гидробур

Формула изобретения

Гидробур, содержащий установленные на трубопроводе сопловую насадку и цилиндрический стакан, внутренняя полость которого выполнена в виде рабочей камеры, трубу для отвода продуктов разрушения, гидравлически связанную с рабочей камерой и закрепленную на цилиндрическом стакане эксцентрично оси гидробура, отличающийся тем, что гидробур снабжен расположенным коаксиально цилиндрическому стакану с возможностью осевого перемещения относительно последнего цилиндрическим кожухом, а на обращенной к забою торцевой поверхности цилиндрического стакана закреплено упругое кольцо для герметизации призабойного пространства, при этом сопловая насадка установлена с возможностью вращения и имеет эксцентрично расположенные к ее продольной оси наклонные под разными углами каналы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин в грунте и может быть использовано для гидробурения трубчатых колодцев, артезианских скважин на пастбищах скота, а также в садах и огородах.

Известно устройство для разбуривания скважин [1] содержащее установленный на полой штанге с возможностью вращения относительно нее гидромонитор, включающий корпус с внутренним продольным каналом и сообщенные с ним боковые сопла, установленные на осях и по касательной к поверхности корпуса. Сопла выполнены с разными весами плеч, с выходными отверстиями на более тяжелом плече, установлены с возможностью поворота в плоскости вращения гидромонитора и подпружинены.

Недостаток известного устройства ограниченность применения, так как оно может использоваться лишь с целью увеличения диаметра скважины.

Наиболее близким к предлагаемому устройству (прототип) является гидробур, включающий соосно установленные на трубопроводе сопловую насадку для формирования струй рабочего агента и цилиндрический стакан (корпус), внутренняя полость которого выполнена в виде рабочей камеры, трубу для отвода продуктов разрушения, гидравлически связанную с рабочей камерой и закрепленную на цилиндрическом стакане эксцентрично оси гидробура [2]

Недостаток прототипа низкая эффективность работы из-за недостаточной герметизации призабойного пространства и неравномерности воздействия струй рабочего агента на дно скважины.

Цель изобретения повышение эффективности работы за счет герметизации призабойного пространства и улучшения равномерности воздействия водяных струй на дно скважины.

Сущность заключается в том, что гидробур содержит установленные на трубопроводе сопловую насадку и цилиндрический стакан, внутренняя полость которого выполнена в виде рабочей камеры, трубу для отвода продуктов разрушения, гидравлически связанную с рабочей камерой и закрепленную на цилиндрическом стакане эксцентрично оси гидробура, цилиндрический кожух, расположенный коаксиально цилиндрическому стакану с возможностью осевого перемещения относительно последнего, упругое кольцо, закрепленное на обращенной к забою торцовой поверхности цилиндрического стакана. Сопловая насадка установлена с возможностью вращения и имеет эксцентрично расположенные к ее продольной оси наклонные под разными углами каналы.

На фиг. 1 изображен гидробур, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Гидробур содержит трубопровод 1, на нижнем конце которого с возможностью вращения относительно вертикальной оси установлена сопловая насадка 2 с эксцентрично расположенными к оси наклонеными под разными углами каналами 3, цилиндрический стакан 4, коаксиально закрепленный на трубопроводе 1 и имеющий рабочую камеру 5 в зоне сопловой насадки, упругое кольцо 6 в виде гофрированного патрубка, закрепленное на обращенной к забою торцовой поверхности цилиндрического стакана, трубу 7 для отвода продуктов разрушения, гидравлически связанную с рабочей камерой и закрепленную на цилиндрическом стакане эксцентрично оси гидробура, цилиндрический кожух 8, установленный коаксиально цилиндрическому стакану с возможностью осевого перемещения относительно последнего.

Устройство работает следующим образом. При бурении скважины рабочий агент, например вода, нагнетается насосом по трубопроводу 1 в сопловую насадку 2, из которой по каналам 3 с разными углами наклона к горизонтали выбрасывается на дно скважины, ограниченное упругим кольцом 6 и нижним концом цилиндрического кожуха 8. За счет реактивной силы выбрасываемой воды по каналам 3, расположенным эксцентрично продольной оси насадки, на последнюю действует крутящий момент, обеспечивая вращение ее в горизонтальной плоскости. Таким образом обеспечивается активное и равномерное круговое воздействие струй на дно скважины, ограниченной упругим кольцом 6 и цилиндрическим кожухом 8. Продукты разрушения вместе с водой отсасываются насосом по трубе 7, обеспечивая заглубление гидробура. В зависимости от физико-механических характеристик грунта цилиндрический кожух 8, имея острый кольцевой торец, заглубляется под собственным весом с опережением нижнего конца упругого кольца 6 при мягком по периметру грунте или на одном уровне с последним на секторе дна скважины с более твердым грунтом. На секторе дна с более мягким грунтом нижний конец упругого кольца 6 заглубляется с опережением кожуха 8, что обеспечивает экранирование струй с меньшим углом к горизонтали на этом секторе, формирование скважины заданного диаметра и лучшую герметизацию призабойного пространства. Это повышает эффективность работы гидробура, снижает стартовый запас рабочего агента (воды), что удешевляет работу в полевых условиях мобильного агрегата, включающего, например, трактор, насос с приводом от ВОМ, гидробур, гидроциклон и емкость со стартовым запасом воды. При достижении водоносного слоя грунта подачу воды по трубопроводу 1 прекращают и после определенного времени откачки воды с примесью грунта по трубе 7 гидробур извлекают из скважины.

Предложенный гидробур более эффективен в работе при бурении скважины в грунте глубиной до 10 м и позволяет снизить на 15-20% себестоимость скважины в системах водоснабжения на пастбищах скота, в садах и огородах.