Установка для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием

н) 744 Ю ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 оз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.2Е 21 В 7/О Е 020 1/О исоединением заявки Гасударстеенной катлитет СССР(088.8) па лелам нзабрстений открытий(45) Дата опубликования описания 30.06.80(72) Авторы изобретения Л, С, Амарян, П, А, Анатольевский, В, Н, Малышев и В. А. Пашковский Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве(54) УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГРУНТОВ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМышение произвоИзобретение относится к строительству, а именно к инженерным изысканиям.Известна специализированная установка для статического зондирования УСЗК-З, включающая силовой гидроцилиндр, патрон для соединения с зондом и измерительную аппаратуру,Недостатком такой установки является отсутствие вращателя для производства буровых работ 1.Наиболее близким к изобретению техническим решением является установка для .бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием, разработанная ПНИИИСом, включающая базовую машину, привод, закрепленную на машине мачту с направляющими, размещенные на мачте силовые цилиндры со штоками и передающий усилие вдавливания гндроцилиндр, соединенный с захватом, раму вращателя с верхней балкой, соединенной со штоками силовых гидр оцилиндров, установленный внутри рамы с возможностью поворота вращатель с корпусом и шпинделем, а также измерительные приборы (2.Недостатком указанной установки для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием является то, что передающий усилие вдавливания гидро- цилиндр, соединенный с захватом для труб зонда, имеет самостоятельныи механизм подачи, дублирующий механизм подачи вращателя станка, который навешцвается на шпиндель вращателя, перекрывая рабочую 5 зону, обеспечивающую производство буровых работ установкой, и поэтому при переходе от зондирования к бурению и наоборот необходимо передающий усилие вдавливания гидроцилиндр с механизмом пода чи демонтировать п монтировать на мачтестанка, что уменьшает производительность установки,Цель изобретения - повдительности установки.15 Поставленная цель достигается тем, чтов установке для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием, включающей базовую машину, привод, закрепленную на машину мачту с на Гтравляющимтт, размещенные на мачте силовые цилиндры со штоками и передающий усилие вдавливания гидроцилиндр, соединенный с захватом, раму вращателя с верхней балкой, соединенной со штоками 25 силовых гидроцилиндров, установленныйвнутри рамы с возможностью поворота вращатель с корпусом и шпинделем, а также измерительные приборы, корпус вращателя снабжен стойкой с полостью, один конец которой связан с корпусом, а другой -44105г,", с;ф 418. Ось передающего усилие вдавливания гидроцилиндра 16 и захвата 17 совпадает с центральной плоскостью между ногами 15 мачты 2. Осевое усилие на задавливаемые 5 при статическом зондировании трубы передается от штоков 12 силовых гидроцилинд 73с рамой вращателя, при этом передающийусилие вдавливания гидроцилиндр монтирован на противоположной стороне корпуса вращателя,На фиг. 1 - 5 изображена установка длябурения и исследования свойств грунтовстатическим зондированием в положениидля бурения и статического зондирования.Установка состоит из привода 1, мачты2, лебедки 3, гидронасоса 4, силовых гидроцилиндров 5, вращателя 6 с корпусом 7и шпинделем 8. Корпус 7 вращателя 6 установлен на валу 9 внутри рамы 10. Осьвала 9 является одновременно осью поворота вращателя в положение для вращательного бурения и в положение для статического зондирования и ударно-канатногобурения. Рама 10 имеет верхнюю балку 11,к которой присоединены штоки 12 силовыхгидроцилиндров 5, и нижнюю балку 13. Рама 10 может передвигаться вместе с корпусом 7 вращателя 6 по направляющим 14вдоль ног 15 мачты 2, К нижней поверхности корпуса 7 вращателя 6 плотно прикреплен, например, с помощью болтов передающий усилие вдавливания гидроцилиндр 16 с захватом 17 для соединения сколонной труб для статического зондирования. К верхней поверхности корпуса 7 вращателя 6 плотно прикреплена, например, спомощью сварки стойка 18 с полостью 19.На верхней балке 11 рамы 10 выполненывыступы 20 и 21 для соединения со стойкой18. На лебедке 3 имеется стальной канат22, который проходит через блок 23 на вершине мачты 2 и на конце которого установлена серьга 24 для соединения с ударно-канатным инструментом.