RU147887U1

RU147887U1 - DEVICE FOR DRILLING CURVILINE WELLS IN SOLID SOILS

Info

Publication number: RU147887U1
Application number: RU2014129177/03U
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Смоляницкий; Борис Борисович Данилов; Сергей Юрьевич Фетисов; Дмитрий Олегович Чещин
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2014-11-20

Abstract

Устройство для проходки криволинейных скважин в твёрдых грунтах, включающее головную часть и корпус, представленный в виде секций, соединённых разъёмами, блок управления, связанный каналом управления с головной частью, отличающийся тем, что головная часть соединена с корпусом поворотной осью через подшипниковый узел, а с каналом управления - через преобразователь движения.A device for drilling curved wells in hard soils, including a head part and a housing, presented in the form of sections connected by connectors, a control unit connected by a control channel to the head part, characterized in that the head part is connected to the housing by a rotary axis through a bearing assembly, and with control channel - through a motion converter.

Description

Техническое решение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в твердых грунтах.The technical solution relates to the technology of construction work and can be used for trenchless laying of underground utilities in solid soils.

Известно устройство для пробивания скважин в грунте (пневмопробойник) по патенту РФ №2116404, E02F 5/18, E21B 7/06, опубл. 2 7.07.1998 г., включающее симметричный цилиндрический корпус, ударник, движущийся возвратно-поступательно, механизм изменения направления движения пневмопробойника в виде нескольких эластичных баллонов с индивидуальным подводом рабочей среды (сжатого воздуха, жидкости), при этом эластичные баллоны размещены в зоне контакта корпуса устройства с грунтом.A device for punching wells in the soil (pneumatic punch) according to the patent of the Russian Federation No. 2116404, E02F 5/18, E21B 7/06, publ. July 2, 1998, including a symmetrical cylindrical body, a striker moving reciprocatingly, a mechanism for changing the direction of movement of the pneumatic punch in the form of several elastic cylinders with an individual supply of a working medium (compressed air, liquid), while elastic cylinders are placed in the contact zone of the housing devices with soil.

Данное устройство имеет сложную конструкцию, так как оснащено большим количеством необходимых конструктивных элементов, с помощью которых выполняют команды для управления направлением движения устройства. Также данное устройство невозможно использовать в твердых грунтах, так как при проходке скважин необходимо грунт разрушать и транспортировать в котлован, а пневмопробойник может только уплотнять грунт, поэтому устройство по патенту РФ №2116404 не обеспечит проходку скважин в твердых грунтах.This device has a complex structure, as it is equipped with a large number of necessary structural elements, with the help of which commands are executed to control the direction of movement of the device. Also, this device cannot be used in hard soils, since when drilling holes it is necessary to destroy the soil and transport it to the foundation pit, and a pneumatic punch can only compact the soil, therefore, the device according to RF patent No. 2116404 will not provide for drilling holes in hard soils.

Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является установка для проходки скважин в грунте по патенту РФ №128888 на полезную модель, E02F 5/18, опубл. 10.06.2013 г., содержащая секцию трубы, буровой инструмент в виде шнека с разбуривающей головкой, расположенного внутри секции трубы, и механизм для подачи и вращения бурового инструмента, при этом секция трубы соединена с буровым инструментом между разбуривающей головкой и шнеком посредством опоры с отверстиями для транспортирования разрушенного грунта, а секция трубы имеет длину менее ее диаметра.The closest in technical essence and the set of essential features is the installation for driving wells in the soil according to the patent of the Russian Federation No. 128888 for utility model, E02F 5/18, publ. 06/10/2013, containing a pipe section, a drilling tool in the form of a screw with a drilling head located inside the pipe section, and a mechanism for feeding and rotating the drilling tool, while the pipe section is connected to the drilling tool between the drilling head and the screw by means of a support with holes for transporting the destroyed soil, and the pipe section has a length less than its diameter.

