RU2041321C1

RU2041321C1 - Device for well formation in ground

Info

Publication number: RU2041321C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иннокентьевич Бурдуковский; Яков Александрович Гойхман; Иван Иванович Никифоров; Вадим Петрович Якимов
Original assignee: Александр Иннокентьевич Бурдуковский; Яков Александрович Гойхман; Иван Иванович Никифоров; Вадим Петрович Якимов
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: well drilling. SUBSTANCE: device for well formation in ground has spindle, inner and outer eccentric sleeves, conical rollers and fixtures for limiting rotation of outer eccentric sleeve. Inner eccentric sleeves are located on the spindle and rigidly linked to the latter. Outer eccentric sleeves enable to be turned through restricted angle about proper inner eccentric sleeves. Conical rollers may be turned about outer eccentric sleeves. Diameter of conical rollers is decreased in succession from tail roller to conical tip. Tail roller is rotary about proper outer eccentric sleeve towards a single direction. Each outer eccentric sleeve is made in the form of two eccentric rings connected to one another by faces. EFFECT: high productivity. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано в устройствах для образования скважин в грунте методом раскатки, применяемых при сооружении набивных свай, грунтовых анкеров и глубинном уплотнении грунтов. The invention relates to construction equipment and can be used in devices for forming wells in the soil by the rolling method used in the construction of rammed piles, soil anchors and deep compaction of soils.

Изобретение направлено на решение технической задачи по повышению эффективности и надежности операции по уменьшению диаметра устройства перед извлечением последнего из скважины. The invention is aimed at solving the technical problem of increasing the efficiency and reliability of the operation to reduce the diameter of the device before removing the latter from the well.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для образования скважин в грунте, рабочее положение; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 общий вид устройства при извлечении из скважины; на фиг. 4 сечение по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 сечение по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 сечение по Г-Г на фиг. 5. In FIG. 1 shows a General view of the device for the formation of wells in the soil, the working position; in FIG. 2 section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a general view of the device when removed from the well; in FIG. 4 a section along BB in FIG. 3; in FIG. 5 a section along BB in FIG. 2; in FIG. 6 cross-section along DG in FIG. 5.

Устройство включает шпиндель 1 с конусным наконечником 2. На шпинделе 1 последовательно размещены внутренние эксцентриковые втулки 3, жестко соединенные с ним посредством шпонок 4. На соответствующих эксцентриковых внутренних втулках 3 установлены с возможностью ограниченного поворота для изменения суммарного эксцентриситета наружные эксцентриковые втулки 5. На наружных эксцентриковых втулках 5 последовательно смонтированы с возможностью вращения на подшипниках качения 6 конические катки 7. Диаметр катков 7 уменьшается в направлении конусного наконечника 2. Хвостовой (наибольший по диаметру) каток установлен с возможностью вращения в одну сторону, а его наружная эксцентриковая втулка 5 выполнена в виде двух эксцентриковых колец 8, соединенных между собой по торцам штифтом 9. При этом на наружной боковой поверхности соответствующей внутренней эксцентриковой втулки 3 выполнен упорный выступ 10, а на внутренней боковой поверхности одного из эксцентриковых колец 8 секторный паз 11 для размещения упорного выступа 10. Соединение по типу выступ-секторный паз с одной стороны обеспечивает свободный поворот колец 8 относительно внутренней эксцентриковой втулки 3, а с другой ограничивает этот поворот длиной паза 11. Для обеспечения одностороннего вращения хвостового катка между ним и одним из его эксцентриковых колец 8 установлен стопорный механизм 12 одностороннего действия. В качестве такого механизма может быть использован, например, храповый механизм, включающий храповой венец на наружной боковой поверхности эксцентрикового кольца 8 и закрепленный на катке подпружиненный фиксатор, взаимодействующий с храповым венцом. Могут быть использованы и другие стопорные механизмы одностороннего действия. Внутренняя эксцентриковая втулка 3 хвостового катка имеет пружинный фиксатор 13, фиксирующий эксцентриковые кольца 8 этого катка в положении максимального эксцентриситета, а на торце кольца 8, расположенного у большего основания катка, выполнен упор 14 для возвращения колец 8 в исходное положение. The device includes a spindle 1 with a tapered tip 2. On the spindle 1 are placed internal eccentric bushings 3, rigidly connected to it by means of dowels 4. On the corresponding eccentric inner bushings 3, external eccentric bushings are mounted with a possibility of limited rotation to change the total eccentricity 5. On the external eccentric bushings bushings 5 are sequentially mounted for rotation on roller bearings 6 conical rollers 7. The diameter of the rollers 7 decreases in the direction of of the nose tip 2. The tail roller (largest in diameter) is mounted rotatably in one direction, and its outer eccentric sleeve 5 is made in the form of two eccentric rings 8, interconnected at the ends by a pin 9. Moreover, on the outer side surface of the corresponding inner eccentric the sleeve 3 has a stop projection 10, and on the inner side surface of one of the eccentric rings 8 a sector groove 11 for accommodating the stop projection 10. A connection of the type protrusion-sector groove on one side provides Chiva free rotation relative to the inner ring 8 of the eccentric bushing 3, and the other limits the rotation of the groove 11. To ensure long-sided rotation of the tail roller between it and one of its eccentric ring 8 is mounted a locking mechanism 12 is single-acting. As such a mechanism, for example, a ratchet mechanism may be used, including a ratchet ring on the outer side surface of the eccentric ring 8 and a spring-loaded retainer fixed to the roller that interacts with the ratchet ring. Other unilateral locking mechanisms may also be used. The inner eccentric sleeve 3 of the tail roller has a spring clip 13 that fixes the eccentric rings 8 of this roller in the maximum eccentricity position, and an emphasis 14 is made at the end of the ring 8 located at the larger base of the roller to return the rings 8 to their original position.

