PL190390B1

PL190390B1 - Urządzenie do wiercenia i drenowania otworów w gruncie lub materiale skalnym

Info

Publication number: PL190390B1
Application number: PL99346164A
Authority: PL
Inventors: Josef Mocivnik; Karl Böhm
Original assignee: Alwag Tunnelausbau Gmbh; Techmo Entw & Vertriebs Gmbh
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2005-12-30
Also published as: PL346164A1; AT3886U1; HK1040542A1; CZ298861B6; TR200100497T2; HK1040542B; DE59908206D1; JP2002525456A; EP1105618B1; KR20010072842A; CZ2001624A3; KR100609938B1; HRP20010122B1; CN1313926A; EP1105618A1; CN1276166C; CA2341295C; US6431292B2; ATE257213T1; AU5364299A

Abstract

1. Urzadzenie do wiercenia i drenowania otworów w gruncie lub materiale skalnym, zawierajace koronke wiertnicza która jest osadzona na zerdzi wiertniczej, a z zerdzia wiertnicza lub koronka wiertnicza sprzezona jest oslona rurowa, przy czym oslona rurowa w obszarze przylegajacym do koronki wiert- niczej uksztaltowana jest, z co najmniej jed- nym otworem przelotowym, który polaczony jest z przestrzenia pierscieniowa uformowana pomiedzy zerdzia wiertnicza a oslona rurowa, znamienne tym, ze w przylegajacym do ko- ronki wiertniczej (2, 3) obszarze koncowym oslona rurowa (6, 23) otoczona jest, co naj- mniej jedna rura filtrujaca (7), zaopatrzona w zespól, rozmieszczonych równomiernie wokól obwodu otworów (10) lub szczelin przelotowych (8), przy czym otwory (10) 1 szczeliny przelotowe (8) sa usytuowane poza czescia (24) oslony rurowej (6, 23), która stanowi korzystnie jedna trzecia obsza- ru obwodu oslony rurowej (6, 23). F i G . 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wiercenia i drenowania w gruncie lub materiale skalnym.

Urządzenie to jest stosowane, zwłaszcza do wiercenia udarowego lub wiercenia udarowo - obrotowego.

Tego typu urządzenia znane są na przykład z opisu zgłoszeniowego WO 98/21439, w którym ujawniono również sposób jednoczesnego wiercenia i wykładania otworów·'. Rura zewnętrzna otaczająca żerdź wiertniczą, która uderza w koronkę wiertniczą, tworzy pierścieniową przestrzeń między osłoną rurową a obwodem zewnętrznym żerdzi wiertniczej, przy czym na przykład w przylegającym bezpośrednio do koronki wiertniczej obszarze znajduje się, co najmniej jeden otwór przelotowy w osłonie rurowej, przez który urabiany materiał może być odprowadzany z powstającego otworu wiertniczego. Poza tym oczywiście możliwe jest również odprowadzanie przez ten otwór wody znajdującej się w obszarze koronki wiertniczej, tak, że za pomocą tego znanego urządzenie może odbywać się odwadnianie, czyli drenowanie otworu wiertniczego na najbardziej wysuniętym do przodu odcinku, w obszarze koronki wiertniczej. Przy tym jednakowoż należy uwzględnić, że celowe odwadnianie, czyli drenowanie nie jest możliwe, między innymi z tego powodu, że wspomniany, co najmniej jeden otwór przelotowy w obszarze przylegającym bezpośrednio do koronki wiertniczej służy do usuwania urabianego materiału i w związku z tym otwór przelotowy musi mieć odpowiednio duży przekrój, który nie może w sposób naturalny zapewniać odpowiedniego działania filtrującego przy drenowaniu.