Данное устройство позволяет проходить скважины в твердых грунтах. Однако при отклонении скважины от заданной траектории конструкция устройства не позволяет вернуть его на заданную траекторию, так как не предусмотрены конструктивные элементы, способные развернуть разбуривающую головку в необходимую сторону. В связи с этим данное устройство имеет ограниченные возможности для применения, так как не позволяет точно выходить в заданную точку приемного котлована, то есть проходить криволинейные скважины.This device allows you to go through wells in solid soils. However, when the well deviates from a given trajectory, the device design does not allow it to return to a given trajectory, since there are no structural elements capable of deploying the drill head in the necessary direction. In this regard, this device has limited possibilities for use, since it does not allow you to accurately go to a given point in the receiving pit, that is, to pass curved wells.

Технической задачей предлагаемого устройства является, расширение области его применения за счет возможности осуществлять управление направлением движения рабочего органа в твердых грунтах простыми техническими средствами путем поворота рабочего органа в сторону нужного направления при отклонении от заданной траектории, то есть проходить криволинейные скважины.The technical task of the proposed device is to expand its scope due to the ability to control the direction of movement of the working body in hard soils by simple technical means by turning the working body in the direction of the desired direction when deviating from a given path, that is, to pass curved wells.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в устройстве для проходки криволинейных скважин в твердых грунтах, включающем головную часть и корпус, представленный в виде секций, соединенных разъемами, блок управления, связанный каналом управления с головной частью, согласно техническому решению головная часть соединена с корпусом поворотной осью через подшипниковый узел, а с каналом управления - через преобразователь движения.The solution to this problem is provided by the fact that in the device for drilling curved wells in solid soils, including the head part and the body, presented in the form of sections connected by connectors, a control unit connected by a control channel to the head part, according to the technical solution, the head part is connected to the rotary body axis through the bearing assembly, and with the control channel through the motion converter.

Соединение головной части рабочего органа с корпусом поворотной осью через подшипниковый узел, а с каналом управления через преобразователь движения позволит в случае отклонения устройства от заданной траектории при проходке криволинейных скважин в твердых грунтах, путем подачи команд с блока управления, разворачивать его в сторону нужного направления, то есть простыми средствами осуществлять управление направлением движения устройства в осевом или радиальном направлениях. При этом головная часть будет поворачиваться на поворотной оси, а преобразователь движения позволит передавать вращение от канала управления независимо от угла поворота головной части.The connection of the head part of the working body with the housing with a rotary axis through the bearing assembly, and with the control channel through the motion converter will allow, in case the device deviates from the given trajectory when drilling curved wells in hard soils, by issuing commands from the control unit, turn it in the direction of the desired direction, that is, by simple means to control the direction of movement of the device in the axial or radial directions. In this case, the head part will rotate on the rotary axis, and the motion converter will allow transmitting rotation from the control channel regardless of the angle of rotation of the head part.

Сущность предлагаемого устройства для проходки криволинейных скважин в твердых грунтах поясняется примером его конструктивного исполнения, показанным на чертежах фиг. 1, 2. На фиг. 1 показано устройство в скважине, продольный разрез, на фиг. 2 - работа устройства (фрагмент).The essence of the proposed device for driving curved wells in hard soils is illustrated by an example of its design, shown in the drawings of FIG. 1, 2. In FIG. 1 shows a device in a well, a longitudinal section, in FIG. 2 - operation of the device (fragment).

В рабочем котловане 1 (фиг. 1) установлен блок 2 управления головной частью 3 устройства, включающий необходимое для проходки оборудование, например, установку горизонтального бурения. Блок 2 управления связан с головной частью 3, корпусом 4, представленным в виде секций, соединенных разъемами 5, каналом управления 6 головной частью 3, снабженным инструментом для транспортирования грунта, например, шнеками 7 с разъемами 8. Головная часть 3 соединена с корпусом 4 поворотной осью 9 через подшипниковый узел 10, а с каналом управления 6 - через преобразователь 11 движения.In the working pit 1 (Fig. 1), a control unit 2 for the head part 3 of the device is installed, including the equipment necessary for sinking, for example, a horizontal drilling installation. The control unit 2 is connected with the head part 3, the housing 4, presented in sections connected by connectors 5, the control channel 6 of the head part 3, equipped with a tool for transporting soil, for example, screws 7 with connectors 8. The head part 3 is connected to the housing 4 rotary axis 9 through a bearing assembly 10, and with a control channel 6 through a motion converter 11.