В случае необходимости дополнительно наружная эксцентриковая втулка 5 смежного с хвостовым катка может быть выполнена в виде двух эксцентриковых колец 15, соединенных между собой по торцам штифтом 16, и иметь приспособление для ограниченного поворота в виде расположенного на наружной боковой поверхности соответствующей внутренней эксцентриковой втулки 3 упорного выступа 17 и расположенного на внутренней боковой поверхности одного из эксцентриковых колец 15 секторного паза 18 для размещения выступа 17 (фиг. 5). Одновременно на обращенных друг к другу торцах эксцентричных колец 8 и 15 соответственно хвостового и смежного с ним катков выполнены выступ 19 и радиальный паз 20, причем выступ 19 размещен в пазу 20 с возможностью перемещения в последнем. If necessary, the additional external eccentric sleeve 5 adjacent to the tail roller can be made in the form of two eccentric rings 15 connected to each other at the ends by a pin 16 and have a device for limited rotation in the form of a thrust protrusion located on the outer side surface of the corresponding internal eccentric sleeve 3 17 and located on the inner side surface of one of the eccentric rings 15 of the sector groove 18 to accommodate the protrusion 17 (Fig. 5). At the same time, at the ends of the eccentric rings 8 and 15 facing each other, respectively, of the tail and adjacent rollers, a protrusion 19 and a radial groove 20 are made, and the protrusion 19 is placed in the groove 20 with the possibility of movement in the latter.

Устройство работает следующим образом. Исходным положением для начала работы является наличие максимальных эксцентриситетов на всех катках 7, что фиксируется фиксатором 13. После ориентации устройства по оси скважины от вращателя базовой машины через штангу (на чертежах не показано) на шпиндель 1 передается вращение и осевая нагрузка, под действием которых происходит формирование скважины. При этом конические катки 7, последовательно обкатываясь на подшипниках 6, уплотняют грунт в радиальном направлении. После прохождения скважины до нужной отметки (глубины) на шпиндель 1 передается обратное вращение и усилие на извлечение устройства из скважины. The device operates as follows. The starting position for starting work is the presence of maximum eccentricities on all rollers 7, which is fixed by a latch 13. After the device is oriented along the axis of the well from the rotator of the base machine through the rod (not shown in the drawings), rotation and axial load are transmitted to spindle 1, under which well formation. In this case, the cone rollers 7, successively run on bearings 6, compact the soil in a radial direction. After passing the well to the desired elevation (depth), the reverse rotation and the force to extract the device from the well are transmitted to the spindle 1.

