Устройство для образования уширений в основании скважин

 

Союз Советскна

Соцмалнстичесннк

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ С ИВЛЬСТВУ

<»791888 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (51) М. Кл.з

Е 21 В 7/28 (22) Заявлено 04. 07. 78 (21) 2637664/29-03 с прмсоеднмемнем заявим ¹вЂ” (23) Г1рнорнтетf осударстаенный комнтет

СССР во делам нзобретеннй н открнтнй

Опубликовано 301280. бюллетень ¹ 48

Дата опублнковаммя синкенмя 30 .12. 80 (53) УДК 622. 233. .051.77(088.8) (72) Авторы мэобретення

В. И. Цой, И. Н. Лебедев, Н. В. Бойко, В. В. Харченко, О . Б. Скоаинцева и Р. Ф. Шевченко (71) Заявмтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЙ

В ОСНОВАНИИ СКВАЖИН

Йзобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано для получения уширенных полостей в основании скважин при изготовлении буронабивных свай с уширенной пятой.

Известны устройства для уширения основания скважин, оснащенные режущими ножами и шнеком . Режущие ножи позволяют разрабатывать полости в грунтах доД категории прочности, Транспортирование срезанного режущими ножами грунта на поверхность шнеком обуславливает большую энергоемкость процесса вследствие трения грунта о винтовую поверхность шнека и трения кромки винтовой поверхности шнека о стенки скважины . Причем с увеличе-. нием глубины скважины затраты энергии возрастают.

Известны устройства для образования уширений в основании скважины, включающие привод, центральную штангу с корпусом, к которому шарнирно прикреплены режущие ножи с тягами.

Однако эти устройства имеют низкую производительность вследствие цикличности работы.

Целью изобретения является повышение производительности устройства, для ушнрения основания скважин.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство для уширения основания скважин, включающее

S п р и»в оoд, центральную штангу с корпусом, к которому шарнирно прикреплены режущие ножи, раздвигаемые тягами, снабжено коническим редуктором, выходной вал которого соединен !

О с центральной штангой и корпусом, внутри которого расположена трамбовка и компенсирующая подвеска, связанная с трамбовкой через гибкую связь, при этсм конический редуктор имеет диск с пазом и палец, размещенный в этси пазу с возможностью перемещения в нем посредством поводка, который закреплен на валу шестерни редуктора, причем палец соединен гиб2л кой связью с подпружиненной компенсирующей подвеской, установленной с возможностью перемещения в вертнкальной плоскости.

25 Ксмпенсирующая подвеска выполнена в виде корпуса с размещенными в нем храповым механизмом с пружиной кручения и барабаном, установленными на одном валу, при этом корпус компен3Q сирующей подвески подпружинен.

791888

Основание трамбовки выполнено ко-. ническим.

Подвеска, установленная с воэмож- . ностью перемещения в вертикальных направляющих корпуса и содержащая храповой механизм с пружиной кручения и-барабан, обеспечивает сохранение постоянной энергии удара трамбовки по мере ее относительного подъема при увеличении объема уплотняемого грунта.

Установка под компенсирующей подвеской пружин с усилием сжатия, превышающим усилие кручения пружины храпового Механизма и наличие слабины гибкой связи, расположенной над компенсирующей подвеской, обусловливает снижение динамических нагрузок при простреле трамбовки и повышение надежности работ устройства.

На фиг. 1 иэоьражено устройство для уширения основания скважин, в разрезе; на фиг . 2 — разрез А-A на фиг. 1 р на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для,.образования уширения основания скважин включает привод 1, установленный на каретке 2, к которой присоединен конический редуктор 3, выходной вал которого соединен с центральной штангой 4, прикрепленной к корпусу 5. К корпусу

5 шарнирно прикреплены режущие ножи б, имеющие возможность раздвигаться в стороны посредством шарнирно прикрепленных к ним тяг 7. Тяги 7 проходят вдоль корпуса 5 и центральной штанги 4 и имеют возможность перемещаться в осевсм направлении посредстЪом винтового механизма 8, прикрепленного к, коническому редуктору 3.

В корпусе 5 расположена трамбовка 9, которая соединена посредством гибкой связи через компенсирующую подвеску 10 с.пальцем 11 конического редуктора 3. Палец 11 расположен в кольцевом пазу 12 диска 13, вертикально установленного в коническом редукторе 3, и имеет воэможность перемещаться посредством поводка 14, закрепленного на валу вертикальной шестерни 15.

Компенсирующая подвеска 10 установлена между верхним 16 и нижним

17 канатами и имеет возможность перемещаться по вертикальным направляющим 18 корпуса 5.

Компенсирующая подвеска 10 включает храповой механизм 19 с пружиной кручения 20 и барабан ?1, соединенные между собой и расположенные на одном валу 22.

При возникновении слабины нижнего каната 17 под действием пружины кручения 20 он наматывается на барабан

21.

Для уменьшения динамических нагрузок на устройство при простреле трамбовки 9 в корпусе 5 под компенсирующей подвеской 10 установлены пружины

23 с усилием сжатия, превыаающим усилие кручения пружины 20 храмового механизма 19, а верхний канат 16 при опирании компенсирующей подвески 10 на пружины 23 имеет слабину.

Для обеспечения равномерного поступления разрушенного режущими ножами б грунта под трамбовку 9 она образует со стенками скважины кольцевую щель 24, а ее основание имеет коническую форму .

Устройство для уширения основания скважин навешивается на бурильные установки вращательного действия .

