Установка для бурения скважин

 

ОПИСАНИЕ и

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Сеюэ Советскнк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1705,78 (21) 2б17431/29-03 (53) М. КЛ.

Е 02 0 17/14

Е 02 О 17/148 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР,но деяаи изобретений н открытий (53) УДК 622. 233. . б (088. 8) Опубликовано 30,03.81, Бюллетеиь HB 12

Дата опубликованию описания 3003,81

Ю

И.Н. Яковлев и Е.А. Сорочан

i

Экспериментально-конструкторское бюро Центрального научно-исследовательского института строительныхконструкций им. В.A. Кучеренко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к строительству и, в частности, к оборудованию для бурения скважин большого диаметра: с уширением под буробетонные фундаменты строительных объектов.

Известно устройство для бурения скважин, включающее базовую машину с грузоподъемной стрелой и копровой направляющей, бурильную трубу с буро- 1 вым органом на конце, секционный шнек, .размещенный в бурильной трубе вращения и привод, закрепленные жестко на бурильной трубе и смонтированные с возможностью перемещения по направляющим копровой стрелы, причем вал двигателя привода шестернями кинематически связан одновременно с бурильной трубой, имеющей на верхнем. конце зубчатое колесо, и с секционным шнеком, имеющим возможность вращения 20 в сторону, противоположную вращению бурильной трубы g1).

Это устройство обладает недостаточной производительностью, ввиду сложности очистки секционного шнека и не имеет воэможности производить уширение скважины.

Известно также устройство, включающее базовую машину с грузоподъемной стрелой, шнековый бур с приводом, ЗО бурильную трубу c уширением, выполненным в виде рычажного механизма с режущими ножами, с тягами, установленными на направляющих, закрепленных на бурильной трубе, привод вращения бурильной трубы L2) °

Недостатком данного устройства является низкая производительность и невозможность проиэводйть уширение в любом месте скважины.

Цель изобретения — расширение скважин на любой глубине с одновременным ее бурением.

Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения, включающее .базовую машину с груэоподъемной стрелой,. шнековый бур с приводом, бурильную трубу с уширением, samoaненным в виде рычажного механизма с режущими ножами, с тягами, установленными на направляющих, закрепленных на бурильной трубе, привод вращения бурильной трубы, снабжено выносной опорой, соединенной с базовой машиной, и подвеской с контактным устройством, присоединенной к грузоподъемной стреле и приводу шнекового бура, установленному на бурильной трубе, при этом привод вращения бурильной трубы смонтирован иа

817145 выносной опоре и имеет направляющие, в которых установлена бурильная труба с возможностью осевого перемещения, причем тяги шарнирно соединены с рычагами уширителя и имеют упоры для взаимодействия с приводом шнекового бура во время уширения.

На чертеже изображена установка, общий вид. гФ

Установка включает базовую машину 1 с грузоподъемной стрелой 2, вы- 1р носную опору 3 с механизмами наводки> соединенную .шарниром 4 с базовой машиной 1, бурильную трубу 5 с буровым органом 6 на конце и шнековый бур 7 с собственным приводом 8, помещенный в бурильной трубе 5. 13

Шнековый бур 7 выполнен с контактным вращательным устройством 9 с подвеской 10 и прикреплен, с одной стороны, при помощи подвески 10 к грузоподъемной стреле базовой машины, а 20 с другой, соединен силовым сцеплением 11 с бурильной трубой 5. Бурильная труба 5 снабжена уширителем 12 и выполнена со шпоночными выступами 13, находящимися в скользящем зацепленйи 25

14 с приводом 15 вращения, смонтированным на выносной опоре 3.

Подвеска 10 включает в себя рамку

16, смонтированную на цапфах 17 опоры 18, насаженной на ось 19 блоков 20 ЗО грузоподъемной стрелы и штанги 21, соединенные с неподвижной частью 22 вращательного контактного устройства 9. Штанги 21 помещены в направляющих 23, закрепленных на рамке 16 и подвешены при помощи блоков 24 и тросов 25 к блокам 20 грузоподъемной стрелы. По своему исполнению подвес.ка 10, нри ее перемещении вверх-вниз на тросах 25, имеет возможность самоустанавливаться независимо от уста- 40 новки базовой машины. Уширитель 12. снабжен механизмом раскрытия, выполненным в виде шарнирных звеньев 26, соединенных стержнями 27-с закрепленными на них упорами 28, связанны- 4 ми с массой шнекового бура 7. Стержни 27 помещены в направляющие втулки 29, закрепленные на бурильной трубе 5. Выносная опора 3 снабжена лотком 30 для сброса грунта и кольцом щ

31, направляющим бурильную трубу в процессе бурения.

Установка работает следующим образом.

