SU1654471A1 - Устройство дл разрушени мерзлых грунтов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к разработке грунтов и может быть использовано, в частности , дл  рыхлени  грунтои при строительстве различных сооружений. Цель изобретени  - снижение энергоемкости разрушени  грунта Устройство дл  разрушени  мерзлых грунтов содержит рабочий орган дл  проведени  опережающей скважины и кольцевой нож. Рабочий орган выполнен в виде полого корпуса с винтовой нарезкой элементом герметизации скважины и выхлопные отверсти . Полость рабочего органа св зана с источником сжатого газа. Кольцевой нож установлен коаксиаль- но относительно рабочего органа. Витки винтовой нарезки выполнены с посто нно увеличивающимс  наружным диаметром в направлении от нижнего конца. Выхлопные отверсти  размещены непосредственно на предпоследнем витке винтовой нарезки. 3 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к разработке грунтов и может быть использовано, в частности , дл  рыхлени  грунтов при строительстве различных сооружений.

Цель изобретени  - снижение энергоемкости разрушени  грунта.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1, частичный разрез: на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Устройство дл  разрушени  мерзлых грунтов состоит из штанги 1, рабочего органа 2 с породоразрушающим наконечником 3. Рабочий органа 2 соединен с штангой 1 посредством тел 4 качени  и уплотнитель- ных элементов 5 и имеет на внешней поверхности винтовую нарезку 6, витки которой выполнены с посто нно увеличивающимс  наружным диаметром в направлении от нижнего конца, а выхлопные отверсти  7 размещены непосредственно на предпоследнем витке винтовой нарезки 6 В корпусе рабочего органа 2, в месте расположени  выхлопных отверстий 7 выполнена полость 8, на уровне которой пола  штанга 1 снабжена отверсти ми 9, сообщающими источник сжатого газа с полостью 8 посредством коаксиального зазора 10 между полой штангой 1 и трубой 11. В зазоре между внутренней и внешней поверхност ми рабочего органа 2 и штанги 1 соответственно расположены жестко св занные с рабочим органом 2 трапецеидальные выступы 12 механизма ограничени  величины осевой нагрузки на породоразрушающий наконечник 3. Этот механизм содержит поршенько- вые фиксаторы 13 с трапецеидальной верхней частью и с демпфирующими отверсти ми 14. Фиксаторы 13 вставлены пор- шеньковой частью с возможностью вертикального перемещени  в цилиндричеО

ел

N

Јь

vj

ские стаканы 15, жестко закрепленные на штанге 1 и соединенные в нижней части замкнутым трубопроводом 16. о который встроены обратные клапаны 17, раздел ющие между собой полости цилиндрических стаканов 15, относ щихс  к различным пор- шеньковым фиксатором 13. Вес зазоры, полости и замкнутый трубопровод 16 заполнены рабочей жидкостью 18. Количество поршеньковых фиксаторов 13 в два раза превышает количество трапецеидальных выступов 12. Пола  штанга 1 установлена но оси обсадной трубы 19 с кольцевым ножом 20.,

Устройство дл  разрушени  мерзльи грунтов работает следующим образом.

