Устройство для образования скважин в мерзлом грунте

 

Союз Соаетскик ;оциалистическик

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.11.80 (21) 3003100/29-03 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (51) M Кл з

Е21 В 7(24

Гвсудлрствеллмв квмитвт

СССР (53) УДК 624.151..6 (088.8 ) Опубликовано 07.06.82. Бюллетень №21

Дата опубликования описания 07.06.82 пе лелем лзввретевнв к вткрмтий (72) Авторы изобретения

Б. Г. Хазин и Б. В. Гончаров т сФ

Научно-исследовательский институт промыш енно4Щц у тельства (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН

В МЕРЗЛОМ ГРУНТЕ

Изобретение относится к строительной технике, в частности к рабочим органам для образования скважин кольцевого сечения в мерзлых грунтах.

Известно устройство для образования скважин в мерзлом грунте, включающее кер- 5 ноотборную трубу и режущее кольцо (11.

Однако устройство позволяет образовывать скважины только сплошного сечения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, включающее корпус, режущую коронку и стержневые нагреватели с радиальными ножами (2)..

Недостатками такой конструкции являются необходимость наличия значительных усилий в зоне контакта режущей коронки, корпуса и труб с грунтом и невозможность получения при небольших мощных базовых машин достаточно высокой производительности при устройстве скважин, так как при этом режущая коронка, корпус и трубы находятся в непосредственном контакте с ненарушенными слоями мерзлого грунта, обладающими высокими механическими свойствами.

Цель изобретения — повышение производительности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, включающее корпус, режущую коронку и стержневые нагреватели с радиальными ножами, .снабжено режущими кольцами, установленными на наружной поверхности корпуса, при этом нагреватели размещены между режущими кольцами и корпусом.

Кроме того, режущие кольца выполнены с увеличением их наружного диаметра по высоте, причем диаметр верхнего кольца равен диаметру окружности, описывающей внешние концы радиальных ножей.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез

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

Устройство состоит из корпуса 1, по всей рабочей длине которого равномерно, через определенные расстояния, в зависимости от физико-механических свойств грунта, диаметра образовываемой скважины и толщины кольцевого сечения установлены нагреватели 2, оканчивающиеся радиальными ножами 3. К нижней части корпуса прива933929

3 рена режущая коронка 4, а в верхней части установлены наголовник 5 и монтажные (грузоподъемные) петли 6, а на боковых поверхностях корпуса расположены режущие кольца 7, образующие с ним кольцевые полости. Нагреватели имеют токопроводящие ши- 5 ны8и9.

Наружные диаметры колец 7 выполнены с перекрытием друг друга, причем диаметр верхнего бокового ножа равен диаметру разрезающего ножа 3.

Для ликвидации концентраций напряжений в грунтовом керне, с целью обеспечения оставления его в скважине, диаметр горловины режущей коронки 4 равен внутреннему диаметру корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий орган устанавливают на место погружения, затем от силовой установки (базовой машины или автономной) через генератор электроэнергии, трансформатор и пульт управления (не показаны) подают ток промышленной частоты к шинам 8 и 9 нагревателей, температура которых повышается за счет энергии, выделяющейся при прохождении тока. Через нагреватели 2 теплота передается боковым стенкам кор- 25 пуса 1, ножам 3 и режущей коронке 4, кото- рые во время погружения устройства контактируют с мерзлым грунтом. При этом в зонах контакта образуется пограничный слой (жидкостный и температурный) в результате плавления льда-цемента в тонком слое в непосредственной близости от нагретых поверхностей при выравнивании температур между ними и мерзлым грунтом.

А в результате нагрева рабочих поверхностей уменьшается их хладоломкость и на35 мерзание (налипание) на них грунта.

При погружении рабочего органа грунт входит внутрь корпуса и в кольцевые полости, образованные наружной поверхностью корпуса и внутренними поверхностями колец 7.

При извлечении устройства керн грунта, находящийся внутри корпуса, остается в скважине, а грунт, находящийся в полостях, извлекается, образуя кольцевое сечение.

Изобретение позволяет обеспечить снижение сопротивлений при погружении и извлечении рабочего органа за счет уменьшения усилий трения в зоне контактов его поверхностей с мерзлым грунтом, а также повысить его надежность и экономичность в работе в результате снижения хладоломкости и намерзания грунта. Все это в целом позволяет повысить производительность при устройстве скважин кольцевого сечения в мерзлых грунтах.

Формула изобретения

1. Устройство для образования скважин в мерзлом грунте, включающее корпус, режущую коронку и стержневые нагреватели с радиальными ножами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности работы, устройство снабжено режущими кольцами, установленными на наружной поверхности корпуса, при этом нагреватели размещены между режущими кольцами и корпусом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что режущие кольца выполнены с увеличением их наружного диаметра по высоте, причем диаметр верхнего кольца равен диаметру окружности, описывающей внешние концы радиальных ножей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 706494, кл. Е 02 D 17/14, 1978.

2. Патент США Ко 3851490, кл. 61 — 53, 1974.

933929

Редактор А. Шишкина

Заказ 3842/18

Составитель Л. Черепенкина

Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Тираж 623 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4