Шнековый бур

патентнс ть С о Оте.:й, 115,4,Союз СоветскихСоциалистическкхРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. с ву 22) Заявлено 19.04.77 рисоединением заявк 51) М. Кл 474652/22-03 1 С 1/1 сп (2 Гесударстеенный комитет Приоритет -Опубликовано 05.04.80. Б Дата опубликования описа(72) Авторы изобретен имакис и Т. А. Сошник В, Волков, С ударственное специальное конструкторское бюро по механизацииирригационно-мелиоративных работ и поливов хлопчатника(54) ШНЕКОВЫЙ БУР Изобретение и горной технике кладки труб спо преимущественно ний на закрыть бестраншейным с тносится к строительнои предназначенной для прообом шнекового бурения, труб устьев ых сооружегоризонтальных дренах особом. Известен шнековый бур, снабженный шарнирными ножами и опережающей пикой, которые раскрываются в процессе бурения скважины принудительно от осевых усилий подачи шнекового бура в забой скважины через опережающую пику 1.Такой бур обладает существенными преимуществами: простотой исполнения (не требуется специального привода для раскрытия шарнирных ножей) и надежность раскрытия шарнирных ножей в процессе бурения, причем на перевод их в рабочее положение не влияют такие факторы, как центробежная сила или силы трения резцов о стенки скважины, которые находятся в прямой зависимости от числа оборотов шнекового бура и физико-механических свойств разрабатываемого грунта. Опережающая лика, являясь важным звеном кинематической связи, посредством которого передаются усилия для раскрытия шарнирных ножей, уменьшает отклонение оси скважиныот заданного направления, так как является дополнительной опорой шнекового бура,препятствующей уводу переднего его конца от оси скважины. Это существенно влияет на усилия стока дренажной воды, т. е.на работоспособность дренажной линии.Однако такой шнековый бур не обеспечивает возможность регулирования диаметрабуримой скважины.Наиболее близким к изобретению из известных технических решений является шнековый бур, содержащий опережающую пику, состоящую из корпуса с хвостовиком, иупоры, кинематически связанные с раздвижными ножами, шарнирно закрепленными нашнековой штанге, имеющей гнездо с внутренней ведущей поверхностью, в которомс возможностью ограниченного осевого перемещения установлен хвостовик, имеющийответную форму гнезда 121,с Однако известный шнековый бур такжене обеспечивает регулирование диаметрабурумой скважины в зависимости от толщины стенки прокладываемых труб или физико-механических свойств грунта. Так как7263проталкивание прокладываемой трубы в образуемую шнековым буром скважину с большим натягом, т. е, при отсутствйи кольцевого зазора между стенкой скважины и наружным диаметром трубы, требует применения больших осевых усилий подачи, резко снижается длина и точность прокладки. В своВ"=очередЧйрокладКТ д 1 ЖЩФРых - -труб с большим кольцевым зазором приводит к разрушению дренажной линии в интенсивный период полива сельхозкультур из-за размыва водой полости затрубного пространства. В связи с этим, а также учи - ""тывая низкие прочностные характеристикиасбоцементных труб; применяемых в практике строительства закрытого горизонталь"Ного дренажа-,- 11 бпскаемые "значительныеотклонения толщины стенок этих труб по существующим стандартам и физико-механические свойства грунтов, такиекак влажность и способность к набуханию, появляется необходимость выбора оптимальной посадки прокладываемых труб в скважине на каж дом новом объекте работ, т. е. нужно регулировать диаметр разработки скважины шарнирными ножами шнекового бура.Целью изобретения является обеспечениевозможйости регулировать диаметр буримой скважины.Эта цель достигается тем, что кинематическая связь упоров с раздвижными ножами выполнена из промежуточных элементов, закрепленных на ножах, и наклонных пазов на упорах, в которых расголожены свобод- зФ ные концы промежуточных элементов, а хвостовик пики выполнен в виде втулки, установленной на ее корпусе с возможностью установочного перемещения относительно его в осевом направлении, при этом упоры закреплены на втулке.Кроме того, шнековый бур может иметьприспособление для установочного перемещения втулки относительно корпуса пики, которое выполнено из резьбового соединения, связывающего втулку с корпусом, и фикса ф тора, который целесообразно выполнять в виде втулки с торцовыми пазами"для зацепления с передними кромками упоров, которая установлена на корпусе пики с возможностью осевого перемещения и подпружинена в сторону упоров.На фиг. 1 изображен предлагаемый шнековый бур, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б - Б на фиг. 1.Шнековый бур содержит шнековую штан-гу 1, раздвижные ножи 2, шарнирно прикрепленные к кронштейнам 3, жестко установленным на наружной поверхности переднего конца шнековой штанги, и опережающей пики, на корпусе 4 который с возможностью вращения смонтирован полыи наконечник 5. Для восприятия осевых усилий, возникающих при подаче шнекового бура в забой скважины, внутриполого на 21конечника 5 на его переднем конце установлен упорный подшипник 6. Хвостовик 7 опережающей пики выполнен разъемным, в виде посаженной посредством резьбы на корпус 4 втулки, задняя часть которой имеет многогранное поперечное сечение, а передняя - круглое. Этими частями хвостовик 7 Посажен в гнездо 8 шнековой штанги 1,выполненное с внутренней ведущей поверхностью. Хвостовик 7, имеющий ответную форму гнезда, установлен в нем с возможностью осевого перемещения на длину паза 9, в который входит