Устройство для образования скважин в грунте и нагнетания через них закрепляющего раствора

 

ОЛ ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик ()920105

К АВТО РСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву .— (22) Заявлено 27.06.80 (21) 2947764/29-33 (51) М. Кл.з с присоединением заявки № 2948499/29-33

Е 02 D 3/12

Гасударственный комитет (23) Приоритет 30.06.80 (53) УДК 624.138. . 24. 002. 5 (088.8) па делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень №14

Дата опубликования описания 25.04.82

В. М. Королев, .К. И. Максимов и М. Ф.,::Хасин (72) Авторы изобретения

Специальный проектно-изыскательский и эксперимейтелъноконструкторский институт «Гидроспецпроект» (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН

В ГРУНТЕ И НАГНЕТАНИЯ ЧЕРЕЗ НИХ ЗАКРЕПЛЯЮЩЕГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, а именно к устройствам для образования скважин и нагнетания через них закрепляющих растворов, и может быть использовано при закреплении горных пород и гидрогеологических исследованиях.

Известно устройство для нагнетания в грунт через скважины закрепляющего раствора, включающее колонну труб, закрепленный на ней породоразрушающий инструмент и размещенный над ним уплотнитель (1) .

Однако устройство характеризуется недостаточной надежностью, проявляющаяся в том, что эластичный замкнутый разжимной уплотнитель не выдерживает больших перепадов давления, возникающих в верхней его части, а также в повышенном износе уплотнителя при надвигании на него внешнего кожуха.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для образования скважин и закрепления грунта, включающее составную по длине штангу с породоразрушающим инструментом и размещенными над ним эластичным уплотнителем и центрирующим приспособлением (2) .

Недостатки данного устройства заключаются в снижении с течением времени уп лотнителем эластичности, а его кромки истираются, что приводит к снижению надежности его работы и, как следствие, к снижению эффективности закрепления грунта.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем составную по длине полую штангу с породоразрушающим инструментом и размещенными над ним эластичным уплотнителем и центрирую15 щим приспособлением, полая штанга снабжена размещенными над породоразрушающим инструментом кольцевыми упорами и держателем эластичного уплотнителя, причем последний выполнен в виде расположенго ной под нижним упором манжеты, охватывающей полую штангу с зазором и соединенной с держателем.

Держатель эластичного уплотнения выполнен в виде свободно насаженного на штангу между кольцевыми упорами чашеоб920105

Формула изобретения

30 зя

46

Su

SS разного элемента с окнами на боковой поверхности.

Верхний кольцевой упор выполнен с отверстиями, а держатель в виде пропущенных через отверстия в упоре стержней с опорами на верхнем их конце и утяжелителем на нижнем.

На фиг. 1 изображено устройство в скважине при нагнетании закрепляющего раствора, общий вид; на фиг. 2 — то же, при бурении скважины; на фиг. 3 — вариант выполнения держателя эластичного уплотнителя.

Устройство имеет составную по длине полую штангу 1 с породоразрушающим инструментом 2 на конце, закрепленные на штанге 1 над породоразрушающим инструментом 2,верхний 3 и нижний 4 кольцевые упоры, эластичный уплотнитель, выполненный в виде расположенного под нижним 4 упором манжеты 5, охватывающей полую штангу 1 с зазором, соединенный с манжетой 5 ее держатель, выполненный в виде свободно насаженного на шатнгу 1 между кольцевыми упорами 3 и 4 чашеобразного элемента 6 с окнами 7 по боковой поверхности.

Верхний кольцевой упор 3 может быть выполнен поворотным вокруг штанги 1 с отверстиями 8, а держатель манженты 5— в виде пропущенных через отверстия 8 в упоре 3 стержней 9 с опорами 10 на верхнем их конце и утяжелителем 11 на нижнем. Для повышения надежности вертикального перемещения манжеты 5 между верхним кольцевым упором 3 и чашеобразным элементом 6 может быть установлена пружина 12 или по варианту выполнения держателя (фиг. 3) пружина 13 на каждом стержне 9. С целью снижения степени износа во время бурения манжеты 5 предусмотрены закрепленные на чашеобразном элементе 6 упругие пластины 14, которые в варианте выполнения держателя манжеты 5 закрепляются на верхнем кольцевом упоре 3. Устройство также имеет поворотное центрирующее приспособление 5, исключающее возможность заклинивания манжеты 5.

Устройство работает следуюцш;l образом.

Во время бурения скважины 16 манжета 5 с чашеобразным элементом 6 находится в крайнем нижнем положения, опираясь на упорное кольцо 3. При бурении скважины 16 с промывкой промывочная жидкость протекает по зазору между манжетой 5 и штангой 1 и через окна 7 в элементе 6.

При этом промывочная жидкость оказывает на манжету 5 гидродинамическое давление, которое преодолевается весом манжеты 5 и чашеобразного элемента 6, утяжелителя 11 и дополнитезьным усилием пружины 12 (13).

Для проведения процесса нагнетания закрепляющего раствора в полую штангу

l подают увеличенный расход жидкости, превышающий расход промывки при бурении. Вследствие этого гидродинамическое давление жидкости начинает превышать вес манжеты 5, элемента 6 и усилие пружины 12 !13). Под воздействием избыточного гидродинамического давления манжета 5 поднимается, входит в контакт с упорным кольцом 4 и прижимается к стенкам скважины 16. Возрастающее при нагнетании давление жидкости в инъектируемой зоне будет удерживать манжету 5 в этом состоянии во время всего процесса нагнетания. По окончании этого процесса давление закрепляющего раствора уменьшается, манжета 5 возвращается в нижнее положение.

Такое выполнение устройства позволяет увеличить расстояние между буровыми скважинами а следовательно, уменьшить их количество, сократить затраты на производство работ по заполнению полостей, например в основании гидротехнических сооружений, сократить сроки проведения работ, а следовательно, ускорить ввод сооружений в эксплуатацию.

l. Устройство для образования скважин в грунте и нагнетания через них закрепляющего раствора, вкл:очающсе составную по длине полую штангу с породоразрушающим инструментом и размещенными над ним эластичным уплотнителем и центрирующим приспособлением, отличающееся тем,:то, е целью повышения надежности, полая штанга снабжена размещенными над породоразрушающим инструментом кольцевыми упорами и держателем эластичного уплотпитсля, причем последний выполнен в виде расположенной под нижним упором манжеты, охвагывающей полую штангу с зазором и соединенной с держателем.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что держатель эластичного уплотнителя выполнен в виде свободно насаженного на шташу между кольцевыми упорами чашеобразного элемента с окнами на боковой поверхности.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что верхний кольцевой упор выполнен с отверстиями, а держатель в виде прону шенных через отверстия в i поре стержней с опорами на верхнем их конце и утяжелителем на нижнем.

Приоритет по пунктам:

27.06.80 по и. 1, 30.06.80 по пп. 2 и 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2744383/29-33, кл. Е 02 D 3/12, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 779504, кл. E 02 D 3/12, 1978.

Составитель А. Прямков

Редактор Н. Кнштулннец Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 2279/25 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4