RU2084590C1 - Method and device for making curved holes in ground - Google Patents

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: this is intended for making bore-holes in ground for laying underground service lines without digging trenches. Used for this purpose is pneumatic punch giving high productivity, accuracy and sufficient length of thus made holes. Device is made up of pneumatic punch and head-piece. Deviation of head-piece in required direction is performed directly in hole by way of short-term reversing of pneumatic punch travel from forward to backward and then from backward to forward. This action is performed by means of ratchet mechanism. At turning, changing is point of applying impact pulse which is transmitted by pneumatic punch to head-piece. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительной технике, в частности, к устройствам ударного действия для образования скважин в уплотняемых грунтах. The invention relates to construction equipment, in particular, to shock devices for the formation of wells in compacted soils.

Недостатком подобных ударных устройств, типа пневмопробойников, является отклонение их от заданного направления вследствие неоднородности грунта и неточности наведения на цель. The disadvantage of such shock devices, such as pneumatic punches, is their deviation from a given direction due to the heterogeneity of the soil and the inaccuracy of aiming at the target.

Известно устройство для искривления скважин [1] состоящее из присоединяемого к передней части пневмопробойника отклоняющего клина. Клин выполнен с продольным пазом на скошенной поверхности и закреплен на пневмопробойнике центрирующим разрезным кольцом. Искривление скважины устройством достигается следующим способом. Пневмопробойником пробивают глухую скважину до места предполагаемого ее искривления. Затем пневмопробойник реверсируют, возвращают из скважины на дневную поверхность, монтируют на нем отклоняющий наконечник-клин, ориентируют его скошенной частью в нужном направлении и вновь запускают в скважину. Продвигаясь по скважине, пневмопробойник перемещает клин. По достижении конца ранее пробитой скважины клин упирается в ее торец. Под действием ударов ударника разрезное кольцо освобождает пневмопробойник и он скользит по продольному пазу клина, изменяя направление движения и образуя искривленную в заданном направлении скважину. Клин остается в скважине и на поверхность не извлекается. A device for bending wells [1] is known consisting of a deflecting wedge that is attached to the front of the pneumatic punch. The wedge is made with a longitudinal groove on a sloping surface and mounted on a pneumatic punch with a centering split ring. The device is bent by the following method. A pneumatic punch pierces a dead well to the place of its alleged curvature. Then the pneumatic punch is reversed, returned from the well to the surface, mount the deflecting tip-wedge on it, orient it with a beveled part in the desired direction and re-launch it into the well. Moving along the well, the pneumatic punch moves the wedge. Upon reaching the end of the previously punched well, the wedge abuts against its end. Under the impact of the striker, the split ring releases the pneumatic punch and it slides along the longitudinal groove of the wedge, changing the direction of movement and forming a well bent in a given direction. The wedge remains in the well and is not removed to the surface.

Такому устройству и способу искривления скважины присущи недостатки: скорректировать направление или искривить скважину возможно только один раз; способ корректировки направления включает многочисленные, в т.ч. такие трудоемкие операции, как возврат пневмопробойника на поверхность и присоединение к нему клина; после искривления скважины вернуть пневмопробойник на поверхность путем его реверсирования невозможно. Such a device and a method for bending a well have inherent disadvantages: it is possible to correct a direction or to bend a well only once; The direction adjustment method includes numerous, including labor-intensive operations such as returning a pneumatic punch to the surface and attaching a wedge to it; after the well is bent, it is impossible to return the pneumatic punch to the surface by reversing it.

Кроме того, при проходе скважин в слабых грунтах их сопротивление движению клина бывает недостаточным для отсоединения пневмопробойника от клина и, наоборот, в крепких грунтах их разъединение может произойти ранее намеченной точки. In addition, during the passage of wells in soft soils, their resistance to wedge movement is insufficient to disconnect the pneumatic punch from the wedge, and, conversely, in strong soils, their separation can occur earlier than the intended point.

Наиболее близким прототипом заявляемому является устройство [2] состоящее из пневмопробойника, жестко присоединенного к нему переходника и отклоняющего клина, шарнирно укрепленного на переходнике. На переходнике имеется упор и храповый механизм, ограничивающие поворот клина относительной переходника. The closest prototype of the claimed is a device [2] consisting of a pneumatic punch, an adapter rigidly attached to it and a deflecting wedge pivotally mounted on the adapter. The adapter has an emphasis and a ratchet mechanism that limit the rotation of the wedge of the relative adapter.

