Вращение на бурильные трубы передается от привода 1 через вал 9, через редуктор в корпусе 7 вращателя 6 на шпиндель 8, соединенный с бурильными трубами. Осевое усилие на бурильные трубы передается при нагнетании жидкости гидронасосом 4 в силовые гидроцилиндры 5 через штоки 12 силовых гидроцилиндров 5 на верхнюю балку 11, на корпус

7 и шпиндель 8, соединенный с бурильными трубами.

При погружении бурильных труб вниз при проходке скважины рама 10 вместе с корпусом 7 вращателя 6 передвигается вдоль ног 15 мачты 2 по направляющим 14.

При ударно-канатном бурении и статическом зондировании корпус 7 вращателя 6 откидывается вокруг оси поворота 9 внутрь мачты 2 в положение, изображенное на фиг. 2, 4 и 5, при этом корпус 7 заходит внутрь рамы 10, выступ 20 верхней балки

11 заходит в полость 19 стойки 18, а выступ

21 ложится на верхнюю поверхность стойки

60 ров 5 на верхнюю балку 11 рамы 10, на выступ 21, на стойку 18, корпус 7 вращателя

6, передающий усилие вдавливания гидроцилиндр 16 и захват 17, соединенный с трубами зонда.

Изгибающий момент на вращателе 6 создается минимальный, так как штоки 12 силовых гидроцилпндров 5, выступ 21 и ось передающего усилие вдавливания гидроцилнндра 16 и захвата 17 практически расположены на одной оси. В связи с малым изгибающим мом ситом потери на трение в направляющих 14 н разрушающая нагрузка на вращатель 6, раму 10, балку 11 и вал 9 будут минимальными и, следовательно, система сможет передавать большие осевые нагрузки при тех же размерах и сечениях, При извлечении зонда нагрузка от штоков 12 силовых гидроцилиндров 5 передается на верхнюю балку 11, выступ

20, стойку 18, корпус 7 вращателя 6, гидроцилиндр 16 и захват 17, соединенный с трубами зонда. При этом побочный изгибающий момент и работающие на изгиб пролеты балки 11 будут минимальными, что позволит системе передавать большие осевые нагрузки при тех же размерах и сечениях элементов. При ударно-канатном бурении к серьге 24 прикрепляется рабочий инструмент, например желонка, а бурение осуществляется с помощью лебедки 3 и каната 22, соединяемого с помощью серьги

24 с бурильными трубами.

Предлагаемая установка обеспечит значительный экономический эффект, так как снабжение корпуса вращателя стойкой с полостью, один конец которой связан с корпусом, а другой с рамой вращателя и монтирование передающего усилие вдавливания гидроцилиндра на противоположной стороне корпуса вращателя позволит исключить операции по навешиванию, снятию и отдельной перевозке передающего усилие вдавливания гидроцилиндра с механизмом подачи при монтаже — демонтаже и перевозке установки. Выполнение скобы на вращателе вдоль одной оси со стойкой и взаимодействующих со скобой выступов на верхней балке в центре между стоек позволяют установке передавать на трубы большие осевые нагрузки при статическом зондировании, что повысит производительность и глубину зондирования, Формула изобретения

Установка для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием, включающая базовую машину, привод, 744105

29,18

10 в

17 и закрепленную на машине мачту с направляющими, размещенные на мачте силовые цилиндры со штоками и передающий усилие вдавливания гидроцплиндр, соединенный с захватом, раму вращателя с верхней балкой, соединенной со штоками силовых гидроцилиндров, установленный внутри рамы с возможностью поворота вращатель с корпусом и шпинделем, а также измерительные приборы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, корпус вращателя снабжен стойкой с полостью, один конец которой связан с «орпусом, а другой — с рамой вращателя, при этом передающий усилие вдавливания гидроцилпндр монтировап на противоположной стороне корпуса гращателя.

5 Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Рекомендации по применению полевых методов исследований грунтов ЦТИСЗ Госстроя РСФСР, М., 19б9, с. 42.

1о 2. Солодухин iN. Инженерно-геологические изыскания для промышленного и гражданского строительства. М., 1975, с. 82 (прототип) .

744105

Ргг Ф

Риг. 5

Составитель В. Латушкин

Тскред В. Серякова

Корректор Л. Орлова

Гедактор Т. Кузьмина

Заказ 1206/18 Изд. М 349 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2