Бурильную трубу 5 с. размещенным в ее полости шнековым буром 7 при помощи механизмов наводки выносной опоры 3 перемещают на место бурения к устанавливают в вертикальное положение. Включают привод 8 шнекового бура 7, реактивный момент которого, 60 возникающий при забуривании в грунт, . воспринимается бурильной трубой 5 посредством силового сцепления 11 и передается через шпоночные выступы

13 на привод 15. Питание электроэнер- 4$ гией привода 8 шнекового бура осуществляют посредством вращательного контактного устройства 9, реактивный момент которого воспринимается грузовой стрелой 2 базовой машины 1, через штанги 21 подвески 10. После включения шнекового бура 7 включают привод 15 бурильной трубы 5, который вращает бурильную трубу в противоположном направлении вращению шнекового бура. При этом реактивный момент привода 15 бурильной трубы воспринимается выносной опорой 3, соединенной с базовой машиной 1. .При вращении шнекового бура 7 и бурильной трубы 5 с буровым органом 6 на конце, производят одновременное бурение скважины на полный диаметр, равный диаметру бурового органа 6. При этом грунт от бурения буровым органом 6 через окна 32, расположенные в нижней части бурильной трубы, и грунт от разбуривания шнековым буром захватывают шнеком бура 7 и подают по бурильной трубе до окон

33, расположенных в верхней части бурильной трубы, а. затем. через окна 33 грунт падает на лоток 30 и оттуда— на поверхность земли или периодически после набора грунта в винтовое пространство шнека, грунт извлекают вместе с выемкой шнекового бура из бурильной трубы. После пробуривания скважины на необходимую глубину производят уширение. Для этого бурильную трубу опирают на.привод 15 вращения, а шнековый бур 7 выводят из силового зацепления 11 и насаживают на стержни 27 до упоров 28.

Под действием массы.шнекового бура на механизм раскрытия уширителя уширитель раскрывают и прижимают к стенкам скважины. При одновременном вращении бурильной трубы, опертой на привод 15 и шнекового бура, посаженного на упоры 28 стержней 27, уширитель 12, прижатый к стенкам скважины массой шнекового бура, производит конусное уширение скважины путем срезания грунта со стенок .под углом.

Срезанный грунт уширителем 12 через окна 32 в бурильной трубе захватывают шнековым буром и подают в верхнюю часть бурильной трубы, а затем, через окно 33 в верхней части бурильной трубы грунт падает на лоток 30 и оттуда — на поверхность земли или извлечение грунта производят периодической выемкой шнекового бура из бурильной трубы.

Выполнение шнекового бура с собственным приводом, с .контактным вращательным устройством с подвеской и силовым сцеплением, соединяющим

его с бурильной трубой, и наличие закрепленного на бурильной трубе уширителя с механизмом раскрытия, связанного с массой.шнекового бура, позволяют по сравнению с известными

817145 установками для бурения скважин выполнять бурение скважин сразу на полный диаметр и образовывать уширение без выемки бурильной трубы из забоя (для этой цели не требуются отдельные специальные уширители); облегчить выемку грунта при бурении скважийы или ее уширения и облегчить очистку шнеково

ro бура путем выемки его из бурильной трубы при помощи грузоподъемной стрелы (при этом не требуется извлекать бурильную трубу); использовать бурильную трубу для восприятия реактивного момента шнекового бура и тем саьым разгрузить грузовую стрелу базовой машины (использовать этот реактивный момент для облегчения вращения бурильной трубы, а также использовать массу шнекового бура в качестве привода механизма раскрытия уширителя); производить монтаж и демонтаж оборудования установки собственно базовой 20 машиной и выполнять другие подсобные работы при разъединении подвески со шнековым буром.

Указанные выше преимущества позволяют значительно повысить произво- р5 дительность при бурении скважин и образовании уширений при изготовлении буробетонных фундаментов, а также .сократить объем земляных работ при сооружении буробетонных фундаментов на 50%, снизить расход металла на

40% и бетона на 20%. Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемой установки ориентировочно составит 80 тыс. р. в год.

Формула изобретения

Установка для бурения скважин, включающая базовую машину с грузоподъемной стрелой, шнековый бур с приводом, бурильную трубу с уширителем, выполненным в виде рычажного механизма с режущими ножами, с тягами, установленными в направляющих, закрепленных на бурильной трубе, привод вращения бурильной трубы, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения скважин на любой глубине с одновременным ее бурением, она снабжена выносной опорой, соединенной с базовой машиной, и подвеской с контактным устройством, присоединенной к грузоподъемной стреле и приводу шнекового бура, установленному на бурильной трубе, при этом привод вращения бурильной трубы смонтирован на выносной опоре и имеет направляющие, в которых установлена бурильная труба с возможностью осевого перемещения, причем тяги шарнир:но соединены с рычагами уширителя и имеют упоры для взаимодействия с приводом шнекового бура во время уширения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 298724, кл. Е 21 В 9/22, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 626153, кл. Е 02 D 17/148, 1977 (прототип) 817145

Заказ .1254/37

Тираа 693 Подписное

ВНИИЙИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Череаенкина

Редактор П. Макаревич Техред М,родинка. Корректор С. Шекмар