При обратном вращении шпинделя 1 срабатывает стопор 12, блокирующий проворачивание хвостового катка 7 относительно эксцентриковых колец 8. Так как заторможенный хвостовой каток находится в контакте с грунтом, то возникает реакция грунта, преодолевающая усилие пружинного фиксатора 13 и проворачивающая этот каток совместно с эксцентриковыми кольцами 8 относительно внутренней эксцентриковой втулки 3 по секторному пазу 11. Вследствие того, что эксцентриковые кольца 8 и 15 соответственно хвостового и смежного с ним катков соединены посредством выступа 9 и радиального паза 20, происходит поворот и эксцентриковых колец 15 смежного с хвостовой втулки 3. В результате эксцентриситеты обоих катков уменьшаются и образуется зазор между устройством и стенкой скважины, что позволяет без усилий и быстро извлечь устройство из скважины. Разность эксцентриситетов катков компенсируется длиной радиального паза 20. When the spindle 1 is rotated backward, a stopper 12 is activated, which blocks the tail roller 7 from turning relative to the eccentric rings 8. Since the braked tail roller is in contact with the ground, a soil reaction occurs that overcomes the force of the spring clip 13 and rotates this roller together with the eccentric rings 8 relatively the inner eccentric sleeve 3 in the sector groove 11. Due to the fact that the eccentric rings 8 and 15, respectively, of the tail and adjacent rollers are connected by ystupa 9 and the radial groove 20 is rotated and the eccentric ring 15 adjacent to the tail of the sleeve 3. As a result, the eccentricities of both rollers are reduced and a gap is formed between the device and the wellbore wall, allowing the effortless and quickly remove the device from the well. The difference in the eccentricities of the rollers is compensated by the length of the radial groove 20.

Для установки устройства в исходное положение упор 14 подводят к упору на вращателе базовой машины (на чертежах не показано) и передают на шпиндель 1 правое вращение, что позволяет провернуть эксцентриковые кольца 8 и 15 относительно соответствующих втулок 3 и зафиксировать их в исходном положении. To install the device in the initial position, the stop 14 is brought to the stop on the rotator of the base machine (not shown in the drawings) and the right rotation is transmitted to the spindle 1, which allows the eccentric rings 8 and 15 to rotate relative to the corresponding bushings 3 and fix them in the initial position.

Торможение хвостового катка при обратном вращении инструмента позволяет существенно увеличить за счет сил трения скольжения наружной боковой поверхности катка о грунт крутящий момент на проворачивающие эксцентриковых колец хвостового или хвостового и смежного с ним катков относительно их внутренних эксцентриковых втулок для уменьшения эксцентриситета, что повышает эффективность и надежность операции по уменьшению диаметра устройства перед извлечением последнего из скважины. Braking of the tail roller during reverse rotation of the tool can significantly increase due to the sliding forces of the outer side surface of the roller against the ground, the torque on the turning eccentric rings of the tail or tail and adjacent rollers relative to their internal eccentric bushings to reduce eccentricity, which increases the efficiency and reliability of the operation to reduce the diameter of the device before removing the latter from the well.

Claims

1. DEVICE FOR THE FORMATION OF WELLS IN THE SOIL, including a spindle with a tapered tip, sequentially placed on the spindle and rigidly connected to the latter internal eccentric bushings mounted on the corresponding internal eccentric bushings with the possibility of limited rotation to change the total eccentricity of the external eccentric bushings sequentially installed with the possibility of rotation on the corresponding external eccentric bushings conic rollers with decreasing in the direction of tail roller to the cone tip diameter and devices for restricting the rotation of the outer eccentric sleeve of the tail roller or tail and adjacent rollers, each of which is made in the form of a thrust protrusion located on the outer side surface of the corresponding eccentric sleeve and located on the inner side surface of the corresponding external eccentric bushings of the sector groove for placing the thrust protrusion on the corresponding internal eccentric sleeve, from ichayuscheesya in that the rear roller is rotatably mounted relative to the respective outer eccentric bushing in one direction, wherein each outer eccentric bushing is in the form of two interconnected ends of the eccentric rings.

2. The device according to claim 1, characterized in that the adjacent eccentric rings of the tail and adjacent rollers are made with a protrusion and a radial groove located at their ends facing each other, while the protrusion at the end of one of the adjacent eccentric rings is mounted for movement in a radial groove at the end of another adjacent eccentric ring.