Устройство работает следующим образом. Как и в предыдущем случае, вначале пневмопробойником без отклоняющего клина пробивают глухую скважину, затем пневмопробойник реверсируют, возвращают на дневную поверхность, а в скважину запускают другой пневмопробойник с заранее смонтированным на нем отклоняющим клином. При встрече с торцом ранее пройденной скважины отклоняющий клин, вследствие ударного взаимодействия его скошенной части с грунтом, поворачивается до тех пор, пока не соприкоснется с упором на переходнике, после чего все устройство вместе с пневмопробойником движется по неизменяемой криволинейной траектории, т. к. отклоняющий клин жестко фиксируется в единственном положении относительно переходника. К числу недостатков устройства и способа его применения относятся: многооперационность и трудоемкость процессе подготовки к искривлению скважины; возможность искривления или корректировки траектории скважины только в одном направлении с постоянной кривизной и один раз за проходку; необходимость применения 2-х пневмопробойников; невозможность реверсирования пневмопробойника после поворота отклоняющего клина. The device operates as follows. As in the previous case, at first a dead hole is punched without a deflecting wedge with a pneumatic punch, then the pneumatic punch is reversed, returned to the day surface, and another pneumatic punch with a deflecting wedge pre-mounted on it is launched into the well. When meeting with the end face of a previously completed well, the deflecting wedge, as a result of the impact interaction of its beveled part with the ground, turns until it touches the stop on the adapter, after which the whole device along with the pneumatic punch moves along an unchanged curved path, since the deflecting the wedge is rigidly fixed in a single position relative to the adapter. The disadvantages of the device and method of its use include: multi-operation and laboriousness of the process of preparation for well bending; the possibility of curving or correcting the well trajectory in only one direction with constant curvature and once per penetration; the need to use 2 pneumatic punch; the impossibility of reversing the punch after turning the deflecting wedge.

Техническая задача, решаемая в предполагаемом изобретении, заключается в повышении производительности, точности и длины проходимых скважин путем создания управляемых пневмопробойников. Это достигается тем, что в устройстве, включающем пневмопробойник и наконечник, отклонение наконечника в нужную сторону производится непосредственно в скважине путем кратковременного реверсирования хода пневмопробойника с прямого хода на обратный и снова на прямой. При этом изменяется точка приложения ударного импульса, передаваемого пневмопробойником наконечнику. The technical problem solved in the proposed invention is to increase the productivity, accuracy and length of wells drilled through the creation of controlled pneumatic punch. This is achieved by the fact that in a device including a pneumatic punch and a tip, the tip is deflected in the right direction directly in the well by briefly reversing the stroke of the pneumatic punch from direct to reverse and again to straight. In this case, the point of application of the shock pulse transmitted by the pneumatic punch to the tip changes.

Связь между пневмопробойником и наконечником выполнить в виде, по крайней мере, двух храповых механизмов. Такое выполнение устройства позволяет изменить взаимное положение наконечника и пневмопробойника при необходимости искривления скважины. The connection between the pneumatic punch and the tip is performed in the form of at least two ratchet mechanisms. This embodiment of the device allows you to change the relative position of the tip and the pneumatic punch if necessary, curvature of the well.

Целесообразно храповые механизмы составить из наконечника, упорного диска, установленного между наконечником и пневмопробойником, а также гайки, установленной на пике пневмопробойника. При таком выполнении устройства достигается многофункциональное конструктивное использование основных деталей устройства пневмопробойника и наконечника. При этом пневмопробойник используется в качестве силового рабочего привода для поворота наконечника, что исключает необходимость в применении каких-либо специальных механизмов для выполнения этой операции. It is advisable to make the ratchet mechanisms of the tip, a thrust disc installed between the tip and the pneumatic punch, as well as a nut mounted on the peak of the pneumatic punch. With this embodiment of the device, a multifunctional constructive use of the main parts of the pneumatic punch device and the tip is achieved. At the same time, the pneumatic punch is used as a power working drive for turning the tip, which eliminates the need for any special mechanisms to perform this operation.

