PL88508B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sonda wiertnicza posiada¬ jaca szybko dzialajace elementy wibracyjne i obrotowe.Dotychczas stosowano róznego typu sondy, w zaleznosci od rodzaju gruntu poddanego wierceniu, na przyklad do rdzeniowania otworów wiertniczych w miekkim gruncie stosowano sondy z naciskiem statycznym wywieranym na wiertlo, ewentualnie dodatkowo poruszane wahadlowo wokól osi w celu uzyskania efektu posuwisto-skretnego.Inne znanesondy stosowane do wiercenia gruntów oróz¬ nym stopniu twardosci zawieraja badz element wibracyj¬ ny, którego drgania sa wywolywane mechanicznie lub elektromagnetycznie, przy czym ruchy narzedzia wiertni¬ czego sa tylko pionowelub polaczone z ruchami skretnymi, badz element obrotowy stanowiacy zwykle tarcze obroto¬ wa zespolona ze sworzniem, na którym zamontowany jest uklad rur pluczkowych lub zerdzi wiertniczych zakonczo¬ nych narzedziem wiertniczym, przy czym wglebianie sie narzedzia, wynikajace z ruchu obrotowego, moze byc wzmacniane sila nacisku.Znane sondy sa jednak malo przydatne przy wierceniu w terenie, w którym wystepuja rózne rodzaje 'gruntu.Ponadto w przypadku gdy poszczególne warstwy gruntu naleza do róznych formacji, podczas wiercenia, trzeba czesto zamieniac sonde, co wymaga dodatkowych nakla¬ dów sily roboczej i przedluza czas trwania prac wiertni¬ czych. Znane sondy, z uwagi na ich duze rozmiary, sa ponadto bardzo ciezkie, co wymaga stosowania zródel energii o duzej mocynawet dlauzyskania wynikówstosun¬ kowo niewielkich.Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych urzadzen i opracowanie sondy wiertniczej, która moglaby bycstoso¬ wana bez wzgledu na rodzaj wierconego gruntu. Innym dalszym celem wynalazku jest to, aby wszystkie ruchy niezbedne do wiercenia otworu mogly byc wykonywane badz jednoczesnie badz oddzielnie.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze sonda bedaca przedmiotem wynalazku zawierajaca srodki udarowe, sworzen zespolony z obrotowym stolem, odznacza sie tym, ze zawiera ponadto srodki wibracyjne polaczone ze srod¬ kami udarowymi oraz z elementem wsporczym zamonto¬ wanym na sworzniu, przy czym sworzen ten obraca sie swobodnie wzgledem elementu wsporczegopolaczonego ze wspornikiem stolu za posrednictwem gietkiego i elastycz¬ nego polaczenia.Dzieki rozdzieleniu poszczególnych sil dzialajacych na narzedzie mozna równiez znacznie przyblizyc silnik uru¬ chamiajacy stól obrotowy.Wedlug innej cechy zgodniez wynalazkiem, sworzen jest pionowo ruchomy wzgledem stolu obrotowego, co umozli¬ wia przemieszczanie samego sworznia udarowo lub przez nacisk statyczny, bez ruchu obrotowego, lub polaczenie obu ruchów przemieszczania osiowego i obrotowego.Wedlug dalszej cechy, srodki wilbracyjne sa polaczone ze sworzniem lub ze stolem obrotowym za posrednictwem wienca zawieszanego elastycznie miedzy srodkami wibra¬ cyjnymi i stolem obrotowym. Przez odpowiedni dobór sprezyn zawieszajacych tak aby czestotliwosc drgan wlas¬ nych czesci sprezyn byla znacznie mniejsza od czestotli¬ wosci drgan roboczych, unika sie przekazywania drgan 8850888508 3 4 gwintom znajdujacym siena elementach laczacych zestaw rur z sonda.