Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при прокладке труб, кабелей высокого напряжения и телефонных, а также водоспусковых и дренажных коммуникаций.

Известно устройство ударного действия для образования скважин в грунте, содержащее корпус, наковальню, полый наконечник в виде цилиндрического корпуса с усеченным конусом, передний торец которого снабжен кольцевым ножом, и размещенные внутри полого наконечника под углом друг к другу четыре радиально рассекающих ножа (см. патент РФ №2134746,МКИ 6 Е02F 5/18, опубл. 1999 г.).

Недостатком этого устройства являются недостаточные условия для удаления керна из трубы, в результате происходит спрессовывание керна внутри прокладываемой трубы и стопорение ее продвижения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство ударного действия для образования скважин в грунте, включающее корпус, наковальню, полый наконечник в виде цилиндрического корпуса с усеченным конусом, передний торец которого снабжен кольцевым ножом, и размещенные внутри полого наконечника под углом друг к другу четыре радиально рассекающих ножа, в полом корпусе наконечника установлена наковальня, размещены форсунки, коммуникации подвода раствора эмульсии и жестко закрепленный к корпусу посредством радиальных рассекающих ножей обтекатель, в котором размещен активатор, состоящий из высокомоментного гидродвигателя и консольно закрепленного шнека с переменным шагом спирали (см. патент РФ №2176716 МКИ 7 Е21В 4/14, Е02F 5/18, опубл. 2001 г.).

Недостатком этого устройства является низкая производительность проходки в глинистых, неоднородных и связных грунтах из-за наличия больших боковых сопротивлений вследствие обрушения боковых стенок скважины, обусловленных постоянно действующей динамической (ударной) нагрузки, и большие связанные с этим энергозатраты.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении производительности прокладки и снижении энергозатрат на проведение скважин в грунте.

Это достигается тем, что в устройстве ударного действия для образования скважин в грунте, включающем корпус, гидромолот с наковальней, полый наконечник в виде цилиндрического корпуса с усеченным конусом, передний торец которого снабжен кольцевым ножом, и размещенные внутри полого наконечника под углом друг к другу четыре радиально рассекающих ножа, согласно изобретению в задней части наконечника установлен вращающийся активатор, состоящий из высокомоментного гидродвигателя и цилиндра, на внутренней поверхности которого расположен шнек с переменным шагом спирали, на передней части шнека расположены форсунки, коммуникации подвода эмульсии расположены внутри шнековой спирали.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство ударного действия для образования скважин в грунте, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство ударного действия для образования скважин в грунте содержит корпус 1, в котором размещен гидромолот 2 полого наконечника в виде цилиндрического корпуса с усеченным конусом, в корпусе которого установлена наковальня 3. Последняя содержит остроконечную сердцевину 4, к которой радиально рассекающими ножами 5 крепится полый наконечник 6, состоящий из конической и цилиндрической поверхностей. Передний торец полого наконечника снабжен кольцевым ножом 7.

В задней части наконечника установлен вращающийся цилиндрический активатор, состоящий из высокомоментного гидродвигателя 8 и цилиндра 9. На внутренней поверхности цилиндра расположен шнек 10 переменного шага. На передней части шнековой поверхности расположены форсунки 11. Коммуникации подвода эмульсии к форсункам находятся внутри спирали шнека.

Устройство работает следующим образом.

Под действием статической силы устройство поджимается кольцевым ножом 7 к поверхности и внедряется в забой. При достижении определенной величины усилия внедрения включается гидромолот 2 и высокомоментный гидродвигатель 8. Боек гидромолота 2 наносит удары по наковальне 3. Подвижный цилиндрический активатор 9 вращается, тем самым изменяя коэффициент трения боковой поверхности о грунт.

В процессе продвижения в грунт корпус полого наконечника производит уплотнение глинистого, неоднородного и связного грунта в боковые стенки скважины. Твердые включения и неоднородности грунта разбиваются ударными усилиями, создаваемыми гидромолотом 2. С помощью кольцевого ножа 7 производится оконтуривание керна, который затем в процессе перемещения корпуса полого наконечника разрезается радиальными ножами 5 и наконечником 4. По магистрали, расположенной внутри шнека, через форсунки 11 подается под давлением раствор эмульсии, обеспечивая размывку керна и его продвижение в сторону шнека 10 переменной спирали.

Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность прокладки скважин в грунте и снизить энергозатраты на проведение скважин путем снижения бокового сопротивления при продвижении установки в глинистых, неоднородных и связных грунтах, которое достигается конструктивным выполнением элементов устройства, позволяющим уменьшить коэффициент трения боковой поверхности о грунт, а также производить размывку и транспортировку грунтового керна.