фиксатор 10, выполненный в виде болта, ввернутого в тело трубы 11 шнековой штанги 1. Задний конец корпуса 4, пропущенного через хвостовик 7, в процессе бурения скважины взаимодействует с ограничительным упором 12, выполненным в гнезде 8. Чтобы предотвратить попадание грунта в посадочные места гнезда 8 на переднем его конце выполнена кольцевая канавка, в которую вставлено уплотнительное кольцо 13. Упоры 14 представляют собой ножи-стойки, приваренные к наружной поверхности хвостовика 7, причем передние их кромки выступают за его торец. Упоры 14 кинематически связаны посредством наклонных пазов 15 с шарнирными раздвиж ными ножами 2, а выступающие за торец шнековой штанги 1 передние кромки упоров 14 находятся в зацеплении с торцовыми пазами 16 фиксатора 17, который стопорит хвостовик 7 на корпусе 4 и предохраняет его от проворачивания в процессе бурения скважины, Фиксатор 17 представляет собой втулку, посаженную на корпус 4 с возможностью осевого перемещения и подпружиненную пружиной 18 в сторону упоров 14, что обеспечивает постоянное зацепление пазов 16 с передними кромками упоров 14. Посадочное место фиксатора 7 на корпусе 4 выполнено шестигранным, а для регулирования угла максимального раскрытия шарнирных ножей 2 путем регулирования длины осевого перемещения опережающей пики в гнезде 8, на наружной поверхности его имеются лыски 19 под гаечный ключ. Режущие кромки упоров 14 и шарнирных ножей 2 армированы пластинками 20 из твердого сплава,Прокладка дренажных труб бестраншейным способом с помощью предлагаемого бура осуществляется следующим образом,Перед началом бурения в зависимости от наружного диаметра прокладываемой трубы и физико-механических свойств грунта на данном объекте строительства, определенных из взятых на анализ проб, выбирают оптимальный диаметр разработки скважины, т. е. посадку трубы 21 в скважине. Затем производится настройка шнекового бура под выбранный диаметр скважины путем регулирования угла раскрытия шарнирных ножей 2. Это достигается путем вывода из зацепления фиксатора 17 с хвостовн726321 5ком 7 опережающей пики (его оттягивают в сторону переднего конца пики) и вращения, например гаечным ключом, в нужную сторону.Для уменьшения диаметра разработки скважины необходимо ввертывать корпус 4 опережающей пики в хвостовик 7. При этом хвостовик 7 начинает выходить из гнезда 8 за счет упора заднего конца корпуса 4 в ограничительный упор 12, При выходе хвостовика 7 из гнезда 8 уменьшается расстояние от фиксатора 10 до заднего конца паза 9, что соответственно уменьшает величину осевого перемещения опережающей пики и угол раскрытия шарнирных ножей 2.Чтобы увеличить углю раскрытия шарнирных ножеи 2, необходимо вывертывать корпус 4 опережающей пики из хвостовика 7. и После настройки шнекового бура надо отвести опережающую пику из гнезда 8 шнековой штанги 1 на максимальную величину его перемещения. При этом упоры 14 наклонными пазами 15 увлекают за собой шарго нирные ножи 2 и складывают их, обеспечивая тем самым беспрепятственный пропуск шнекового бура внутрь прокладываемой трубы 21. Вращением шнекового бура и одновременной его подачей с трубой 21 в забой скважины достигается прокладка, в г 5 процессе которой опережающая пика, вдвигаясь в гнездо 8 шнековой штанги от реактивных осевых усилий внедрения полого наконечника 5 в грунт, раскрывает шарнирные ножи 2 упорами 14 через наклонный паз 15, Раскрытые шарнирные ножи раз- ф рабатывают грунт в скважине до необходимого диаметра, который транспортируется йнековым буром к устью скважины. После проходки скважины шнековый зз бур извлекают из полости трубы 21, при этом раскрытые шарнирные ножи 2, взаимодействуя задними кромками с торцом про 6ложенной трубы 21, складываются и обеспечивают беспрепятственное извлечение.формула изобретения1. Шнековый бур, содержащий опережающую пику, состоящую из корпуса с хвостовиком, и упоры, кинематически связанныес раздвижными ножами, шарнирно закрепленными на шнековой штанге, имеющей гнездо с внутренней ведущей поверхностью, вкотором с возможностью ограниченного осевого перемещения установлен хвостовик,имеющий ответную форму гнезда, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулировать диаметр бури мойскважины, кинематическая связь упоров сраздвижными ножами выполнена из промежуточных элементов, закрепленныхна ножах, и наклонных пазов на упорах, в которых расположены свободные концы промежуточных элементов, а хвостовик пики выполнен в виде втулки, установленной на еекорпусе с возможностью установочного перемещения относительно его в осевом направлении, при этом упоры закреплены навтулке,2. Бур по и. 1, отличающийся тем, чтоон имеет приспособление для установочногоперемещения втулки относительно корпусапики, которое выполнено из резьбового соединения, связывающего втулку с корпусом,и фиксатора.3. Бур по и. 1, отличающийся тем, чтофиксатор выполнен в виде втулки с торцовыми пазами для зацепления с переднимикромками упоров, которая установлена накорпусе пики с возможностью осевого перемещения и подпружинена в сторону упоров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Мо 3938598, кл. 175 - 99,опублик. 1976.2. Патент Японии Мо 43-28156, кл. 86 Р 25,опублик. 1968 (прототип)..2 фиг. д Составитель М, РогачТехред К. Шуфрнч Корректор Г, РешетникТираж 626 ПодписноеП И Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5П кПатент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Т, БельскаяЗаказ 752/49ЦНИ113035,Филиал П