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysuhku, na którym fig. 1 przedstawia schemat sondy zamontowanej na pojezdzie w czesciowym przekroju, a fig. 2 - sonde w przekroju.Przedstawiona schematycznie na fig. 1 sonda zamonto¬ wana jest na pojezdzie 1, który wyposazony jest w silownie hydrauliczna 2 uruchamiana silnikiem pojazdu, oraz w pulpit sterowniczy 3 którego wiekszosc urzadzen stero¬ wanych jest elektrycznie, co umozliwia zdalne sterowanie sondy oraz jej automatyzacje. Pojazd 1 wyposazony jest w urzadzenie umozliwiajace ustawieniesontlywpolozeniu roboczym przedstawionym na rysunku linia ciagla oraz w polozeniu do transportu przedstawionym linia kresko¬ wana. Urzadzenie to sklada sie z dzwignika 4 przegubowo ruchomego wokól osi 5, przy czym drazek 6 dzwignika 4 polaczony jest z trójkatnym wspornikiem 7 zespolonym z masztem 8 prowadzacym i wspierajacym sonde 9. Trój¬ katny wspornik 7 polaczony jest za posrednictwem dzwi¬ gnika 10 z ramieniem 11 przegubowo ruchomym na trój¬ katnym wsporniku 12 równiez umieszczonym na maszcie 8.Na trójkatnym wsporniku 7 oraz na ramieniu 11 umiesz¬ czone sa dwa krazki linowe 13 i 14,'przez któreprzewija sie . lina pociagowa 15 nawijana na wciagarke 16 zamontowa¬ na na pojezdzie 1.Na drazku blokujacym dzwignika 17 zespolonego z po¬ jazdem 1 zamontowane sa srodki 18 blokujace (przytrzy¬ mujace) uklad rur wietniczych 19 oraz narzedzie wiertni¬ cze nie przedstawione na rysunku.W górnej czesci masztu 8 umieszczony jest krazek 20 w rowku którego przesuwa sie lina lub lancuch 21 zamoco¬ wany przy pomocy uchwytu 24 do sondy 9, nawijany na jeden lub kilka krazków 22 umieszczonych na trójkatnym wsporniku 23 przegubowo ruchomym na plycie pojazdu 1.Sonda 9 przedstawiona w przekroju na fig. 2 zawiera obrotowy stól 25 skladajacy sie z obudowy 26, w której miesci sie kolo zebate 27 wspólpracujace z drugim kolem zebatym 28 o mniejszej srednicy, a którego os 29 umiesz¬ czona w lozyskach kulkowych 30 wprawiana jest w ruch obrotowyprzez silnikhydrauliczny 31 o zmiennej objetosci skokowej. Silnik 31 zasilany jest pompa równiez o zmien¬ nej pojemnosci skokowej. Pojemnosci skokowe pompyi sil¬ nika 31 moga byc zdalnie sterowane przez tensam element sterujacy co umozliwia uzyskanie szerokiego wachlarza predkosci obrotowych oraz stale wykorzystanie maksy- mum mocy dostarczonej przez silnik napedowy, np. silnik pojazdu 1.W piascie 32 kola zebatego 27 znajduje sie wydrazony sworzen 33, a piasta 32 jest zespolona z obudowa 26 za pomoca lozysk 36. Sworzen 33 na swym obwodzie zewne¬ trznym zawiera rowki 34 wspólpracujace z odpowiednimi rowkami 35 znajdujacymi sie wewnatrz piasty 32, w taki sposób, ze sworzen 33 przemieszcza sie badzosiowo wzgle¬ dem kola zebatego 27 a tym samym wzgledem obrotowego stolu 25, badz obrotowe wskutek dzialania kólzebatych 27 i 28.Sworzen 35 polaczony jest z korpusem 37 wienca piers¬ cieniowego 38 za pomoca lozysk tocznych 39, na przyklad wahliwych lozysk walcowych wytrzymujacychnaprezenia wynikajace na skutek drgan, jak równiez z powtarzajacych sie uderzen. Wieniec 38 przemieszczajacy sie pionowo jednoczesnie ze sworzniem 33 zawiera szereg otworów 40 i 41 rozmieszczonych wokól korpusu 37. W czterech z otworów 40 umieszczone sa prety 42 zespolone z dnem wystepów 43 znajdujacych sie na obudowie26obrotowego stolu 25, ponadto prety 42 sa zespolone z ogranicznikami 44.Po obu stronach pierscieniowego wienca 38 wokól pre¬ tów 42 nalozone sa gumowe podkladki 45. Osiowy ruch pierscieniowego wienca 38 jest ograniczony przez brzegi 43a i 44a oraz brzegi ograniczników 44.W czterech otworach 41 wkrecone sa swymi dolnymi koncami prety 46, wokól których umieszczona jest sprezy¬ na 47 o sprezystosci innej od sprezystosci zestawu gumo¬ wych podkladek 45.Sprezyny 47, sciskane i rozciagane, umieszczone sa w ta¬ ki sposób, ze nachylenie zwojów dwóch kolejnych sprezyn jest przeciwne.Kazda sprezyna 47 zamocowana jest z jednej strony na pierscieniu 48 zlaczonym z wiencem pierscieniowym 38 a z drugiej strony na pierscieniu 49 zespolonym zobudowa 52 wibratora 50. Z obudowa 52 zespolone sa równiez pierscienie 5l, przez które przechodzana wylot prety46 do których zamocowany jest wibrator 50 za pomoca srub 53.W ten sposób