Устройство для бурения восстающих скважин в вводоносных грунтах

Устройство для бурения восстающих скважин в вводоносных грунтах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п> 477232

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к ав . свид-ву (22) Заявлено 21.12.73 (21) 1978299/22-3 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.75. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 10,10.75 (51) М. Кл. Е 21b 9/02

Е 21b 43/10

Госуларственнык комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.233.051:

:622.245.43 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. А. Грущеико

Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт городского хозяйства (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ВОССТАЮЩИХ СКВАЖИН

В ВОДОНОСНЫХ ГРУНТАХ

Изобретение относится к технике осушения и отвода грунтовых .вод из,водоносных слоев в крыше подземных сооружений.

Известны устройства для бурения проколом с одновременным вводом в водоносный слой бескаркасных фильтров, в которых шламовая труба несет на себе концентрически расположенные секции трубчатых бескаркасных фильтров, сочлененные металлическими патрубками.

Недостатком скважин, выполняемых проколом, является уплотнение лрифильтровой зоны, в результате чего уменьшается фильтрация.

Применение устройства для,ввода в восстающую скважину бескаркасных фильтров связано с необходимостью предотвращения значительного сброса плывуна через скважину в штольню при достижении скважиной водоносного слоя. Часто этот сброс бывает настолько интенсивным, что для рабочих в штольне создается опасное положение.

Для предупреждения значительных сбросов плывуна применяется клапан, запирающий вход в шламовую трубу со стороны забоя и рааполагаемый в полости буровой головки.

Однако такие клапаны (помимо сложности устройства) занимают много места в полости буровой головки и представляют собой значительную помеху для прохода и удаления разрушенного грунта. Кроме того, для приведения в действие указанных клапанов, т. е. для неза висимого их движения вдоль оси скважины, необходимо отдельное приспособление.

5 Известные буровые головки применяются при продавливании скважины и поэтому удобны лишь в том случае, когда поддерживающий водоупорный слой сложен сравнительно рыхлыми грунтами. Проходка более плотных сло10 ев при таком методе оказывается затруднительной и в отдельных случаях невозможной.

Цель изобретения — повышение безопасности работ и использование устройства независимо от плотности грунтов, т. е. выполнение

15 буровой головки так, чтобы с ее помощью можно было осуществлять в зависимости от обстоятельств проходки вращательное бурение в плотных грунтах и движение продавливанием без вращения в слабых водоносных грун20 тах; разработка клапана, простого по конструкции, не стесняющего внутреннее пространство буровой головки и не мешающего выводу из нее шлама; обеспечение удаления разбуренной массы из забоя принудительными средст25 вами; разработка опособа перекрытия кла пана без до полнительных приводных механизмов. Это достигается тем, что внешняя поверхность головки выполнена с отверстиями и снабжена резцами, а внутри нее расположен

30 поворотный клапан-затвор для передачи вра477232

3 щения от штанг на буровую головку и перекрытия отверстий в последней.

Удаление грунта из полости головки обеспечивается струей жидкости, поступающей по напорному водоводу, находящемуся внутри шламовой трубы.

На фиг. 1 показано лредлагаемое устройство; на фиг. 2 — то же, разрез ло А — А на фиг. 1.

На верхней поворотной цилиндрической площадке 1 установлена выпуклая оболочка буровой головки 2 с рядом отверстий и с выступающими режущими зубьями 3, центральным лопастным резцом 4 и боковыми лопастными резцами 5. В полости, ограниченной поворотной площадкой и выпуклой оболочкой, размещены у поры 6, оттяжные пружины 7 и выпуклый поворотный клапан-затвор 8, соединенный с буровой штангой 9, проходящей внутри шламовой трубы 10, у пирающейся в основание 11, которое опирается на торец шламовой трубы и соединено с поворотной площадкои ограничительными кольцами 12.

Внутри шламовой трубы находятся водонапорная труба 13, а также фильтронесущие упоры 14, выступающие через окна в стенке шламовой трубы и отжимаемые наружу пружинами 15. Снаружи шламовой трубы концентрично ей расположены секции фильтровой колонны 16, подпираемой упорами 14.

Устройство подготавливают к работе следующим образом.

На секцию шламозой трубы 10 со штангой 9, водонапорной трубой l3 и основанием 11 помещается буровая головка 2 в сборе с клапаном-затвором 8, при этом буровая головка присоединяется к штанге 9, Затем на секцию шламовой трубы надевается секция фильтровой колонны 16; ее положение закрепляется при помощи подпружиненных у поров 14. При необходимости при,проходке водоупоров (кроме указанного) на всю высоту устанавливаются обсадные трубы, В таком виде собранная секция с буровой головкой помещается на механизм подачи (гидра|влический или механический домкрат), подается до кровли водоу порного грунта; далее приводится во вращение штанга 9, а вместе с ней — буровая, головка через кла пан-затвор, 5

ЗО

4

В начале вращения клапан-затвор 8, поворачиваясь до упора 6 в буровой головке, открывает отверстия последней, а затем буровая головка вращается вместе со штангой.

Грунт при вращении буровой головки режется зубьями 3 и боковыми лопастными резцами 5.

Центральный лопастной резец 4 направляет бурение и отжимает грунт с центра в зону режущих зубьев 3 и отверстий. Боковые лопастные резцы 5 забирают грунт с периферии и также подают его в зону режущих зубьев и отверстий. Грунт, посту лающий в полость буровой головки, размывается водой и удаляется по шламовой трубе 10.

Постепенным наращиванием секций при бурении доходят до водоносного горизонта. При наличии интенсивного естес венного поступления водонасыщенного грунта в полость устройства вращение буровой штанги прекращается, и поворотный клапан-затвор 8 оттяжными пружинами 7 возвращается в исходное положение, перекрывая отверстия буровой головки. Дальнейшая проходка скважины осущест вляется путем продавливания устройства механизмом подачи с периодическим кратковременным бурением с выпуском водонасыщенного грунта, с целью разуплотнения лрифильтровой зоны. По достижении .проектной отметки буровую штангу 9 поворотом в противоположную сторону отсоединяют от буровой головки и,вместе со шламовой трубой 10 и водонапорной трубой 13 извлекают из фильтровой колонны 16. При этом фильтровая колонна со стороны забоя остается закрытой буровой головкой с закрытым клапаном, Предмет изобретения

Устройство для бурения восстающих скважин в водоносных грунтах, включающее обсадные, шламовые, водонапорные и фильтрующие бескаркасные трубы, штанги, буровую головку и механизмы подачи и вращения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности работ и использования его независи мо от плотности грунтов, внешняя IIOверхность буровой головки выполнена с отверстиями и снабжена резцами, а внутри нее размещен поворотный клапан-затвор для передачи вращения от штанг на буровую головку и перекрытия отверстий в последней, 477232

Составитель А. Фещенко

Редактор Н. Корченко Техред Л. Казачкова Корректор В. Брыксина

Заказ 2477/3 Изд. № 1597 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2