Устройство для ударного бурения скважин в слабых неустойчивых грунтах

(59 4 Е 21 В 7/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фд у К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Карагандинский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН В СЛАБЫХ НЕУСТОЙЧИВЫХ ГРУНТАХ(57) Изобретение относится к буровой технике и предназначено для проходки скважин посредством уплотнения грунта. Цель - упрощение конструкции и облегчение извлечения устр-ва из скважины. Устр-во включает корпус рабочего органа (РО) е породоразрушающим коническим наконечником 8. Полость 11 корпуса расположена над ударником 9, выполненным в виде бойка с механизмами взвода и, рабочего хода. Механизм рабочего хода выполнен в виде кольцевой упругой оболочки 10 с внутренней полостью 12 и хвостовика 14, скрепленного с корпусом. Упругая оболочка 10 размещена между хвостовиком 14 и корпусом. Полости 11 и 12 сообщены между собой каналом 13 и заполнены сжатым газом. В процессе бурения ударник 9 совершает возвратно-поступательные движения, нанося удары по корпусу и тем самым погружая наконечник 8 и РО в грунт. При взводе ударника 9 давление в полостях 11 и 12 возрастает и оболочка 10 расширяется в направлении, перпендикулярном оси РО. Она уплотняет грунт вокруг себя и формирует скважину. Деформацию оболочки 10 ограничивает хвостовик 14, 2 ил.Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для проходки скважин посредством уплотнения грунта.Цель изобретения - упрощение конструкции и облегчение извлечения устройства из скважины.На фиг. 1 изображена базовая машина для подвески устройства; на фиг. 2 -- предлагаемое устройство, общий вид,Устройство для ударного бурения скважин в слабых неустойчивых грунтах включает базовую машину 1 для его подвески, рабочий орган 2 устройства, раму 3 рабочего органа, механизм 4 извлечения рабочего органа 2 из скважины с гибким элементом 5 и гидроцилиндры 6 крепления рамы к базовой машине.Рабочий орган 2 состоит из корпуса с кожухом 7 и с породоразрушающим коническим наконечником 8, ударника 9, выполненного в виде бойка, кольцевой упругой оболочки 10 и механизмов взвода (холостого хода) и рабочего хода ударника. Механизм подъема может быть выполнен в виде подпоршневой полости, сообщенной с гидро- напорной магистралью базовой машины (не показан). Полость 11 корпуса над ударником 9 и внутренняя полость 12 упругой оболочки 1 О сообщены между собой каналом 13 и заполнены сжатым газом, образуя пневмоаккумулятор. Упругая оболочка 10 размещена между верхней частью корпуса и хвостовиком 14, скрепленным с корпусом. Упругая оболочка 10 и хвостовик 14 образуют механизм рабочего хода. Размер оболочки 10 вдоль оси устройства выбирается не меньшим, чем возможная величина внедрения рабочего органа за один удар бойка.Устройство для ударного бурения скважин в слабых неустойчивых породах работает следующим образом.При помощи базовой машины 1 и гидро- цилиндров б рабочий орган 2 устанавливают на грунт над точкой погружения, и включают в работу ударник 9. При этом он совершает возвратно-поступательное движение внутри кожуха 7, нанося удары по корпусу и погружая конический наконечник 8 и рабочий орган 2 в грунт. Движение ударника (бойка) 9 вверх (взвод бойка) осуществляется механизмом его подьема под действием давления жидкости, подводимой к ударнику от гидропривода базовой машины 1, и сопровождается повышением дав 1 О 20 25 30 35 40 ления газа в полостях 11 и 12. Движение бойка 9 вниз (разгон) осуществляется механизмом рабочего хода под действием за пасенной сжатым газом энергии и сопровождается падением давления газа в полостях 11 и 12.Во время периода взвода бойка 9 давление газа в полостях 11 и 12 возрастает и упругая оболочка О расширяется в направлении, перпендикулярном оси рабочего органа 2, уплотняя грунт вокруг себя и формируя в грунте скважину с диаметром, превьппающим диаметр скважины, формируемой наконечником 8. Деформацию упругой оболочки вверх скважины ограничивает хвостовик 14, За счет того, что размер оболочки 10 в направлении вдоль оси рабочего органа 2 не меньше величины его внедрения за один удар ударника, происходит перекрытие следов уплотнения и более равномерное формирование скважины.Во время разгона бойка 9 в каждом цикле работы ударника оболочка 10 возвращается в исходное положение (сжимается) и выходит из контакта с грунтом, не оказывая сопротивления внедрению рабочего ор гана 2, проходящему под действием удара бойка 9 по корпусу 7..После проходки скважины на расчетную глубину ударник выключают и при помощи механизма 4 с гибким элементом 5 рабочий орган 2 извлекают из грунта. При этом не происходит разрыхление грунта по стволу скважины и в ее устье, поскольку при подьеме контакт между рабочим органом и скважиной отсутствует. Снижается и усилие, необходимое для извлечения устройства из скважины, упрощается его конструкция. Формула изобретенияУстройство для ударного бурения скважин в слабых неустойчивых грунтах, включающее корпус рабочего органа с породоразрушающим коническим наконечником и ударник с механизмами взвода и рабочего хода, размещенными в корпусе, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и облегчения его извлечения из скважины, механизм рабочего хода выполнен в виде кольцевой упругой оболочки и хвостовика, скрепленного с корпусом, при этом упругая оболочка размещена между хвостовиком и корпусом, а полость корпуса над ударником и внутренняя полость упругой оболочки сообгцены между собой и заполнены сжатым газом.. Пилипенкооткрытий ктная Редактор Т. Митей Заказ 358/33 ВНИИПИ Государственного 113035, Москв Производственно.полиграфиСоставитель Л. ЧерепеникиТехред И. ВересТираж 533митета СССР по дЖ - 35, Раушскаское предприятие,КорректорПодписноеелам изобретенийя наб., д. 4/5г. Ужгород, ул. Пр