устройство для расширения скважин в грунте

Формула изобретения

Устройство для расширения скважин в грунте, содержащее штангу и связанную с ней полую втулку, охватывающую хвостовики продольных секций составного расширителя, отличающееся тем, что в полой втулке выполнена радиальная прорезь, а штанга составлена из отсеков одинаковой длины, причем каждый отсек имеет с одного конца наружную коническую резьбу, а с противоположной стороны - ответную ей внутреннюю резьбу, кроме того, на каждом отсеке выполнена наружная кольцевая проточка, длина ее равна толщине полой втулки и паз полой втулки охватывает наружную кольцевую проточку, каждая продольная секция составного расширителя установлена на отсеке штанги с опорой в двух местах по ее длине и каждое место опоры представляет собой два ответных друг другу шестигранника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к оборудованию для бестраншейной прокладки труб под дорогами и другими инженерными сооружениями.

Известно грунтопрокалывающее устройство, выполненное в виде ступенчатых поверхностей, каждая ступень представляет собой усеченный конус, из которых последний соединен с трубой. Конуса последовательно образуют в грунте скважину, в которую укладывается труба (см. авторское свидетельство СССР № 899790, E 02 F 5/18, 1980 г.).

Недостатки этого устройства заключаются в трудности крепления конусов болтами в узком пространстве трубы и ненадежности болтового крепления, находящегося в скважине без профилактических осмотров, что осложняет конструкцию устройства и делает ее ненадежной.

Известно устройство для образования скважин, содержащее шпиндель, закрепленный на конце шпинделя наконечник и эксцентрично установленные на шпинделе с возможностью вращения конические катки, диаметр которых уменьшается в направлении вершины конусного наконечника (см. патент России № 1833451, E 02 F 5/18, 1991 г.).

Это устройство позволяет хорошо уплотнять грунт в скважине и повышает производительность проходки скважин. Однако существенно усложняет конструкцию из-за необходимости передачи вращающего момента каткам, а большое количество вращающихся деталей снижает надежность устройства.

Известно, наконец, принятое за прототип, устройство для расширения скважин в грунте, содержащее штангу и связанную с ней полую втулку, охватывающую хвостовики продольных секций составного двухступенчатого расширителя обтекаемой формы (см. патент России № 2109910, Е 21 В 7/28, 1996 г.). Недостатки прототипа заключаются в необходимости монтажа секций расширителя на штанге при помощи резьбы, а их извлечение из скважины выполнять тросом, что усложняет конструкцию, делает ее неудобной в эксплуатации и снижает надежность.

Технический результат данного изобретения состоит в создании устройства для расширения скважин в грунте, которое имеет простую и надежную конструкцию.

Сущность изобретения как технического решения выражается в совокупности следующих существенных признаков.

Устройство для расширения скважин в грунте содержит штангу и связанную с ней полую втулку, охватывающую хвостовики продольных секций составного расширителя обтекаемой формы.

В полой втулке выполнена радиальная прорезь, штанга составлена из отсеков одинаковой длины, причем каждый отсек имеет с одного конца наружную коническую резьбу, а с противоположной стороны - ответную ей внутреннюю резьбу. Кроме того, на каждом отсеке выполнена наружная кольцевая проточка, длина ее равна толщине втулки, паз которой охватывает наружную кольцевую проточку.

Каждая продольная секция составного расширителя установлена на отсеке штанги с опорой в двух местах по ее длине, и каждое место опоры представляет собой два ответных друг другу шестигранника.

На фиг.1 приведена схема устройства с двумя ступенями расширителей. На фиг.2 показан двухсекционный расширитель в продольном разрезе по длине штанги. На фиг.3 изображен поперечный разрез расширителя по А-А (см. фиг.2), на фиг.4 дано сечение 1-1 по фиг.2.

Устройство для расширения скважин в грунте содержит штангу 1 и связанную с ней полую втулку 2, охватывающую хвостовики продольных секций 3 составного расширителя 4. В полой втулке 2 выполнена радиальная прорезь 5, а штанга 1 составлена из отсеков 6 одинаковой длины (обычно длину отсека выбирают равной ходу штока гидроцилиндра), причем каждый отсек 6 имеет с одного конца наружную коническую резьбу 7, а с противоположной стороны - ответную ей внутреннюю резьбу, кроме того, на каждом отсеке 6 выполнена наружная кольцевая проточка 8, длина ее равна толщине втулки 2, и радиальная прорезь 5 охватывает наружную кольцевую проточку 8, каждая продольная секция 3 установлена на отсеке 6 с опорой в двух местах по ее длине, и каждое место опоры представляет собой два ответных друг другу шестигранника 9.

Устройство работает следующим образом.

Расширение скважины начинают обычно после прокалывания пилотной скважины. В этом случае наконечник штанги 1 находится в приямке, а в другом приямке находятся гидроцилиндр, пульт управления и другое необходимое оборудование (не показано). На штанге 1 выполняют монтаж составного расширителя 4. Продольные секции 3, количество которых может быть больше двух, укладывают на отсеке 6 и фиксируют полой втулкой 2, пропуская ее через радиальную прорезь 5. Включают гидроцилиндр (не показан) и дают штанге 1 движение по стрелке А (см. фиг.1). Грунт обжимает секции 3 составного расширителя 4 на отсеке штанги 6 в местах опор 9, что надежно фиксирует составной расширитель. В зависимости от прочности грунта и мощности гидроцилиндра можно к штанге подключить второй составной расширитель, который имеет больший диаметр секций, что увеличит диаметр расширяемой скважины.

Кроме того, данная технология позволяет разрушать старый трубопровод, находящийся в скважине, и в место него устанавливать новый трубопровод. Разрушение старого трубопровода можно осуществить, закрепив на секциях 3 специальные ножи.

Из изложенного следует, что предложенное устройство имеет простую и надежную конструкцию, позволяет расширять пилотные скважины, ломать старые трубопроводы и вводить в скважины новые трубопроводы и кабели, что дает большой экономический эффект.

Устройство изготовлено, успешно испытано и применяется для расширения скважин в НПЦ ООО "Экопром".