Способ погружения трубчатых колонн в грунт и устройство для его осуществления

Способ погружения трубчатых колонн в грунт и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцнапистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()866200 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 03.01.80(21) 2861967/22-03 с присоединением заявки №(23} Приоритет (5!)M. Кл.

Е 21 0 1/08

Е 21 В 7/20

Гасударственный комитет

Опубликовано 23. 09. 81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.09.81 ае денек изобретений к открытий (53) УДК 624. .155.1(088.8) (72) Авторы изобретения

С,С. Хворостиновский, И.А. Сергиенко и А.Ф. Мосев

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (713 Заявитель

{54) СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ КОЛОНН В ГРУНТ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к способам погружения трубчатых колонн различного целевого назначения в рыхлые породы, преимущественно на акваториях. Наибольшее применение изобретение может получить при погружении в грунт обсадных и фильтровых колонн при сооружении скважин и трубчатых свай при строительстве, особенно в тех случа ях, когда требуется внедрить трубчатые колонны, выполненные из неметаллических материалов (асбестоцемента, фанеры, полипропилена и т.п.) Известны способы сооружения скважин и устройства для их осуществления, где с одновременной выемкойпороды под башмаком колонны, последнюю забивают с помощью бурильного снаря20 да. При этом в полость колонны подают жидкость с созданием гидрогтатического давления, необходимого для сохранения устойчивости стенок скважины (1J

Недостатком этого способа„сооружения скважин является то, что он не позволяет использовать в качестве обсадных колонн неметаллические трубы, так как последние быстро разрушают— ся при нанесении по ним ударов и при движении в них металлических буровых снарядов и инструментов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ погружения оболочек в грунт путем размыва последнего высоконапорными водяными струями и подъема получаемой пульпы на поверхность. Устройства для осушения этих способов содержат шланги для размыва и выноса породы и винтовой механизм с электроприводом 21.

Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за большой энергоемкости оборудования, заг86

6200

55 руженности им трубчатых колонн и больших затрат времени на монтажнодемонтажные работы.

Цель изобретения — снижение энергоемкости оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем размыв породы через гидронасадки и удаление пульпы, перед размывом породы перекрывают перемычкой полость колонны, в образованной башмачной полости снижают давление и вытесняют воду через гидронасадки в полость колонны, затем выпускают воду через гидронасадки из полости колонны для размыва породы.

В устройстве, включающем колонну с башмаком, пульпоотводящий став и гидронасадки, имеется перемычка, закрепленная на пульпоотводящем ставе и установленная на колонне над башмаком, при этом перемычка имеет сквоз ные отверстия, в которых размещены гидронасадки.

На фиг. 1 изображена схема движения воды при подаче воздуха к забою скважины; на фиг. 2 — схема движения воды и пульпы, разрушения пород забоя и погружения колонны при выпуске воздуха из труб.

Трубчатая колонна содержит башмак 2, на упорах которого установлена перемычка 3, в которой выполнены сквозные каналы с размещенными в них гидронасадками 4. Перемычка 3 соединена с нижним концом пульпоотводящего, става 5, который содержит пульпоприемник 6 и трубы 7 для подачи воздуха.

Устройство для погружения трубчатых колонн работает следующим образом.

Устанавливают колонну 1 на грунт °

В колонну 1 на трубах 7 опускают пульпоотводящий став 5 с пульпоприемником б и перемычкой 3 до упора последней в башмак 2 колонны 1, тем самым образуя бащмачную полость 8 (фиг. 1 и 2). Затем подают в трубы

7 сжатый воздух, который вытесняет из них воду в башмачную полость 8, а оттуда через гидронасадки 4 — в полость колонны 1. Уровень воды в полости колонны 1 при этом повышается. При выпуске воды из башмачной полости 8 и труб 5 и 7 вода из полости колонны 1 под действием гидростатического давления устремляется через гидронасадки 4 в башмачную по—

4 лость 8, разрушает находящиеся под башмаком 2 породы и поднимает их в смеси с водой (в виде пульпы) по трубам 5 и 7 до восстановления уровня воды в полости колонны 1 и трубах

7. При этом поднимаемая с водой порода оседает в пульпоприемнике 6, так как удельный вес ее больше удельного веса воды.

После восстановления уровней воды в полости колонны 1 и в трубах

7, цикл вытеснения воды воздухом из труб 7 и 5 и башмачной полости

8 повторяют.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для погружения колонн предусматривают разрушение пород забоя и погружения труб в грунт за счет перепада давления в по.лости колонны 1 и башмачной полости

8, путем снижения давления в последней. При снижении давления в башмачной полости 8, уменьшаются потери энергии струй гидронасадок, увеличивается рабочая длина струи, т.е. повышается эффективность размыва пород забоя.

Эффективность применения предлагаемых способа и устройства заключается в снижении энергоемкости оборудования, сокращении времени погружения колонн и возможности погружения в грунт колонн, выполненных из неметаллических металлов.

Производительность погружения труб

35 предлагаемым способом повышается в

1,5 раза за счет повн:ения механической скорости бурения в 1,2 раза и за счет снижения трудоемкости работ.

Формула изобретения

1. Способ погружения трубчатых колонн в грунт, включающий размыв по.роды через гидронасадки и. удаление пульпы, отличающийся тем, что с целью снижения энерго? емкости оборудования, перед размывом породы перекрывают перемычкой полость колонны, в образованной башмачной полости снижают давление и вытесняют воду через гидронасадки в полость колонны, затем выпускают воду через гидронасадки из полости колонны для размыва породы.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее колонну с башмаком, пульпоотводящий став . Ф

866200 доза

Водул

ВНИИПИ Заказ 8031/53 Тираж 630 Подписное

Филиал ППП "Патент". г.ужгород,.ул. Проектная,4 и гидронасадки, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено перемычкой, заКрепленной на пульпоотводящем ставе и установленной на колонне над башмаком, при этом перемычка имеет сквозные отверстия, в которых размещены гидронасадки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 623948, кл. Е 21 В 1/00, !977.

2. Авторское свидетельство СССР №- 323557, кл. Е 21 0 1/08, 1968.