Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в плывунах и болотистых грунтах. Техническим результатом является исключение погружения или всплытия рабочего органа в грунте. Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах включает погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории. При этом погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы. При всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа. При погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Техническое решение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в плывунах и болотистых грунтах.

Известен способ прокладки трубопровода, реализованный в патенте РФ №2103445, E02E 5/18, опубл. 27.01.1998 г., включающий выставление продавливаемой секции трубы соосно оси бура, продавливание секции трубы в грунт, разбуривание бурильной головкой со шнеком находящегося в секции грунта, приваривание следующей секции трубы, которую аналогично продавливают, а находящийся в ней грунт разбуривают. Однако в плывунах и болотистых грунтах труба, выставленная в заданном направлении, не будет сохранять своего положения, так как грунт насыщен водой и труба будет стремится погрузиться в грунт, а механизм бурения, включающий шнек с разбуривающей головкой, будет перемещаться вместе с трубой. При этом известный способ прокладки трубопровода не позволяет вернуть продавливаемую трубу на заданную траекторию. Таким образом, способ прокладки трубопровода, реализованный в патенте РФ №2103445, не эффективен при прокладке трубопроводов в плывунах и болотистых грунтах, так как не обеспечивает точности прокладки, что ограничивает его применение.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ управления направлением движения устройства ударного действия для проходки скважин в грунте (пневмопробойника) по патенту РФ №2116404, E02F 5/18, E21B 7/06, опубл. 27.07.1998 г., включающий разворот указанного устройства в сторону нужного направления движения за счет приложения асимметричной в поперечном сечении корпуса устройства силы, при этом с одной стороны относительно продольной оси корпуса изменяют коэффициент трения участка поверхности корпуса, взаимодействующей с грунтом.

Данный способ невозможно использовать в плывунах и болотистых грунтах, так как скважина отсутствует, поэтому данный способ не обеспечит точности движения рабочего органа.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности движения рабочего органа по заданной траектории в плывунах и болотистых грунтах за счет исключения погружения или всплытия рабочего органа в грунте.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в способе управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах, включающем погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории, согласно техническому решению погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы: при всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа, а при погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа.

Изменение массы рабочего органа позволит при отклонении его от траектории осуществлять погружение или подъем рабочего органа, тем самым удерживать рабочий орган на заданной траектории независимо от длины участка и степени погружения или всплытия его в плывуне или болотистом грунте.

Целесообразно в слабообводненных плывунах и болотистых грунтах корректировать направление движение рабочего органа в горизонтальной плоскости, что позволит повысить точность движения рабочего органа.

Сущность предложенного способа управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах поясняется примером его реализации, показанным на чертеже.

Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах реализуют следующим образом. Между рабочим 1 и приемным 2 котлованами в плывунах и болотистых грунтах намечают траекторию движения с заданной точкой A в приемном котловане 2. В рабочем котловане 1 устанавливают блок 3 управления рабочим органом 4. Блок 3 управления включает необходимое для проходки оборудование, например установку горизонтального бурения и дополнительные агрегаты для корректировки направления движения. Далее собирают рабочий орган 4, включающий регулировочную камеру 5, в слабообводненных породах рабочий орган 4 оборудуют, например, односторонним клином для корректировки направления движения. Управление рабочим органом 4 осуществляют блоком 3 управления посредством канала 6, например, в виде буровых штанг. Вначале необходимо установить рабочий орган 4 на заданный угол α относительно горизонтальной плоскости, чтобы выйти в заданную точку A, расположенную в приемном котловане 2. Подачу рабочего органа 4 осуществляют с блока 3 управления. По мере продвижения рабочего органа 4 по траектории осуществляют контроль его положения, например, навигационным устройством (на чертеже не показано). Так как породы обводненные, то при пустой регулировочной камере 5 рабочий орган 4 стремится всплыть (подняться) в грунте, т.е. отклониться от траектории. В этом случае в регулировочную камеру 5 подают с блока 3 управления наполнитель для увеличения массы рабочего органа 4, например воду, в таком количестве, чтобы рабочий орган 4 погрузился до заданной траектории (увеличивать массу рабочего органа можно также механическими средствами, имея соответствующей конструкции канал 6). При дальнейшей подаче рабочего органа 4 в приемный котлован 2, при увеличении его массы, например, за счет увеличения длины канала 6 необходимо уменьшить количество наполнителя в регулировочной камере 5 до значения, при котором рабочий орган 4 вернется на заданную траекторию. Кроме того, при проходке в слабообводненных плывунах и болотистых грунтах оснащение рабочего органа 4, например, односторонним клином позволит при необходимости с блока 3 управления корректировать направление движения рабочего органа 4 в горизонтальной плоскости путем поворота клина и его подачи. Таким образом осуществляют процесс управления направлением движения рабочего органа 4 для проходки скважин согласно предложенному способу. После выхода рабочего органа 4 в заданную точку A приемного котлована 2 осуществляют его демонтаж и дальнейшие необходимые проектные работы.

1. Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах, включающий погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории, отличающийся тем, что погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы: при всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа, а при погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в слабообводненных плывунах и болотистых грунтах корректируют направление движения рабочего органа в горизонтальной плоскости.