Устройство для образования скважин в грунте и нагнетания через них закрепляющего раствора

ОЛ ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(51 22) Заявлено 27.06.80 присоединением заявк 2 Гасударственные к СССР па делам изеере и открытий,Хаси 72) Авторы изобретения Королев, .К. ксимов и ециальный проектно-изыскательский и эксперимейтелъыоконструкторский институт Гидроспецпроект аявитель 54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИНУНТЕ И НАГНЕТАНИЯ ЧЕРЕЗ НИХ ЗАКРЕПЛЯЮЩЕГОРАСТВОРА 2 м лотнителем и центрирующи м 2.данного устройства заклюении с течением времени упстичности, а его кромки истииводит к снижению надежносижению надежэластичным уп приспособлениеНедостатки чаются в сниж лотнителем эла раются, что пр ти его работы э ективности и, как следствие, к сн фф закрепления грунта Цель изобретения - повышение ности. Поставленная цель достигается в устройстве, включающем соста длине полую штангу с породора щим инструментом и размещенн ним эластичным уплотнителем и це 15 щим приспособлением, полая штан жена размещенными над породора щим инструментом кольцевыми уп держателем эластичного уплотните чем последний выполнен в виде рас го ной под нижним упором манжеты,вающей полую штангу с зазором ненной с держателем. Держатель эластичного у полнен в виде свободно на штангу между кольцевыми упНаиболее близ ляется устройство и закрепления гр ную по длине шта инструментом иким к предлагаемому явдля образования скважин унта, включающее составнгу с породоразрушающим размещенными над ним плотнения высаженного на орами чашеобИзобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, а именно к устройствам для образования скважин и нагнетания через них закрепляющих растворов, и может быть использовано при закреплении горных пород и гидрогеологических исследованиях.Известно устройство для нагнетания в грунт через скважины закрепляющего раствора, включающее колонну труб, закрепленный на ней породоразрушающий инструмент и размещенный над ним уплотнитель 11.Однако устройство характеризуется недостаточной надежностью, проявляющаяся в том, что эластичный замкнутый разжимной уплотнитель не выдерживает больших перепадов давления, возникающих в верхней его части, а также в повышенном износе уплотнителя при надвигании на него внешнего кожуха,тем, что вную по зрушаюым над нтрируюга снаб- зрушаюорами и ля, при- положен- охваты- и соеди 920105формула изобретения 30 35 46 45 5 О 55 разного элемента с окнами на боковой поверхности,Верхний кольцевой упор выполнен с отверстиями, а держатель в виде пропущенных через отверстия в упоре стержней с опорами на верхнем их конце и утяжелителем на нижнем.На фиг. 1 изображено устройство в скважине при нагнетании закрепляющего раствора, общий вид; на фиг, 2 - то же, при бурении скважины; на фиг. 3 - вариант выполнения держателя эластичного уплотнителя,Устройство имеет составную по длине полую штангу 1 с породоразрушающим инструментом 2 на конце, закрепленные на штанге 1 над породоразрушающим инструментом 2,верхний 3 и нижний 4 кольцевые упоры, эластичный уплотнитель, выполненный в виде расположенного под нижним 4 упором манжеты 5, охватывающей полую штангу 1 с зазором, соединенный с манжетой 5 ее держатель, выполненный в виде свободно насаженного на шатнгу 1 между кольцевыми упорами 3 и 4 чашеобразного элемента 6 с окнами 7 по боковой поверхности.Верхний кольцевой упор 3 может быть выполнен поворотным вокруг штанги 1 с отверстиями 8, а держатель манженты 5 - в виде пропущенных через отверстия 8 в упоре 3 стержней 9 с опорами 10 на верхнем их конце и утяжелителем 11 на нижнем. Для повышения надежности вертикального перемещения манжеты 5 между верхним кольцевым упором 3 и чашеобразным элементом 6 может быть установлена пружина 12 или по варианту выполнения держателя (фиг. 3) пружина 13 на каждом стержне 9. С целью снижения степени износа во время бурения манжеты 5 предусмотрены закрепленные на чашеобразном элементе 6 упругие пластины 14, которые в варианте выполнения держателя манжеты 5 закрепляются на верхнем кольцевом упоре 3. Устройство также имеет поворотное цецтрируюшее приспособление5, исключающее возможность заклинивания манжеты 5.Устройство работает следуюшим образом.Во время бурения скважины 16 манжета 5 с чашеобразным элементом 6 находится в крайнем нижнем положения, опираясь на упорное кольцо 3. При бурении скважины 16 с промывкой промывочная жидкость протекает по зазору между манжетой 5 и штангой 1 и через окна 7 в элементе 6. При этом промывочная жидкость оказывает на манжету 5 гидродицамическое давление, которое преодоглевгегся весом манжеты 5 и чашеобразного элемента 6, утяжелителя 11 и дополнительным усилием пружины 12 (13).Для проведения процесса нагнетания закрепляющего раствора в полую штангу 1 подают увеличенный расход жидкости, превышающий расход промывки при бурении. Вследствие этого гидродинамическое давление жидкости начинает превышать вес манжеты 5, элемента 6 и усилие пружины 12 (13). Под воздействием избыточного гидродинамического давления манжета 5 поднимается, входит в контакт с упорным кольцом 4 и прижимается к стенкам скважины 16. Возрастающее при нагнетании давление жидкости в инъектируемой зоне будет удерживать манжету 5 в этом состоянии во время всего процесса нагнетания, По окончании этого процесса давление закрепляющего раствора уменьшается, манжета 5 возвращается в нижнее положение.Такое выполнение устройства позволяет увеличить расстояние между буровыми скважинами а следовательно, уменьшить их количество, сократить затраты на производство работ по заполнению полостей, например в основании гидротехнических сооружений, сократить сроки проведения работ, а следовательно, ускорить ввод сооружений в эксплуатацию. 1. Устройство для образования скважинв грунте и нагнетания через них закрепляющего раствора, вкл:очаюшсе составнуюпо длине полую штангу с цородоразрушающим инструментом и размещенными над цимэластичным уплотнителем и цецтрирующимприспособлением, отличающееся тем,:то, ецелью повышения надежности, полая штанга снабжена размещенными над породоргзрушающим инструментом кольцевыми уцо.рами и держателем эластичного уплотццтсля,причем последний выполнен в виде расположенной под никцим упором манжеты, охва.тываюшей полую штангу с зазором и соединенной с держателем.2. Устройство по и. 1, отличающеесятем, что держатель эластичного уплотнителя выполнен в виде свободно насаженногоцг штангу между кольцевыми упорами чашеобргзного элемента с окнами на боковойповерхности.3. Устройство цо пп. 1 и 2, отличающеесч тем, что верхний кольцевой упор выполнен с отверстиями, а держатель в виде пропущенных через отверстия в поре стержней с опорами ца верхнем их конце и утяжелителем на нижнем.Приоритет по пунктам;2.06.80 по и. 1,30,06.80 по пп. 2 и 3.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССР по заявке2744383/29-33, кл. Е 02 Р 3/12,979.2, Авторское свидетельство СССР779504, кл. Е 02 Р 3/12, 198.920105 Фа,А 1 Составитель А, Прям нец Техред А. БойкасТираж 711ПИ Государственного комитетделам изобретений н откры Москва, Ж - 35, Раушская на П Патент, г. Ужгород, ул. ковКорректор Г. ОгарПодписноеСССРтийб., д. 4/5Проектная, 4 Редактор Н, КнштулнЗаказ 2279/25ВНИИ 113035,филиал П