инструмент с переменным сечением

Формула изобретения

Инструмент с переменным сечением для направленной проходки скважин, состоящий из тела вращения с круглым основанием и гиперболической образующей, отличающийся тем, что для плавного регулирования искривления проходимой скважины при переориентации оси инструмента относительно оси скважины гиперболическая образующая расположена таким образом, чтобы максимальный радиус тела вращения не совпадал с основанием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к инструментам для прокладки подземных коммуникаций бестраншейным способом.

Известны инструменты для направленной проходки скважин и снижения начального осевого усилия, с переменным сечением, используемые для грунтопрокалывающих и грунтопродавливающих установок [1, с. 12].

Наиболее близкое техническое решение, выбранное в качестве прототипа - сменный инструмент с переменным сечением, состоящий из тела вращения с круглым основанием и гиперболической образующей, применяемый в известных установках направленной проходки скважин методом статического прокола, например ГПУ-600 [1 с. 17], установка Главмосстроя [1, с.19-20].

Недостатком известного инструмента является недостаточная точность плавного регулирования искривления проходимой скважины при переориентации оси инструмента относительно ее оси.

Задачей изобретения является расширение области применения предлагаемого технического решения путем повышения точности проходки скважин сложного профиля при прокладке подземных коммуникаций.

В известном инструменте с переменным сечением для направленной проходки скважин, состоящем из тела вращения с круглым основанием и гиперболической образующей, предлагается образующую располагать таким образом, чтобы максимальный радиус тела вращения не совпадал с основанием.

Совокупность признаков заявляемого инструмента и конструкция имеют отличия от прототипа и известных аналогов и не следуют явным образом из изученного уровня развития техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень.

Изобретение является промышленно применимым, так как наконечник с гиперболической образующей, максимальный радиус которого не совпадает с основанием, может быть изготовлен и использован в строительстве для проходки подземных коммуникаций бестраншейным способом.

Достижение технического результата обеспечивается путем снижения сопротивления продвижению инструмента в скважине при управлении путем переориентации его оси относительно оси скважины за счет уменьшения площади поверхности контакта образующих инструмента с грунтом.

Инструмент с переменным сечением для направленной проходки скважин, состоящий из тела вращения с круглым основанием и гиперболической образующей, отличающийся тем, что для плавного регулирования искривления проходимой скважины при переориентации оси инструмента относительно оси скважины, гиперболическая образующая расположена таким образом, чтобы максимальный радиус тела вращения не совпадал с основанием.

На чертеже показана схема взаимодействия инструмента с грунтом. Основание инструмента АС связано с его вершиной F криволинейной поверхностью, образующая которой описывается гиперболой; максимальный радиус полученного тела вращения обозначен BD.

Инструмент работает следующим образом.

При ориентации инструмента по оси разрабатываемой скважины нижняя поверхность контакта с грунтом FB и верхняя FD одинаковы (положение 1). После отклонения инструмента от оси (положение 2) и дальнейшем продвижении (разработке скважины) происходит некоторое увеличение диаметра скважины. При дальнейшем отклонении оси инструмента от оси проходимой скважины площадь верхней поверхности контакта инструмента с грунтом EF становится больше, чем площадь нижней поверхности KF (положение 3). Пропорционально площадям поверхностей контакта изменяются силы трения поверхностей инструмента о грунт, и даже при незначительном отклонении оси инструмента от оси скважины происходит искривление в заданном направлении при меньших величинах требуемых осевых усилий, чем для ранее известного инструмента.

Источники информации

1. ЦНИИОМТП Госстроя СССР. Руководство по проходке горизонтальных скважин при бестраншейной прокладке инженерных коммуникаций. М.: Стройиздат, 1982, - 96 с.