устройство ударного действия для образования скважин в грунте

Формула изобретения

Устройство ударного действия для образования скважин в грунте, включающее 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 ножа, форсунки, коммуникации подвода раствора эмульсии и жестко закрепленный активатор, отличающееся тем, что в задней части корпуса установлен силовой цилиндр и соединяющее напорные магистрали регулируемое реле давления, которое отслеживает и регулирует совместную работу гидромолота и силового цилиндра.

Описание изобретения к патенту

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 E02F 5/18, опубл. 1999 г.).

Недостатком этого устройства являются недостаточные условия для удаления керна из трубы, в результате происходит спрессование 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, E02F 5/18, опубл. 2001 г.).

Недостатком этого устройства является низкая производительность проходки в сыпучих, неоднородных и малосвязных 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 ножа, форсунки, коммуникации подвода раствора эмульсии и жестко закрепленный активатор, согласно изобретению в задней части корпуса установлен силовой цилиндр и соединяющее напорные магистрали регулируемое реле давления, которое отслеживает и регулирует совместную работу гидромолота и силового цилиндра.

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.

Устройство ударного действия для образования скважин в грунте содержит корпус 1, в котором размещен гидромолот 2, полый наконечник в виде цилиндрического корпуса с усеченным конусом, в корпусе которого установлена наковальня 3. Передний торец полого наконечника снабжен кольцевым ножом 4, а внутри его корпуса размещен наконечник 5, в обтекателе которого размещен активатор 6. Активатор жестко закреплен внутри полого корпуса наконечника четырьмя радиально рассекающими ножами 8, расположенными под углом друг к другу.

Внутри полого наконечника за радиально рассекающими ножами 8 расположены форсунки 7 и коммуникации для подвода эмульсии. В задней части корпуса за гидромолотом 2 размещен силовой цилиндр 9. Напорные магистрали соединены регулируемым реле давления 10 для отслеживания и регулирования совместной работы гидромолота и силового цилиндра.

Устройство работает следующим образом.

Под действием статической силы, создаваемой силовым цилиндром 9, устройство поджимается кольцевым ножом 4 к поверхности и внедряется в забой. При достижении определенной величины усилия внедрения включается гидромолот 2. Боек гидромолота 2 наносит удары по наковальне 3. При уменьшении усилия внедрения гидромолот 2 выключается и дальнейшее продвижение трубы происходит под действием статического усилия, создаваемого силовым цилиндром 9. Величина статической силы задается регулируемым реле давления 10, соединяющим напорные магистрали, которое отслеживает и регулирует совместную работу гидромолота и силового цилиндра.

В процессе продвижения в грунт корпус полого наконечника производит уплотнение сыпучего, неоднородного и малосвязного грунта в боковые стенки скважины под действием статической силы силового цилиндра 9. Твердые включения и неоднородности грунта разбиваются ударными усилиями, создаваемыми гидромолотом 2. С помощью кольцевого ножа 4 производится оконтуривание керна, который затем в процессе перемещения корпуса полого наконечника разрезается радиальными ножами 8 и наконечником 5. По магистрали через форсунки 7 подается под давлением раствор эмульсии, обеспечивая продвижение керна в сторону активатора 6.

Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность прокладки скважин в грунте и снизить энергозатраты на проведение скважин путем снижения бокового сопротивления при продвижении установки в сыпучих, неоднородных и малосвязных грунтах, которое достигается конструктивным выполнением элементов устройства, позволяющим отслеживать и регулировать совместную работу гидромолота и силового цилиндра.