Работа установки осуществляется следующим образом.При вращательном бурении корпус 7 вращателя 6 находится в положении, изображенном на фиг. 1 и 3. Вращение на бурильные трубы передается от привода 1 черезвал 9, через редуктор в корпусе 7 вращателя 6 на шпиндель 8, соединенный с бурильными трубами. Осевое усилие на бурильные трубы передается при нагнетании жидкости гидронасосом 4 в силовые гидроцилиндры 5 через штоки 12 силовых гидроцилиндров 5 на верхнюю балку 11, на корпус7 и шпиндель 8, соединенный с бурильнымитрубами,При погружении бурильных труб внизпри проходке скважины рама 10 вместе скорпусом 7 вращателя 6 передвигаетсявдоль ног 15 мачты 2 по направляющим 14.При ударно-канатном бурении и статическом зондировании корпус 7 вращателя 6откидывается вокруг оси поворота 9 внутрьмачты 2 в положение, изображенное нафиг, 2, 4 и 5, при этом корпус 7 заходитвнутрь рамы 10, выступ 20 верхней балки11 заходит в полость 19 стойки 18, а выступ21 ложится на верхнюю поверхность стойки 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ров 5 на верхнюю балку 11 рамы 10, на выступ 21, на стойку 18, корпус 7 вращателя 6, передающий усилие вдавливания гидро- цилиндр 16 и захват 17, соединенный с трубами зонда.Изгибающий момент на вращателе 6 создается минимальный, так как штоки 12 силовых гидроцилпндров 5, выступ 21 и ось передающего усилие вдавливания гидроцилнндра 16 и захвата 17 практически расположены на одной оси. В связи с малым изгибающим мом ситом потери на трение в направляющих 14 н разрушающая нагрузка на вращатель 6, раму 10, балку 11 и вал 9 будут минимальными и, следовательно, система сможет передавать большие осевые нагрузки при тех же размерах и сечениях, При извлечении зонда нагрузка от штоков 12 силовых гидроцилиндров 5 передается на верхнюю балку 11, выступ 20, стойку 18, корпус 7 вращателя 6, гидроцилиндр 16 и захват 17, соединенный с трубами зонда. При этом побочный изгибающий момент и работающие на изгиб пролеты балки 11 будут минимальными, что позволит системе передавать большие осевые нагрузки при тех же размерах и сечениях элементов. При ударно-канатном бурении к серьге 24 прикрепляется рабочий инструмент, например желонка, а бурение осуществляется с помощью лебедки 3 и каната 22, соединяемого с помощью серьги 24 с бурильными трубами.Предлагаемая установка обеспечит значительный экономический эффект, так как снабжение корпуса вращателя стойкой с полостью, один конец которой связан с корпусом, а другой с рамой вращателя и монтирование передающего усилие вдавливания гидроцилиндра на противоположной стороне корпуса вращателя позволит исключить операции по навешиванию, снятию и отдельной перевозке передающего усилие вдавливания гидроцилиндра с механизмом подачи при монтаже - демонтаже и перевозке установки. Выполнение скобы на вращателе вдоль одной оси со стойкой и взаимодействующих со скобой выступов на верхней балке в центре между стоек позволяют установке передавать на трубы большие осевые нагрузки при статическом зондировании, что повысит производительность и глубину зондирования,ф ор мул а изобретения Установка для бурения и исследования свойств грунтов статическим зондированием, включающая базовую машину, привод,закрепленную на машине мачту с направляющими, размещенные на мачте силовые цилиндры со штоками и передающий усилие вдавливания гидроцплиндр, соединенный с захватом, раму вращателя с верхней балкой, соединенной со штоками силовых гидроцилиндров, установленный внутри рамы с возможностью поворота вращатель с корпусом и шпинделем, а также измерительные приборы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, корпус вращателя снабжен стойкой с полостью, один конец которой связан с корпусом, а другой - с рамой вращателя, при этом передающий усилие вдавливания гидроцилппдр монтировап на противоположной стороне корпуса гращателя.5 Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе 1, Рекомендации по применению полевыхметодов исследований грунтов ЦТИСЗ Госстроя РСФСР, М., 19 б 9, с. 42.10 2. Солодухин М, Инженерно-геологические изыскания для промышленного и гражданского строительства. М., 1975, с. 82 (прототип) .ография, пр, Сапунова,2 Заказ 1206/18 Изд. М 349НПО Поиск Государственного комитета113035, Москва, Ж.35,Тираж 626ССР по делам изобретени аушская наб., д. 4/5 Подписноеи открытий