Устройство, пола  штанга 1 которого установлена , например, в направл ющих с внутренней резьбой под винтовую нарезку рабочего органа 2. опускаетс  на грунт. При- кладыва  с помощью привода крут щий момент к полой штанге 1, осуществл ют ввинчивание рабочего органа 2, а благодар  создаваемому ей осевому усилию - заглубление породоразрушающего наконечника 3 в грунт. Вращение рабочего органа 2 происходит совместно с полой штангой 1, так как ее трапецеидальные выступы 12 упираютс  в трапецеидальные верхние части плр чень- ковыхфиксаторпп 13 При осложнении товых условий т.е. при встрече рабочим органом, например, скального включени , сопротивление грунта внедрении; породо разрушающего наконечника 3 во фагтает, увеличива  трение нарезки 6 о грунт и все более тормоз  рабочий орган 2 отностелг,- но полой штанги 1. Выступы 12 рабочего органа 2 сдвигают поршенькопые фикса горы 13 в крайнее нижнее положение, рабоча  жидкость через обратные клапаны 17, настроенные на определенное давление, со- ответствующе максимально допустимой осевой нагрузке на породоразрушающий наконечник 3, попадает в полости цилиндрических стаканов 15 последующих пор шеньковых фиксаторов 13, перевод  их в верхнее положение. На пути к трапецеидальным верхним част м новых поршеньковых фиксаторов 13 выступы 12 рабочего органа 2 стравливают с определенным усилием рабочую жидкость 18 через демпфирующие отверсти  14 в соседние отсеки, чем достигаетс  посто нна  осева  нагрузка на породордзрушающий наконечник 3 и плавность работы устройства.

При встрече выступов 12 рабочего органа 2 с новыми поршеньковыми фиксаторами 13 цикл повтор етс , т.е. вращение рабочего органа 2 остаетс  замедленным по сравнению с вращением полой штанги 1,

ием достигаетс  меньша  скорость проходки и снижение осевой нагрузки на породоразрушающий наконечник 3. При ввинчивании рабочего органа 2 в грунт винтопа  канавка на стенке лидерной скважины все более расшир етс  и углубл етс  по мере ввинчивани  витков винтовой нарезки 6 с постепенно увеличивающимс  наружным диаметром, т.е. повышаетс  напр жение

0 грунта, которое достигает максимальной величины при внедрении последних двух витков , образу  область напр жений - зону В (фиг.1). Столб грунта, образующийс  внутри полой штанги, в процессе проходки лидер5 ной сксажины может удал тьс  любым из числэ извесжых способов, например с по- мощыо грузоподъемных устройств. Одновременно с проходкой лидерной скважины осуще твл етс  силовое воздействие на

0 грунт кольцевым нгжо 20 обсадной трубы 19, создава  им напр жени  в грунте - зона Г. После проходки лидерной скважины на установленную гл/б. ну рыхлени  и внедрени  в грунт кольцевого ножа 20 осуществл 5 юг подачу сжатого газа от его источника. например компрессора высокого давлени , через коаксиальный зазор Ю. отверсти  9 и полость 8 к выхлопным отверсти м 7, через Kdiupb j он попадает в камуфлетные поло0 гти, MIхлнически образованные винтовой нарглчой 6 и  вл ющиес  концентраторами напр жений, так как имеют острый угол при српеи вершине и образованы в предварительно напр женном грунте. Грунт при та5 кой форме камуфлетных полостей разруш-четсч под действием раст гивающих напр жении, которые в два-три раза меньше продельных напр жений на сжатие. Сжатый газ давит на наклонные стенки ка0 му| летной полости, раздвига  их, образу  трещины и разруша  грунт. Причем последним витком винтовой нарезки 6. действующим как защитный экран, осуществл ют герметизацию зоны выхлопа сжатого газа,

Claims (1)

1. 5 т.е. перекрыва  зазоры между боковой поверхностью скважины и корпусом устройства , ликвидирую, непроизводительные угечки сжатого газа при выхлопе. Формула изобретени 

   0Устройство дл  разрушени  мерзлых

   грунтов, включающее рабочий орган дл  проведени  опережающей скважины, выполненный в виде полого корпуса с винтовой нарезкой, элементом герметизации

   5 скважины и выхлопными отверсти ми, по- юсть которого св зана с источником сжатого газа, и коаксиально установленный относительно него кольцевой нож, отличающеес  тем, что, с целью снижени  энергоемкости разрушени  грунта, витки

   винтовой нарезки выполнены с постепенно увеличивающимс  наружным диаметром в направлении от нижнего конца, а выхлопrs

   Ж

   ные отверсти  размещена непосредственно на предпоследнем витке винтовой нерезки .

   20

   Риг,2

   :

   I т

   Sf

   VE