Необходимо пневмопробойник снабдить цилиндрической пикой с винтовой нарезкой, образующей винтовую пару с гайкой, входящей в состав храпового механизма. Такое выполнение устройства позволяет обеспечить вращение упорного диска при реверсировании хода пневмопробойника. It is necessary to provide the pneumatic punch with a cylindrical lance with a screw thread, forming a screw pair with a nut, which is part of the ratchet mechanism. This embodiment of the device allows for the rotation of the thrust disk when reversing the stroke of the pneumatic punch.

Целесообразно упорный диск выполнить с выступами, торцовая плоскость которых наклонена к второй торцовой плоскости его под углом. Такое выполнение устройства позволяет изменить угол между осями наконечника и пневмопробойника в процессе проходки скважины. It is advisable to perform a thrust disk with protrusions, the end plane of which is inclined to the second end plane of it at an angle. This embodiment of the device allows you to change the angle between the axes of the tip and the pneumatic punch during the sinking of the well.

Наковальню наконечника выполнить с гнездами для размещения выступов упорного диска. Такое выполнение устройства позволяет совместить оси наконечника и пневмопробойника после каждой операции по изменению направления проходки скважины. Perform the anvil of the tip with sockets to accommodate the protrusions of the thrust disk. This embodiment of the device allows you to combine the axis of the tip and pneumatic punch after each operation to change the direction of penetration of the well.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства и пневмопробойника при положении наконечника, соответствующем проходке прямолинейного участка скважины; на фиг. 2 то же при наконечнике, повернутом вниз; на фиг. 3 вид по А-А фиг. 1, на фиг. 4 вид по В-В фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the device and the pneumatic punch at the position of the tip corresponding to the penetration of a straight section of the well; in FIG. 2 the same with the tip turned down; in FIG. 3 is a view along aa of FIG. 1, in FIG. 4 is a view along BB of FIG. one.

Устройство состоит из наконечника 1 с ребрами 2, зубьями 3, упорами 4, 5 и гнездами 6 / на фиг. 1 положение верхнего гнезда показано условно/; упорного диска 7 со скошенными выступами 8, буртом 9 и призматическим и защелками 10 с пружинами сжатия 11, гайки 12 с зубьями 13 и пружиной сжатия 14, монтированных на пике 15 корпуса пневмопробойника 16, имеющего бурь 17. В корпусе пневмопробойника расположены ударник 18, воздухораспределительный патрубок 19 и гайка 20. The device consists of a tip 1 with ribs 2, teeth 3, stops 4, 5 and sockets 6 / in FIG. 1 position of the upper socket is shown conditionally /; a thrust disk 7 with beveled protrusions 8, a collar 9 and a prismatic and latches 10 with compression springs 11, nuts 12 with teeth 13 and a compression spring 14 mounted on a peak 15 of the body of the air punch 16 having a storm 17. In the body of the air punch there are a hammer 18, an air distribution nozzle 19 and nut 20.

Наконечник 1 с зубьями 3, упорный диск 7 с защелками 10, пружинами 11 и гайка 12 с зубьями 13 образуют два храповых механизма. Пика 15 и гайка 12 имеют винтовую нарезку. Направления вращения гайки 12 и диска 7 при относительном возвратно-поступательным перемещении гайки 12 и пики 15 показано на фиг. 4 стрелками. The tip 1 with teeth 3, the thrust disk 7 with latches 10, springs 11 and nut 12 with teeth 13 form two ratchet mechanisms. Peak 15 and nut 12 are threaded. The directions of rotation of the nut 12 and disk 7 with relative reciprocating movement of the nut 12 and peaks 15 are shown in FIG. 4 arrows.

Внутри наконечника 1, образована наковальня 21 с гнездами 6, по которой наносятся удары пневмопробойника при искривлении скважины. Inside the tip 1, an anvil 21 with sockets 6 is formed, along which blows of the pneumatic punch are applied when the well is bent.

Устройство работает следующим образом. При проходке прямолинейного участка скважин оси наконечника 1 и пневмопробойника совпадают. Ударные импульсы от пневмопробойника передаются наконечнику через бурт 5. В случае необходимости искривления скважины реверсируют ход пневмопробойника. При этом наконечник остается на месте, а пневмопробойник вместе с гайкой 12 и диском 7 перемещаются назад; внешние призматические защелки 10 скользят во впадинах зубьев 3. В момент, когда сомкнуться упоры 9 и 4 скошенные выступы 8 из гнезд 6 и при дальнейшем движении пневмопробойника назад гайка 12 вместе с диском 7 повернется на некоторый угол так, что выступы 8 окажутся в промежутках между гнездами. Поворот гайки 12 и диска 7 ограничен величиной возможного относительного перемещения пневмопробойника и наконечника 1 промежутком между упорами. The device operates as follows. When driving a straight section of the wells, the axis of the tip 1 and the pneumatic punch coincide. Impact pulses from the pneumatic punch are transmitted to the tip through the shoulder 5. If necessary, the bending of the well reverses the course of the pneumatic punch. In this case, the tip remains in place, and the pneumatic punch together with the nut 12 and the disk 7 are moved back; external prismatic latches 10 slide in the hollows of the teeth 3. At the moment when the stops 9 and 4 are closed, the beveled protrusions 8 from the sockets 6 and when the pneumatic punch further moves backward, the nut 12 together with the disk 7 will rotate by a certain angle so that the protrusions 8 will be in between nests. The rotation of the nut 12 and the disk 7 is limited by the size of the possible relative movement of the pneumatic punch and tip 1 by the interval between the stops.

При последующем перемещении пневмопробойника вперед гайка 12 повернется относительно диска 7 на один зуб храповика, наиболее высокий выступ 8 войдет в контакт с плоскостью А-А наковальни 21 / между впадинами 6/. В этом случае ударные импульсы от пневмопробойника будут передаваться на наконечник не по центру, что приведет к его отклонению. Отклонение будет продолжаться до тех пор, пока все сношенные выступы не совместяться с плоскостью А-А наковальни /см. фиг. 2/. Для приведения наконечника в исходное /центральное/ положение необходимо вновь реверсировать пневмопробойник. When the pneumatic punch is subsequently moved forward, nut 12 will rotate relative to the disk 7 by one ratchet tooth, the highest protrusion 8 will come into contact with the AA plane of the anvil 21 / between the depressions 6 /. In this case, the shock pulses from the pneumatic punch will be transmitted to the tip off-center, which will lead to its deviation. Deviation will continue until all collapsed protrusions are aligned with the anvil / cm plane AA. FIG. 2 /. To bring the tip to its original / central / position, it is necessary to reverse the air piercer again.

При четырех выступах на диске 7 и четырех гнездах на наковальне наконечника 21 последний может быть отклонен вниз, влево, вверх, вправо. With four protrusions on the disk 7 and four slots on the anvil of the tip 21, the latter can be tilted down, left, up, right.

Claims (2)

1. Способ проходки криволинейной скважины, включающий размещение в скважине пневмопробойника с отклоняющим наконечником и приложение с последнему ударных импульсов, отличающийся тем, что для изменения траектории движения пневмопробойник связывают посредством по крайней мере двух храповых механизмов с отклоняющим наконечником и осуществляют поворот последнего путем кратковременного реверсирования хода пневмопробойника. 1. A method for driving a curvilinear well, comprising placing a pneumatic punch with a deflecting tip in the well and applying shock pulses from the last one, characterized in that the pneumatic punch is connected by at least two ratchet mechanisms with a deflecting tip to change the trajectory and rotate the latter by briefly reversing the stroke pneumatic punch. 2. Устройство для осуществления способа проходки криволинейной скважины, включающее пневмопробойник и отклоняющий наконечник, отличающееся тем, что наконечник снабжен размещенными в нем упорными диском и гайкой, образующими совместно с наконечником храповые механизмы, а пневмопробойник пикой, на которой установлена упомянутая гайка, образующая с пикой винтовую пару, при этом упорный диск имеет скошенные выступы, торцевая плоскость которых наклонена к оси пневмопробойника под некоторым углом, а отклоняющий наконечник гнезда для размещения в последних упомянутых выступов. 2. A device for implementing a method for driving a curvilinear well, comprising a pneumatic punch and a deflecting tip, characterized in that the tip is provided with a thrust disk and a nut, forming ratchet mechanisms together with the tip, and a pneumatic punch with a peak on which the said nut is installed, forming with a pike a screw pair, while the thrust disc has beveled protrusions, the end plane of which is inclined to the axis of the pneumatic punch at an angle, and the deflecting tip of the socket for placement ia in the last mentioned protrusions.

Images