Pewną odmianę wykonania urządzenia rodzaju wspomnianego na wstępie można znaleźć na przykład w opisie FR-A 2 543 213, przy czym żerdź wiertnicza otoczona jest osłoną rurową, a wewnątrz żerdzi wiertniczej, w jej najbardziej wysuniętym do przodu odcinku, stosuje się dodatkowy rurowy element konstrukcyjny zaopatrzony w przecięcia. Przy tym występuje potrzeba stosowania elementu filtrującego, na przykład w postaci maty.

Z opisu US-A 2 891 623 znane jest urządzenie, bądź przyrząd, do spowodowania i podtrzymywania odpowiedniego działania filtrującego studni, które znacznie się różni zastosowaniem i wykorzystaniem od urządzenia wymienionego na wstępie rodzaju. W podobny sposób działające perforowane rury bądź elementy do zastosowania przy budowie studni można znaleźć w dokumentach US-A 3 22 819 i US-A 4 869 323.

Urządzenie do wiercenia i drenowania otworów w gruncie lub materiale skalnym, według wynalazku, zawierające koronkę wiertniczą, która jest osadzona na żerdzi wiertniczej, a z żerdzią wiertniczą lub koronką wiertniczą sprzężona jest osłona rurowa, przy czym osłona rurowa w obszarze przylegającym do koronki wiertniczej ukształtowana jest, z co najmniej

190 390 jednym otworem przelotowym, który połączony jest z przestrzenią pierścieniową uformowaną pomiędzy żerdzią wiertniczą a osłoną rurową charakteryzuje się tym, że w przylegającym do koronki wiertniczej obszarze końcowym osłona rurowa otoczona jest, co najmniej jedną rurą filtrującą zaopatrzoną w zespół, rozmieszczonych równomiernie wokół obwodu otworów lub szczelin przelotowych, przy czym otwory i szczeliny przelotowe są usytuowane poza częścią osłony rurowej, która stanowi korzystnie jedną trzecią obszaru obwodu osłony rurowej. Rura filtrująca obejmuje osłonę rurową co stanowi dodatkową przestrzeń pierścieniową. Przestrzeń pierścieniowa między obwodem zewnętrznym osłony rurowej a średnicą wewnętrzną rury filtrującej, ma prześwit o średnicy wewnętrznej, co najmniej 1 mm, korzystnie około 1,5 mm. Przestrzeń pierścieniowa uformowana jest przez rozmieszczone pomiędzy osłoną rurową a rurą filtrującą odstępniki lub elementy mufowe umieszczone zwłaszcza w obszarach końcowych rury filtrującej. Rura filtrująca ma, ukształtowane na swoim obwodzie i rozmieszczone w jednakowych odstępach, szczeliny przelotowe o szerokości w zakresie od około 0,5 mm do około 1 mm. Osłona rurowa, na odcinku rury filtrującej, zaopatrzona jest w pewną liczbę rozmieszczonych równomiernie na obwodzie, otworów przelotowych, których średnica wewnętrzna jest większa od średnicy wewnętrznej otworów lub szczelin przelotowych uformowanych na rurze filtrującej. Otwory przelotowe osłony rurowej są usytuowane wzdłuż osiowej tworzącej osłony rurowej i w kierunku obwodowym przebiegającej w płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej osłony rurowej. Rura osłonowa na swojej powierzchni zwróconej w kierunku rury filtrującej jest ukształtowana z pofalowaniem lub z żebrowatymi podwyższeniami, na których wsparta jest rura filtrująca, na co najmniej części swojego obwodu. Korzystnie na końcu przeciwległym do koronki wiertniczej, w pewnej odległości od rury filtrującej, na obwodzie zewnętrznym osłony rurowej osadzony jest element uszczelniający, zaś w sąsiedztwie elementu uszczelniającego na końcu przeciwległym do rury filtracyjnej, jest usytuowany w osłonie rurowej, co najmniej jeden otwór wylotowy odprowadzania masy wypełniającej, zwłaszcza utwardzanej zawiesiny. Element uszczelniający jest ukształtowany przez obejmujący pierścieniowo osłonę rurową element krawędziowy, lub języczkowy z tworzywa sztucznego, rozprężany pod naporem masy wypełniającej. Korzystnie element uszczelniający ma twardość 80 do 100, korzystnie około 90 według skali Shora. Element uszczelniający usytuowany jest w obszarze przylegającym do rury filtracyjnej. W szczególności z elementem uszczelniającym jest sprzężony pierścieniowy element mufowy otaczający osłonę rurową korzystnie ruchomy przesuwnie wzdłuż osłony rurowej. Osłonę rurową otacza, ustawiony bezpośrednio przed elementem uszczelniającym uszczelniacz otworu wiertniczego, w którym jest sprężone powietrze. Do osłony rurowej, na końcu przeciwległym do koronki wiertniczej, zamocowana jest pompa ssąca lub źródło podciśnienia. Osłona rurowa jest sprzężona pociągowo z koronką wiertniczą korzystnie za pośrednictwem elementu sprzęgającego, zwłaszcza oddziałującej na koronkę wiertniczą końcówki udarowej. Korzystnie osłona rurowa jest ze stali, a rura filtrująca z tworzywa sztucznego.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest to, że umożliwia ono nie tylko wiercenie, zwłaszcza wiercenie udarowe lub udarowo-obrotowe, otworu wiertniczego, lecz za pomocą którego, w najkorzystniejszym przypadku, byłoby możliwe dodatkowe odwadnianie, czyli drenowanie materiału skalnego otaczającego otwór wiertniczy, zwłaszcza po wykonaniu odwiertu. Jest to możliwe, ponieważ poza osłoną rurową która ukształtowana jest, z co najmniej jednym otworem przelotowym w obszarze przylegającym do koronki wiertniczej, stosowana jest, co najmniej jedna rura filtrująca, która otacza osłonę rurową. Przez odpowiednie rozmieszczenie i ukształtowanie, bądź zwymiarowanie przelotowych otworów lub szczelin, w co najmniej jednej rurze filtrującej można osiągnąć odpowiednie działanie filtrujące, i w ten sposób można sam odprowadzany płyn po filtrowaniu doprowadzać do przestrzeni pierścieniowej, czyli wolnej przestrzeni, utworzonej przez osłonę rurową i żerdź wiertniczą i odprowadzać z otworu wiertniczego. To działanie filtrujące na całej długości otworu może utrzymać się również na przykład po usunięciu żerdzi wiertniczej z częściami koronki wiertniczej. Dzięki temu, że według wynalazku proponuje się dodatkowo rozwiązanie polegające na tym, że osłona rurowa na części obszaru, na przykład na jego jednej trzeciej, wykonana jest bez otworów przelotowych. Dzięki temu przy utworzeniu obszarów osłony rurowej pozbawionych

190 390 otworów przelotowych, która podlega działaniu obciążeń wyłącznie rozciągających, a nie skręcających, zapobiega się w dolnym obszarze odwiertu wnikaniu przeznaczonego do usuwania i odprowadzania płynu do górnego obszaru osłony rurowej, i ponownemu wydostawaniu się go w dolnym obszarze z wnętrza osłony rurowej tak, że możliwe jest osiągnięcie, również w przypadku otworów wiertniczych biegnących ukośnie ku górze, niezawodnego odprowadzania z wnętrza osłony rurowej znajdującego się w niej płynu. Zapewnienie przestrzeni między obwodem zewnętrznym osłony rurowej a średnicą wewnętrzną rury filtrującej, o przelotowej średnicy wewnętrznej, co najmniej 1 mm, w szczególności około 1,5 mm wystarcza do prawidłowego wprowadzania, przeznaczonego do usunięcia, płynu do wnętrza osłony rurowej, co równocześnie zapewnia, że wykonanie otworu wiertniczego nie powoduje nadmiernego lub w ogóle nie powoduje powiększenia średnicy, czyli przekroju, otworu wiertniczego, w celu uwzględnienia zwiększenia wymiarów związanego ze stosowaniem dodatkowej rury filtrującej otaczającej osłonę rurową tak, że nie występują dodatkowe koszty związane z wykonywaniem odwiertu.

Dla zapobieżenia występowaniu zaburzeń między rurą filtracyjną a osłoną rurową powodowanych przez ewentualnie zabieranymi wraz z odprowadzanym płynem, również urobionej skały, proponuje się dodatkowo rozwiązanie polegające na tym, że rura filtrująca na swoim obwodzie ma ukształtowane rozmieszczone w jednakowych odstępach szczeliny przelotowe o szerokości wynoszącej około 0,5 mm do około 1 mm.

Przez zastosowanie odpowiednio dużych wymiarów otworów lub szczelin przelotowych na obwodzie osłony rurowej nawet przy stosowaniu niewielkiej liczby otworów lub szczelin przelotowych zapewnia się możliwość bezpośredniego transportowania płynu. Nie trzeba się przy tym obawiać zaburzeń w otworach lub szczelinach w osłonie rurowej ukształtowanej z odpowiednio małymi otworami lub szczelinami przelotowymi tak, że można się nie obawiać również przenikania większych cząstek. Poza tym, przez odpowiednie rozmieszczenie otworów lub szczelin przelotowych, można osiągnąć to, że nie ma niebezpieczeństwa nadmiernego zmniejszenia trwałości i wytrzymałości mechanicznej osłony rurowej.

Dla wspomagania pożądanego drenowania, proponuje się rozwiązanie polegające na tym, że na końcu przeciwnym do koronki wiertniczej w pewnej odległości od rury filtrującej na obwodzie zewnętrznym osłony rurowej osadzony jest element uszczelniający, i że w sąsiedztwie elementu uszczelniającego na końcu przeciwnym względem rury filtracyjnej, wykonany jest przynajmniej jeden otwór wylotowy do odprowadzania masy wypełniającej, zwłaszcza utwardzanej zawiesiny. Za pomocą tego rodzaju elementu uszczelniającego, który po wprowadzeniu masy wypełniającej, zwłaszcza utwardzalnej zawiesiny, na przykład betonu itp., umożliwia uszczelnienie otworu wiertniczego względem otaczającej skały, zostaje nie tylko dokładnie wyznaczony przewidziany dla odwadniania odcinek, czyli długość otworu wiertniczego, lecz również dzięki tego rodzaju uszczelnieniu zapobiega się rozchodzeniu się w otworze wiertniczym wzdłuż zewnętrznej strony osłony rurowej ewentualnie znajdującego się w obszarze koronki wiertniczej płynu, i w ten sposób na przykład wypłukiwaniu, bądź niepożądanemu powiększeniu wymiarów otworu wiertniczego, czego należałoby się obawiać na przykład przy pojawieniu się wody w stropie osadzanej kotwy, kiedy ujście otworu wiertniczego jest nachylone ku dołowi, a zatem płyn znajdujący się w skale miałby możliwość wypływania na zewnątrz osłony rurowej.

Dla odpowiednio prostego uszczelnienia korzystne jest takie ukształtowanie, że element uszczelniający utworzony jest przez element krawędziowy, lub listwowy z tworzywa sztucznego, który pod naporem masy wypełniającej może się rozprężać. Osiąga się powstanie odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, czyli odporności, elementu uszczelniającego, jak również odpowiedniej elastyczności, dzięki czemu przy wprowadzaniu masy wypełniającej według wynalazku osiąga się rozprężenie i w związku z tym przyleganie elementu uszczelniającego do ściany powstałego otworu wiertniczego.

Zwłaszcza w przypadku odwiertów w luźnej skale lub warstwach skalnych o różnym składzie, może się ewentualnie zdarzyć, w wyniku odchyleń od optymalnego kierunku wiercenia, powiększenie średnicy wierconego otworu, które w tych warunkach nie może być skompensowane elementem uszczelniającym, czyli niezawodnie uszczelnione.

190 390

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładzie wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie według niniejszego wynalazku do wiercenia i drenowania otworów w gruncie lub materiale, częściowo w przekroju, fig. 2 - przekrój szczegółu II fig. 1, w powiększonej skali, częściowo w przekroju, fig. 3, również w powiększonej skali, również częściowo w przekroju częściowym szczegół DI fig. 1, fig. 4 w sposób podobny do fig. 1 odmianę wykonania urządzenia według wynalazku, a fig. 5 - w powiększeniu przekrój wzdłuż linii V-V na fig. 4.

Jak to przedstawiono na fig. 1 urządzenie do wiercenia 1, zwłaszcza wiercenia udarowo udarowo-obrotowego i do drenowania otworów w gruncie lub materiale skalnym, ma koronkę wiertniczą podzielony na przykład w kierunku promieniowym na centralną koronkę wiertniczą 2 i pierścieniową koronkę wiertniczą 3 napędzaną za pośrednictwem oznaczonej schematycznie odnośnikiem 4 żerdzi wiertniczej, w znany sposób, w celu wiercenia udarowego lub udarowo - obrotowego. Koronka wiertła współdziała ponadto z końcówką udarową 5, przy czym żerdź wiertnicza 4 otoczona jest składającą się z wielu oddzielnych części osłoną rurową 6, co wyraźniej widać na fig. 2 i 3.

W obszarze bezpośrednio przylegającym do koronki wiertniczej 2, 3 bądź końcówki udarowej 5 znajduje się, otaczająca osłonę rurową 6, rura filtrująca 7, na rysunku przedstawiona jako złożona z pewnej liczby oddzielnych elementów, która zaopatrzona jest w pewną liczbę, zwłaszcza równomiernie rozmieszczonych na obwodzie, otworów bądź szczelin przelotowych 8.

Jak widać w powiększeniu na fig. 2, przeznaczony do odprowadzenia, płyn przedostaje się przez szczeliny przelotowe 8 rury filtrującej 7 do przestrzeni pierścieniowej, czyli wolnej przestrzeni 9, utworzonej miedzy obwodem zewnętrznym osłony rurowej 6 a obwodem wewnętrznym rury filtrującej 7, gdzie następnie wchodzący płyn, bądź przeznaczona do usunięcia woda przez otwory przelotowe 10 wykonane na osłonie rurowej 6, co najmniej w obszarze objętych przez rurę filtrującą 7 odcinków, przedostaje się do wnętrza przestrzeni pierścieniowej 11 utworzonej między średnicą zewnętrzną oznaczonej z kolei odnośnikiem 4 żerdzi wiertniczej a średnicą wewnętrzną osłony rurowej 6. Zatem za pomocą szczelin przelotowych 8, które mają szerokość na przykład od około 0,5 mm do około 1 mm, osiąga się odpowiednie działanie rury filtrującej 7, po czym następnie dzięki dużym wymiarom, czyli przekrojowi przepustowemu, otworów przelotowych 10 w osłonie rurowej 6, odbywa się dalsze transportowanie przeznaczonego do odprowadzenia płynu przez przestrzeń pierścieniową 11 między żerdzią wiertniczą 4 a osłona rurową 6.

Na figurach rysunku przy tym odnośnikiem 12 zaznaczono dodatkowo oś środkową urządzenia 1.

Dla utrzymania odpowiedniej przestrzeni pierścieniowej, czyli wolnej przestrzeni 9 między osłoną rurową 6 a rurą filtrującą 7, stosowane są dodatkowe odstępniki, i, zwłaszcza w obszarach końcowych, elementy mufowe, które na fig. 1 oznaczono schematycznie odnośnikiem 13, przy czym w obszarze bezpośrednio przylegającym do końcówki udarowej 5 znajduje się dodatkowo mufa prowadząca 14, która również służy między innymi do utrzymania odpowiedniej przestrzeni pierścieniowej, czyli wolnej przestrzeni 9 między rurą filtrującą 7 a osłoną rurową 6, przy czym na fig. 2 dodatkowej mufy nie przedstawiono.

Dla odpowiedniego uszczelnienia i uzyskania dzięki temu możliwości zwiększenia sprawności odwadniania, czyli drenowania stosuje się ponadto w pewnej odległości od rury filtrującej 7, element uszczelniający 15, który obejmuje osłonę rurową 6 lub odcinek osłony rurowej 6, przy czym ponadto z elementem uszczelniającym 15 współdziała element mufowy 16, również obejmujący osłoną rurową 6, jak to dokładniej przedstawiono na fig. 3.

Przedstawiony na fig. 3 element uszczelniający 15 jest elementem z tworzywa sztucznego, ma postać częściowo, co najmniej krawędzi lub listwy uszczelniającej, przy czym na przykład przez przesuwanie elementu mufowego 16 i w kierunku wskazanym podwójną strzałką 17 można odpowiednio dobrać stopień rozszerzenia części stanowiącej ramię, bądź listwę uszczelniającą 18 elementu uszczelniającego 15.

Dla realizacji wiercenia zewnętrzny koniec listwy lub krawędzi uszczelniającej 18 nie przylega do ścian otworu wiertniczego oznaczonego odnośnikiem 19 tak, że ewentualnie tak

190 390 zwane zwierciny, czyli urobiony materiał jest odprowadzany na element uszczelniający 15. Dla osiągnięcia działanie uszczelniające, powoduje się rozprężanie listwy lub krawędzi uszczelniającej 18 z jednej strony przez przesuwanie mufy 16 w kierunku elementu uszczelniającego 15. Rozszerzanie i ostateczne przyleganie zewnętrznego końca krawędzi, bądź listwy uszczelniającej 18 jest przy tym wspomagane w ten sposób, że przez, w co najmniej jeden otwór wylotowy 21, zgodnie ze strzałką 20, wprowadzana jest utwardzalna zawiesina bądź masa wypełniająca, do otaczającej osłonę rurową 6 swobodnej przestrzeni pomiędzy osłoną rurową 6 a ścianą otworu wiertniczego 19, przy czym za pomocą masy wypełniającej przy dociśnięciu zewnętrznego końca krawędzi bądź listwy uszczelniającej 18 osiąga się szczelniejsze zamknięcie w obszarze przylegającym do elementu uszczelniającego 15.

Po utworzeniu uszczelnienia w obszarze elementu uszczelniającego 15 w dalszym ciągu może nastąpić przyłączenie źródła podciśnienia, bądź pompy ssącej, do przestrzeni pierścieniowej 11 między osłoną rurową 6 a żerdzią wiertniczą 4 tak, że może odbywać się odsysanie, czyli drenowanie płynu docierającego bądź wsysanego do wnętrza swobodnej przestrzeni 11. Pozycjonowanie elementu uszczelniającego 15 można dobrać odpowiednio do warunków tak, że na przykład bezpośrednio na pożądanej drodze filtracyjnej następuje uszczelnienie.

Dla zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości, osłona rurowa 6 może być wykonana ze stali, natomiast rura filtracyjna, bądź odcinki 7 rury filtracyjnej mogą być wykonane z tworzywa sztucznego.

W odmianach wykonania przedstawionych na fig. 4 i 5 jednakowe elementy zaopatrzone są w te same odnośniki, jak na figurach poprzednich. Bezpośrednio przy koronce wiertniczej 2, 3, bądź końcówce udarowej 5 znajduje się obejmująca osłonę rurową 6 rura filtracyjna 7 z pewną liczbą szczelin przelotowych 8, przy czym osłona rurowa 23 ma powierzchnię z zafalowaniem lub z żebrowatymi podwyższeniami umożliwiającymi zapewnienie sztywności i wytrzymałości osłony rurowej, przy czym równocześnie możliwe jest do uzyskania również podparcie rury filtrującej 1 na danym podwyższeniu 24. W każdym z zagłębień z kolei wykonane są otwory przelotowe 10, za pomocą, których możliwe jest odprowadzanie płynu wprowadzonego rurą filtrującą 7 do wnętrza osłony rurowej 23, i w następnej kolejności usunięcie go z osłony rurowej 23. Osłona rurowa 23 poza tym ma obszar częściowy bez otworów przelotowych, rozciągający się na obszarze dolnej jednej trzeciej 25 części tak, że przy otworach wiertniczych przechodzących ukośnie możliwe jest niezawodne wchodzenie płynu przez otwory przelotowe 10 do wnętrza osłony rurowej 23 w obszarze górnym, przy równoczesnym zapobieżeniu wydostawaniu się go z obszaru dolnego 25, co z kolei mogłoby powodować przedostawanie się otaczającej skały. Dzięki rozmieszczeniu otworu przelotowego 10 wzdłuż osiowej tworzącej, przy czym obszary obwodowe są pozbawione otworów przelotowych, otrzymuje się dodatkowo odpowiednio wytrzymałą strukturę osłony rurowej 23.

Oczywiste jest, że również osłona rurowa 6 z fig. 1 do 3 może być ukształtowana z w zasadzie gładkim obrysem zewnętrznym z tylko rozmieszczonymi osiowo wzdłuż tworzącej otworami przelotowymi 10, i na przykład bez otworów 10 w obszarze dolnym.

Poza elementem uszczelniającym 15 przylegającym, do obszaru filtrowania 7, podobnie, jak na fig. 4 zaznaczony jest również stosowany dodatkowo, jak w poprzednim ukształtowaniu, uszczelniacz 26, który usytuowany jest przed elementem uszczelniającym 15. Tego rodzaju rozprężany, na przykład za pomocą sprężonego powietrza, uszczelniacz 26 może umożliwiać pewne dodatkowe, co najmniej prowizoryczne uszczelnienie, zwłaszcza w przypadkach, w których przy niezupełnie dokładnym prowadzeniu otworu i ewentualnie zwiększonych wartościach średnicy otworu wiertniczego sam element uszczelniający okazuje się niewystarczający. Korzystne rozprężone położenie uszczelniacza na fig. 4 zaznaczono odnośnikiem 26'.

Poza tym działanie drenujące - filtrujące może być podtrzymywane przez zastosowanie rury filtracyjnej 7 otaczającej osłonę rurową 6, bądź 23 również po usunięciu żerdzi wiertniczej 4 z częściami koronki wiertniczej 2 z otworu wiertniczego.

190 390

i /

θ'

LO

O

Ll.

O

Lu

190 390

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do wiercenia i drenowania otworów w gruncie lub materiale skalnym, zawierające koronkę wiertniczą, która jest osadzona na żerdzi wiertniczej, a z żerdzią wiertniczą lub koronką wiertniczą sprzężona jest osłona rurowa, przy czym osłona rurowa w obszarze przylegającym do koronki wiertniczej ukształtowana jest, z co najmniej jednym otworem przelotowym, który połączony jest z przestrzenią pierścieniową uformowaną pomiędzy żerdzią wiertniczą a osłoną rurową, znamienne tym, że w przylegającym do koronki wiertniczej (2, 3) obszarze końcowym osłona rurowa (6, 23) otoczona jest, co najmniej jedną rurą filtrującą (7), zaopatrzoną w zespół, rozmieszczonych równomiernie wokół obwodu otworów (10) lub szczelin przelotowych (8), przy czym otwory (10) i szczeliny przelotowe (8) są usytuowane poza częścią (24) osłony rurowej (6, 23), która stanowi korzystnie jedną trzecią obszaru obwodu osłony rurowej (6, 23).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rura filtrująca (7) obejmuje osłonę rurową (6, 23) co stanowi dodatkową przestrzeń pierścieniową (9).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że przestrzeń pierścieniowa (9) między obwodem zewnętrznym osłony rurowej (6, 23) a średnicą wewnętrzną rury filtrującej (7), ma prześwit o średnicy wewnętrznej co najmniej 1 mm, korzystnie około 1,5 mm.
4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że przestrzeń pierścieniowa (9) uformowana jest przez rozmieszczone pomiędzy osłoną rurową (6, 23) a rurą filtrującą (7) odstępniki lub elementy mufowe (13, 14) umieszczone zwłaszcza w obszarach końcowych rury filtrującej (7).
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rura filtrująca (7) ma, ukształtowane na swoim obwodzie i rozmieszczone w jednakowych odstępach, szczeliny przelotowe (8) o szerokości w zakresie od około 0, 5 mm do około 1 mm.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osłoną rurową (6, 23), na odcinku rury filtrującej (7), zaopatrzona jest w pewną liczbę rozmieszczonych równomiernie na obwodzie, otworów przelotowych (10), których średnica wewnętrzna jest większa od średnicy wewnętrznej otworów lub szczelin (8) przelotowych uformowanych na rurze filtrującej (7).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że otwory przelotowe (10) osłony rurowej (6, 23) są usytuowane wzdłuż osiowej tworzącej osłony rurowej (6, 23) i w kierunku obwodowym przebiegającej w płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej (12) osłony rurowej (6, 23).
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rura osłonowa (23) na swojej powierzchni zwróconej w kierunku rury filtrującej (7) jest ukształtowana z pofalowaniem lub z żebrowatymi podwyższeniami, na których wsparta jest rura filtrująca (7), na co najmniej części swojego obwodu.
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na końcu przeciwległym do koronki wiertniczej (2, 3), w pewnej odległości od rury filtrującej (7), na obwodzie zewnętrznym osłony rurowej (6, 23) osądzony jest element uszczelniający (15), zaś w sąsiedztwie elementu uszczelniającego (15) na końcu przeciwległym do rury filtracyjnej (7), jest usytuowany w osłonie rurowej (6, 23), co najmniej jeden otwór wylotowy (21) odprowadzania masy wypełniającej, zwłaszcza utwardzanej zawiesiny.
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że element uszczelniający (15) jest ukształtowany przez obejmujący pierścieniowo osłonę rurową (6, 23) element krawędziowy, lub języczkowy z tworzywa sztucznego, rozprężany pod naporem masy wypełniającej.
11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że element uszczelniający (15) ma twardość 80 do 100, korzystnie około 90 według skali Shora.

190 390
12. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że element uszczelniający (15) usytuowany jest w obszarze przylegającym do rury filtracyjnej (7).
13. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że z elementem uszczelniającym (15) jest sprzężony pierścieniowy element mufowy (16) otaczający osłonę rurową (6, 23), korzystnie, ruchomy przesuwnie wzdłuż osłony rurowej (6, 23).
14. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że osłonę rurową (23) otacza, ustawiony bezpośrednio przed elementem uszczelniającym (15) uszczelniacz (26) otworu wiertniczego, w którym jest sprężone powietrze.
15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do osłony rurowej (6, 23), na końcu przeciwległym, do koronki wiertniczej (2, 3), zamocowana jest pompa ssąca lub źródło podciśnienia (22).
16. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osłona rurowa (6, 23) jest sprzężona pociągowo z koronką wiertniczą (2, 3), korzystnie za pośrednictwem elementu sprzęgającego, zwłaszcza oddziałującej na koronkę wiertniczą (2, 3) końcówki udarowej (5).
17. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osłona rurowa (6, 23) jest ze stali, a rura filtrująca (7) z tworzywa sztucznego.