reulowana jest odleglosc miedzy wibratorem 50 a pierscieniowym wiencem 38.Wibrator 50 sklada sie z obudowy 52 przez która prze¬ prowadzone sa dwa waly 54 i 55 równolegle do siebie obracajace sie w kierunkuprzeciwnym, kazdy zaopatrzony w niewywazona mase wirujaca 56 i 57 stanowiaca mimo- sród. Waly 54 i 55 wprawiane sa w ruch obrotowy przez jeden lub dwa polaczone mechanicznie silniki hydraulicz¬ ne, o predkosci regulowanej z duza dokladnoscia. Ksztalt masy niewywazonej 56 i 57 jest przystosowany do uzyska¬ nia maksymalnego momentu kinetycznego przy minimal¬ nym calkowitym ciezarze i minimalnych rozmiarach wib¬ ratora 50. W tym celu masa niewywazona sklada siez plyty stalowej w której umieszczone sa symetrycznie wzgledem osi obrotu cylindryczne wkaldki z metalu, o duzym cieza¬ rze wlasciwym na przykladspiekanego weglika wolframo¬ wego lub zubozonego uranu. W ten sposób przez rozmiesz¬ czenie jeden za drugim wibratora 50 i sworznia 33 uzyskac mozna wypadkowy maksymalny efekt drgan wywolanych przez wibrator 50 równolegle doosi pionowej sworznia. Do dolnego elementu (58) polaczonego z obudowa 52 iwzmoc¬ nionego dwoma trójkatnymi wzmacniajacymi 59, przymo¬ cowany jest sruba o malym skoku, element udarowy w po¬ staci bijaka 60 stanowiacy srodki udarowe. Bijak 60 wpra¬ wiony jest w ruch obrotowy przez silnik hydrauliczny 61 umieszczony w górnej czesci wibratora 50 i przy zastoso¬ waniu preta 62 slizgowo ruchomego wzdluz swojej osi, zaopatrzonego wpust i klin 63 i umieszczonego w osi pionowej sworznia 33.Glowica 64 bijaka 60 znajdujesie w komorze 65 wgórnej czesci sworznia 33 i zawiera pierscieniowy kolnierz 66.Przez odpowiednie ustawienie slizgowo przesuwnego preta 62 mozna natychmiast wyregulowac odleglosc mie¬ dzy powierzchnia 64b bijaka 60 a dnem komory 05, przy czym dno komory 65 jest co najmniej czesciowo pokryte podkladem 67 z metalu utwardzonego.Podczas dzialania urzadzenia, gdy bijak 60 znajduje sie dostatecznie blisko podkladki 67 nastepuja regularne ude¬ rzenia, które powoduja poprzez sworzen 33, wbijanie ze¬ stawu rur wiertniczych 1 i oraz narzedzia wiertniczego.Jednakze stosunkowo duza elastycznosc gumowych pod¬ kladek 45 w stosunku do sprezyn 47 zawieszenia wibratora 50, powoduje, ze czestotliwosc drgan wlasnych tak zawie¬ szonego ukladu jest bardzo mala w porównaniu do czestot- 40 45 50 55 6088508 liwosci drgan wibratora, co sprawia, ze jedynie mala czesc energii drganprzekazywana jest obudowie 26 stolika obro¬ towego 25.Górna czesc 68 komory65 tworzyzamkniecie nadglowi¬ ca 64 bijaka 60 i zawiera wewnatrz podklad 69 z metalu 5 poddanego specjalnej obróbce i dzieki czemu mozna wy¬ tworzyc zjawisko udaru skierowanego ku górze w wyniku kolejnych uderzen obrzeza pierscieniowego 66 o podklad 69.Wokól dolnej czesci sworznia 33 zawierajacego gwinto- io wanie wewnetrzne 70 do podlaczania zestawu rur wiertni¬ czych 19 lub narzedzia wiertniczego, umieszczone jest zlacze obrotowe 71 zawirajace kanal 72 umieszczony na przeciw otworu 73 znajdujacego sie na sworzniu 33. Kanal ten sluzy w razie potrzeby do doprowadzaniacieczyczysz- 15 czacej. Zlacze obrotowe 71 jest zawieszone elastycznie poprzez elastyczny element 74 na laczniku 75 zespolonym z obudowa 26 stolu obrotowego 25.Operacje dotychczas wykonywanezwykle przez róznego typu sondy moga byc obecnie wykonywane przez jedyna 20 tylko sonde taka jak wyzej opisano. Przykladowo w przy¬ padku celowego zablokowania wibratora 50 na pretach 46 oraz przy takim polozeniu glowicy bijaka 64 w komorze 65 sworznia 33 aby amplituda drgan wibratora nie doprowa¬ dzala do zetkniecia glowicy bijaka 64 z podkladem 67 ani 25. obrzeza pierscieniowego 66 z podkladem 69, wystepuja wówczas drgania calkowicie przekazywane na sworzen 33 przez prety 46, pierscieniowy wieniec 37, korpus 38 oraz lozyska 39. Drgania te w wielu przypadkach sa juz wystar¬ czajace do zaglebienia narzedzia, które znajduje sie w cia- 30 glym kontakcie z gruntem poddawanym wierceniu.Podobnie bezpotrzebyuzycia dodatkowych dzialan pro¬ wadzone sa wiercenia gruntu przy wykorzystaniu samego obrotu sworznia lub obrotu polaczonego z uderzeniami bijaka, przy jednoczesnej mozliwosci stosowania drgan 35 wlasnych lub drgan z równoczesnym wywarciem nacisku jednak bez obrotu narzedzia wiertniczego.Korzysc w zastosowaniu takiej sondy zdolnej do wyko¬ nywania wszystkich operacji wiertniczych jest widoczna.Podkresla sie jeszcze, ze w wyniku zastosowania ogranicz- 40 ników 43a i 44a wibrator jest zabezpieczony przed zbyt znacznymi naprezeniami statycznymi. PL

Claims (11)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sonda wiertnicza zawierajaca srodki udarowe, swo¬ rzen obrotowy osadzony w stole obrotowym oraz korpus wsporczy swobodnie zamontowany na sworzniu obroto- 45 wym, znamienna tym, ze zawiera wibrator (50) polaczony z bijakiem (60) i korpusem wsporczym (37), elastyczne podkladki (45) usytuowane pomiedzy korpusem wspor¬ czym (37) i stolem obrotowym (25) oraz silnik (61) do napedu wibratora, bijaka i stolu obrotowego.
2. 2. Sonda wiertnicza wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze korpus wsporczy (37) wraz z kolnierzem (38) usytuowany jest na okolo sworznia (33) a pomiedzykolnierzemisworz¬ niem umieszczone sa lozyska toczne (39), przy czym czesc brzegowa kolnierza (38) laczy sie z elastycznymi podkad- kami (45).
3. 3. Sonda wiertnicza, wedlugzastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera sprezyny (47) rozmieszczone pomiedzy wibrato¬ rem (50) i kolnierzem (38) korpusu wsporczego (37).
4. 4. Sonda wiertnicza, wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera dodatkowo ograniczniki (43a, 44a) do ogranicza¬ nia osiowego ruchu stolu (25) wzgledem kolnierza (38) korpusu wsporczego (37).
5. 5. Sonda wiertnicza,wedlug zastrz. 1,znamiennatym, ze wibrator (50) wyposazonyjest w prowadnice, która stano¬ wia liczne prety (46) wrazz którymi wibrator zdolnyjest do ustalanego przemieszczania sie za pomoca sruby (53).
6. 6. Sonda wiertnicza, wedlug zastrz. 1,znamiennatym, ze wibrator (50) wspiera sie na wiencu pierscieniowym (38) korpusu wsporczego (37) za pomoca licznych sprezyn (47) otaczajacych prowadzace prety (46) wystajace z wienca pierscieniowego (38).
7. 7. Sonda wiertnicza, wedlugzastrz. 1, znamienna tym, ze bijak (60) zaopatrzony w glowiec (64) a odleglosci pomie¬ dzy glowica (64) i sworzniem (33) jest odlegloscia regulo¬ wana.
8. 8. Sonda wiertnicza, wedlug zastrz. 8, znamienna tym, ze glowica (64) przykrecona jest do wibratora przy czym pret slizgowy (62) polaczony z silnikiem napedowym (61) jest wielowypustowo osadzony w otworze aby miec moznosc ruchu wspólosiowego wewnatrz sworznia (33).
9. 9. Sonda wiertnicza, wedlugzastrz. 8, znamienna tym, ze sworzen (33) ma komore (65) w której glowica (64) bijaka (60) przemieszczana jest osiowo.
10. 10. Sonda wiertnicza, wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze liczne sprezyny (47) rozmieszczone sa w poblizu siebie i naprzeciw siebie.
11. 11. Sonda wiertnicza, wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze elastyczne podkladki (45) otaczaja prety (42) przecho¬ dzace przez otwory (40) w kolnierzu (38) korpusu wspor¬ czego (37) i przez ograniczniki (34, 44), przy czym na pretach (42) podkladki te usytuowane sa po kazdej stronie wienca (38), naprzeciw stolu (25).88508 fiT Sklad wykonano w DSP, zam. 6148 Diuk w UP PRL, naklad 125 + 20 egz. Cena zl 10,- PL