Работа устройства для проходки криволинейных скважин в твердых грунтах (далее - устройство) осуществляется следующим образом. Вначале устанавливают головную часть 3 устройства в заданном направлении, чтобы выйти в заданную точку. Подачу устройства осуществляют сигналом с блока 2 управления. По мере продвижения устройства по траектории осуществляют контроль направления его движения, например, навигационным устройством (на фиг. не показано), а твердый грунт, поступающий через головную часть 3 устройства внутрь корпуса 4, транспортируют шнеками 7 в рабочий котлован 1 и далее удаляют. При проходке секции корпуса 4 с расположенным в ней шнеком 7 добавляют следующую секцию корпуса 4 со следующим шнеком 7. Секции корпуса 4 и шнеки 7 соединяют между собой разъемами 5 и 8 соответственно. При отклонении устройства от заданной траектории его необходимо вернуть на нее. В этом случае с помощью дополнительной аппаратуры для корректировки направления движения, расположенной на поверхности и головной части 3 устройства, определяют направление разворота устройства. При необходимости разворота устройства в осевом направлении перемещают головную часть 3 устройства по его оси, благодаря чему головная часть 3 через подшипниковый узел 10 поворачивается на поворотной оси 9, при этом преобразователь 11 движения будет передавать вращение при смене направления движения на угол α (см. фиг. 2). Разворот устройства в радиальном направлении осуществляют перемещением корпуса 4 устройства путем поворота вокруг его оси. Секции корпуса 4 и шнеки 7 имеют подвижность в разъемах 5 и 8 соответственно, поэтому устройство в процессе проходки будет принимать направление скважины, которое при необходимости можно корректировать. Таким образом, осуществляют процесс управления направлением движения устройства для проходки криволинейных скважин в твердых грунтах. После выхода устройства в заданную точку траектории осуществляют его демонтаж и дальнейшие необходимые проектные работы по прокладке трубопроводов. Предложенное техническое решение также можно использовать в мягких грунтах, что значительно расширяет область его применения.The operation of the device for driving curved wells in solid soils (hereinafter referred to as the device) is as follows. First, set the head part 3 of the device in a predetermined direction in order to reach a given point. The device is supplied by a signal from the control unit 2. As the device moves along the trajectory, it controls its direction of movement, for example, with a navigation device (not shown in Fig.), And solid soil entering through the head 3 of the device into the housing 4 is transported by screws 7 into the working pit 1 and then removed. When driving the sections of the housing 4 with the screw 7 located in it, add the next section of the housing 4 with the next screw 7. The sections of the housing 4 and the screws 7 are connected to each other by connectors 5 and 8, respectively. If the device deviates from the given trajectory, it must be returned to it. In this case, using additional equipment to adjust the direction of movement located on the surface and the head part 3 of the device, determine the direction of the rotation of the device. If it is necessary to rotate the device in the axial direction, the head part 3 of the device is moved along its axis, so that the head part 3 is rotated on the rotary axis 9 through the bearing assembly 10, while the motion converter 11 will transmit rotation when the direction of movement changes by angle α (see Fig. . 2). The turning of the device in the radial direction is carried out by moving the housing 4 of the device by rotation around its axis. The sections of the casing 4 and the screws 7 have mobility in the connectors 5 and 8, respectively, so the device will take the direction of the well during sinking, which can be adjusted if necessary. Thus, the process of controlling the direction of movement of the device for driving curved wells in solid soils is carried out. After the device exits to a given point on the trajectory, it is dismantled and further design work is required to lay the pipelines. The proposed technical solution can also be used in soft soils, which greatly expands the scope of its application.

Claims

A device for drilling curved wells in hard soils, including the head part and the housing, presented in the form of sections connected by connectors, a control unit connected by a control channel to the head part, characterized in that the head part is connected to the housing by a rotary axis through a bearing assembly, and with control channel - through a motion converter.