Перед опусканием устройства в скважину производится подготовка его к работе. Для этого устройство устанавливается на землю до опирания трамбовки 9 . Затем выключается храповой

2{) механизм 19 и производится подъем устройства до тех пор, пока не размотается с барабана 21 ксмпенсирующей подвески 10 под действием массы трамбовки нижний канат. При разматывании

1 нижнего каната 17 взводится пружина кручения 20 храпового механизма 19.

После этого храповой механизм включается .

Устройство со сложенными режущими

ЗО ножами б опускается в скважину до упора трамбовки 9 в дно и появления слабины вЕрхнего каната 16. Пружины 23, установленные в корпусе 5 под компен сирующей подвеской 10, перед работой устройства находятся в свободном состоянии .

Устройство работает следующим образом .

При включении привода 1 через конический редуктор 3 приводится во

40 вращение центральная штанга 4, корпус 5, режущие ножи 6, тяги 7, а также компенсирующая подвеска 10.

Режущие ножи б, вращаясь, раздвигаются в стороны тягами посредством

4 винтового механизма 8. Грунт, разрушенный режущими ножами б, под действием. силы тяжести поступает через кольцевую щель между трамбовкой 9 и стенками скважины под трамбовку. Этому способствУет также коническая форма оснрвания трамбовки, обусловливающая осыпание разрушенного грунта от стенок скважины к ее центру и равномерное распределение его по всей площади дна скважины.

При работе конического редуктора

3 поводком 14 производится периодическое перемещение снизу вверх по пазу 12 пальца 11 с закрепленной к нему посредством канатов 16, 17 и ком4р пенсирующей подвески 10 трамбовки 9 .

Достигнув верхнего положения, палец

11 под действием массы трамбовки движется по пазу 12 вниз . Трамбовка 9 падает, уплотняя грунт, срезанный ре45 жущими ножами .

791888

О

20

4$

S0

По мере увеличения объема уплотненного грунта под трамбовкой производится ее относительное перемещение вверх. При этом появляющаяся при нижнем положении трамбовки слабина нижнего каната 17 выбирается посредством наматывания его на барабан 21 компенсирующей подвески 10 под действием пружины кручения 20 храпового меха,низма 19. Храповой механизм 19 пре дохраняет барабан 21 от разматывания нижнего каната 17 при подъеме трамбовки 9 .

Компенсирующая подвеска 10., установленная между верхним 16 и нижним

17 канатами, вращаясь вместе с корпусом 5, перемещается в его направляющих 18. Периодически, при нижнем положении компенсирующей подвески 10, она опирается на пружины сжатия 23, и образуется слабина верхнего каната

16.

При ударном уплотнении грунта может произойти прострел. трамбовки, при котором под действием падающих масс корпусом компенсирующей подвески 10 сжимаются пружины 23 и выбирается слабина верхнего каната 16 .

При простреле трамбовки вследствие демпфирующего эффекта пружин 23 на устройство передаются меньшие динамические нагрузки .

Так как грунт, разрушенный режущими ножами 6, при работе устройства поступает под трамбовку 9 непрерывно, то после удара., следующего за прострелом трамбовки, производится ее относительное перемещение вверх и образуется слабина нижнего каната 17.

Поскольку усилие сжатия пружин 23 превыаает усилие кручения пружин 20 храпового механизма, то слабина нижнего каната 17 выбирается не барабаном 21, а перемещением вверх компенсирующей подвески 10 под действием усилия сжатых пружин 23. При этск .одновременно вновь образуется слабина верхнего каната 16 .

Описанные процессы резания грунта .ножами и уплотнения его трамбовкой производятся непрерывно до получения уширенной полости необходимых размеров. После этого производится реверсирование привода 1. Режущие ножи 6 посредством тяг 7 и винтового механизма 8 сводятся, а трамбовка 9 производит доуплотнение грунта на дне скважины .

Непрерывная разработка грунта в скважине режущими ножами и одновременное послойное уплотнение его трамбовкой обуславливает высокую производительность устройства .

Наличие компенсирующей подвески, содержащей храповой механизм с пружиной кручения и барабан, обеспечивает сохранение .постоянной энергии удара трамбовки по мере ее относительного подъема. установка под компенсирующей подвеской пружины с усилием сжатия, превышающим усилие кручения пружины храпового механизма и наличие слабины гибкой связи, расположенной над подвеской, обуславливает снижение динамических нагрузок при простреле трамбовки и устойчивую надежную работу устройства .

Вследствие того, что диаметр основания трамбовки меньше диаметра скважины и основание имеет коническую форму, обеспечивается эффективное поступление разрушенного грунта под трамбовку и равномерное распределение его по всей площади дна скважины .

Формула изобретения

1. Устройство для образования уширений в основании скважин, включающее привод, центральную штангу с корпусом, к которому шарнирно прикреплены режущие ножи с тягами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, оно снабжено коническим редуктором, выходной вал которого соединен с центральной штангой и корпусом, внутри которого расположена трамбовка и компенсирующая подвеска, связанная с трамбовкой через гибкую связь, при этом конический редуктор имеет диск с пазом и палец, размещенный в этом пазу с возможностью перемещения в нем посредством поводка, который закреплен на валу шестерни редуктора, причем палец соединен гибкой связью с компенсирующей подвеской, установленной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что компенсирующая подвеска выполнена в виде корпуса с размещенными в нем храповым механизмом с пружиной кручения и барабаном, установленными на одном валу, при этом корпус компенсирующей подвески подпружинен.

7.91888

Л вЂ” А

4 иг.2

Фиг. 3

Составитель Л. Черепенкина

Редактор д. Павлова Техред И.Коитура Корректор О, Билак

Закаэ 9 3 О. Тираж 626 Подписи .е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная,