RU2470119C2 - Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall - Google Patents

Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall Download PDF

Info

Publication number
RU2470119C2
RU2470119C2 RU2010154580/03A RU2010154580A RU2470119C2 RU 2470119 C2 RU2470119 C2 RU 2470119C2 RU 2010154580/03 A RU2010154580/03 A RU 2010154580/03A RU 2010154580 A RU2010154580 A RU 2010154580A RU 2470119 C2 RU2470119 C2 RU 2470119C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
leader
tubular shaft
expander
hub
Prior art date
Application number
RU2010154580/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010154580A (en
Inventor
Николай Егорович Ромакин
Владимир Александрович Кудряшов
Валерий Павлович Максимов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ)
Priority to RU2010154580/03A priority Critical patent/RU2470119C2/en
Publication of RU2010154580A publication Critical patent/RU2010154580A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2470119C2 publication Critical patent/RU2470119C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction, namely, to erection of foundations on filling piles, as well as for trenchless installation of pipelines, cable communication and power transmission lines. A device comprises an expander in the form of a hub with a helical blade and a conical tip, rigidly connected with a tubular shaft with outlet holes aligned perpendicularly to its axis, a screw leader, the helical blade of which has the same winding and pitch as the helical blade of the expander hub, a source of a gas dynamic pulse connected to the tubular shaft. The screw leader is equipped with a mechanism of obstacle damage, and the tubular shaft is connected to the source of a gas dynamic pulse with a hollow rod, inside of which there is a pipeline mounted for supply of compressed air to drive the mechanism of obstacle damage.
EFFECT: device makes it possible to reduce losses of wells in soils with inclusions of stones and boulders to the minimum.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов на набивных сваях, а также для бестраншейной прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач.The invention relates to the construction, namely, the construction of foundations on printed piles, as well as for trenchless laying of pipelines, cable communication lines and power lines.

Известны устройства для образования скважин в грунте способом раскатки. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая, содержащая расширитель в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, с винтовым лидером, винтовая лопасть которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя, и источник газодинамического импульса, соединенный с трубчатым валом [1].Known devices for the formation of wells in the soil by rolling. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a screw pile containing an expander in the form of a hub with a screw blade and a conical tip, rigidly connected to a tubular shaft with exhaust holes oriented perpendicular to its axis, with a screw leader, the screw blade of which has the same winding and a step, both the helical blade of the expander hub and the source of the gas-dynamic impulse connected to the tubular shaft [1].

Недостатком известного устройства является то, что при встрече с препятствием в виде камня или валуна в грунте винтовой лидер упирается в него, в результате чего момент на ввинчивание сваи возрастает, что в конечном счете приводит к потере скважины.A disadvantage of the known device is that when meeting with an obstacle in the form of a stone or a boulder in the ground, the screw leader abuts against it, as a result of which the moment for screwing the pile increases, which ultimately leads to loss of the well.

Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device.

Для достижения поставленной цели винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, а трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса полой штангой, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи сжатого воздуха приводу механизма разрушения препятствия, при этом механизм разрушения препятствия выполнен в виде пневматического ударника, корпусом которого является вал винтового лидера, на конце которого на пружине установлен рабочий инструмент, а внутри - подвижный поршень-боек и воздухораспределительное устройство для подачи воздуха под поршень-боек и отвода его в атмосферу.To achieve this goal, the screw leader is equipped with an obstacle destruction mechanism, and the tubular shaft is connected to the gas-dynamic pulse source by a hollow rod, inside which a pipeline for supplying compressed air to the obstacle destruction mechanism drive is mounted, while the obstacle destruction mechanism is made in the form of a pneumatic hammer, the body of which is a shaft a screw leader, at the end of which a working tool is installed on the spring, and inside is a movable piston-hammer and air distribution device oystvo for supplying air under the piston and the firing pin and discharging it into the atmosphere.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины, на фиг.2 - разрез винтового лидера, оснащенного пневматическим ударником для разрушения препятствий.Figure 1 presents a General view of the device for the formation of wells by compaction of soil in the wall of the well, figure 2 is a section of a screw leader equipped with a pneumatic hammer for breaking obstacles.

Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины содержит расширитель в виде ступицы 1 с винтовой лопастью 2 и конусным наконечником 3, жестко соединенным трубчатым валом 4 с выхлопными отверстиями 5, ориентированными перпендикулярно его оси, с валом 6 винтового лидера, винтовая лопасть 7 которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя (фиг.1). Винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, выполненным в виде пневматического ударника, корпусом которого является вал винтового лидера, внутри которого на пружине 8 установлен рабочий инструмент 9, подвижный поршень-боек 10, воздухораспределительное устройство 11 для подвода воздуха под поршень-боек и отвода его в атмосферу. Трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса 12 полой штангой 13, внутри которой смонтирован трубопровод 14 для подачи сжатого воздуха для привода пневматического ударника (фиг.2).A device for forming wells by compaction of soil in the wall of the well comprises an expander in the form of a hub 1 with a screw blade 2 and a conical tip 3, rigidly connected to a tubular shaft 4 with exhaust holes 5 oriented perpendicular to its axis, with a screw leader shaft 6, a screw blade 7 of which has the same winding and pitch as the helical blade of the expander hub (Fig. 1). The screw leader is equipped with an obstacle destruction mechanism made in the form of a pneumatic hammer, the housing of which is a screw leader shaft, inside of which a working tool 9, a movable piston-striker 10, an air-distributing device 11 for supplying air under the piston-striker and removing it to the atmosphere. The tubular shaft is connected to the gas-dynamic pulse source 12 by a hollow rod 13, inside which a pipe 14 for supplying compressed air for driving a pneumatic hammer is mounted (FIG. 2).

Для образования скважины вал 6 винтового лидера устанавливают в нужную точку и вращают штангу 13. Винтовой лидер, вращаясь вместе с штангой, ввинчивается в грунт, образуя лидерную скважину, и увлекает за собой трубчатый вал 4, а вместе с ним конусный наконечник 3 расширителя и ступицу 1 в грунт. При ввинчивании винтовой лопасти 2 ступицы расширителя в грунт происходит изоляция лидерной скважины от поверхности грунта, а момент на ввинчивание устройства возрастает. В этот момент срабатывает источник газодинамического импульса 12. Ударная волна микровзрыва через отверстия 5 отжимает грунт от трубчатого вала 4, который является эпицентром взрыва, расширяя лидерную скважину до нужного размера. В осевом направлении газодинамическое воздействие на грунт не распространяется, так как торцы расширяемой скважины изолированы с одной стороны винтовой лопастью 7 анкера, а с другой конусным наконечником 3 и винтовой лопастью 2 ступицы, в результате чего осевое давление газа при расширении скважины воспринимается этими элементами, дополнительно нагружая на растяжение трубчатый вал 4.To form a well, the screw leader shaft 6 is installed at the desired point and the rod 13 is rotated. The screw leader, rotating together with the rod, is screwed into the ground, forming a leader well, and carries along the tubular shaft 4, and with it the conical tip 3 of the expander and the hub 1 to the ground. When screwing a screw blade 2 of the hub of the expander into the soil, the leader well is isolated from the soil surface, and the moment for screwing the device increases. At this moment, the source of the gas-dynamic impulse 12 is triggered. The shock wave of a microexplosion through the holes 5 presses the soil from the tubular shaft 4, which is the epicenter of the explosion, expanding the leader well to the desired size. In the axial direction, the gas-dynamic effect on the soil does not extend, since the ends of the expandable well are isolated on one side by the helical blade 7 of the anchor, and on the other by the conical tip 3 and the helical blade 2 of the hub, as a result of which the axial pressure of the gas during expansion of the well is perceived by these elements, additionally loading tensile tubular shaft 4.

В результате расширения скважины газодинамическим воздействием уменьшается осевое усилие, необходимое на образование скважины, а следовательно, уменьшается момент, необходимый на завинчивание устройства. В случае возникновения препятствия перед винтовым лидером в виде большого камня или валуна, который препятствует осевому перемещению устройства, момент вращения достигает максимального значения и тогда начинает работать механизм разрушения препятствия. Для этого по трубопроводу 14, смонтированному внутри полой штанги 13, от источника подается сжатый воздух, который с помощью распределительного устройства 11 приводит в возвратно-поступательное движение поршень-боек 10. Поршень-боек, ударяя по наковальне рабочего инструмента 9, разрушает препятствие перед винтовым лидером, пружина 8 обеспечивает возврат рабочего инструмента после удара поршня-бойка в исходное положение, что позволяет энергию удара полностью сконцентрировать на разрушение препятствия. Механизм разрушения препятствия по своему действию аналогичен пневматическому отбойному молотку.As a result of the expansion of the well by gas-dynamic action, the axial force required to form the well decreases, and therefore, the moment required to tighten the device decreases. In the event of an obstacle in front of the screw leader in the form of a large stone or boulder, which prevents the axial movement of the device, the rotation moment reaches its maximum value and then the obstacle destruction mechanism starts to work. To this end, compressed air is supplied from the source through a pipe 14 mounted inside the hollow rod 13, which, with the help of a distributing device 11, drives the piston-hammer 10. The piston-hammer, striking the anvil of the working tool 9, destroys the obstacle in front of the screw leader, the spring 8 ensures the return of the working tool after hitting the striking piston to its original position, which allows the impact energy to be completely concentrated on the destruction of the obstacle. The mechanism of destruction of an obstacle in its action is similar to a pneumatic jackhammer.

После разрушения препятствия момент на ввинчивание устройства уменьшается и процесс проходки скважины продолжается. После проходки скважины на проектную длину реверсируют вращение штанги 13, в результате чего винтовые лопасти лидера и расширителя 2, которые по диаметру больше диаметра скважины, вывинчиваются из нее, оставляя на ее поверхности винтовой след, который увеличит несущую способность набивной сваи, устанавливаемой в такой скважине. При образовании проходных скважин для бестраншейной прокладки коммуникаций устройство демонтируют с двух сторон.After the destruction of the obstacle, the moment for screwing in the device decreases and the process of drilling continues. After the well is drilled, the rotation of the rod 13 is reversed to the design length, as a result of which the screw blades of the leader and expander 2, which are larger in diameter than the diameter of the well, are unscrewed from it, leaving a screw mark on its surface that will increase the bearing capacity of the printed pile installed in such a well . When forming boreholes for trenchless laying of communications, the device is dismantled from two sides.

Применение предлагаемой конструкции позволит значительно увеличить диаметр скважины, получаемой способом уплотнения грунта в стенке скважины, снизить энергоемкость, повысить производительность и длину прокладки скважин, при этом наличие в винтовом лидере механизма для разрушения препятствий приводит к минимальным потерям скважин, особенно в грунте с включением камней и валунов.Application of the proposed design will significantly increase the diameter of the borehole obtained by compaction of soil in the borehole wall, reduce energy consumption, increase productivity and length of well laying, while the presence in the screw leader of a mechanism for destroying obstacles leads to minimal loss of boreholes, especially in soil with stones and boulders.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. 2341620 Российской Федерации МПК E02D 5/56 Винтовая свая / Ромакин Н.Е., Ромакин Д.Н., Максимов В.П.: заявитель и патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет". - №2007106993/03; заявл. 26.02.07.; опубл.20.12.08.; бюл. №35.1. Pat. 2341620 Russian Federation IPC E02D 5/56 Screw pile / Romakin N.E., Romakin D.N., Maksimov V.P .: applicant and patent holder: State educational institution of higher professional education "Saratov State Technical University". - No. 2007106993/03; declared 02/26/07 .; publ. 20.12.08 .; bull. Number 35.

Claims (2)

1. Устройство для образования скважин способом уплотнения грунта в стенке скважины, содержащее расширитель в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, винтовой лидер, винтовая лопасть которого имеет такие же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы расширителя, источник газодинамического импульса, соединенный с трубчатым валом, отличающееся тем, что винтовой лидер оснащен механизмом разрушения препятствий, а трубчатый вал соединен с источником газодинамического импульса полой штангой, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи сжатого воздуха для привода механизма разрушения препятствий.1. A device for producing wells by a method of compaction of soil in the wall of a well, comprising an expander in the form of a hub with a screw blade and a tapered tip, rigidly connected to a tubular shaft with exhaust holes oriented perpendicular to its axis, a screw leader, the screw blade of which has the same winding and pitch as the screw blade of the expander hub, the source of the gas-dynamic impulse connected to the tubular shaft, characterized in that the screw leader is equipped with a mechanism for destroying obstacles, and pipes the fourth shaft is connected to the gas-dynamic pulse source by a hollow rod, inside which a pipeline for supplying compressed air to drive the mechanism of destruction of obstacles is mounted. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм разрушения препятствий выполнен в виде пневматического ударника, корпусом которого является вал винтового лидера, на конце которого на пружине установлен рабочий инструмент, а внутри - подвижный поршень-боек и воздухораспределительное устройство для подвода воздуха под поршень-боек и отвода его в атмосферу. 2. The device according to claim 1, characterized in that the obstacle destruction mechanism is made in the form of a pneumatic hammer, the body of which is a screw leader shaft, at the end of which a working tool is mounted on the spring, and inside is a movable piston-striker and an air distribution device for air supply under the piston-hammer and its removal into the atmosphere.
RU2010154580/03A 2010-12-30 2010-12-30 Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall RU2470119C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010154580/03A RU2470119C2 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010154580/03A RU2470119C2 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010154580A RU2010154580A (en) 2012-07-10
RU2470119C2 true RU2470119C2 (en) 2012-12-20

Family

ID=46848235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010154580/03A RU2470119C2 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2470119C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221102U1 (en) * 2023-04-03 2023-10-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" DEVICE FOR REDUCING AXIAL FORCE WHEN DEEP COMPACTING SOILS

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU588311A1 (en) * 1974-04-27 1978-01-15 Предприятие П/Я М-5947 Device for making holes in soil
SU968224A1 (en) * 1981-04-24 1982-10-23 Макеевский Инженерно-Строительный Институт Apparatus for making holes in earth
SU977615A1 (en) * 1981-04-07 1982-11-30 Саратовский политехнический институт Device for making holes in soil
SU1084381A1 (en) * 1982-12-14 1984-04-07 Саратовский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Apparatus for holes in soil
RU2272874C2 (en) * 2004-04-12 2006-03-27 Саратовский государственный технический университет Device for trenchless pipeline laying by perforation method
US20080295363A1 (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Daewon Electric Co. Ltd. Extendable excavating screw unit equipped with hydraulic excavating auxiliary blades
RU2394128C1 (en) * 2009-02-24 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет Device for trenchless pipe driving by puncture method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU588311A1 (en) * 1974-04-27 1978-01-15 Предприятие П/Я М-5947 Device for making holes in soil
SU977615A1 (en) * 1981-04-07 1982-11-30 Саратовский политехнический институт Device for making holes in soil
SU968224A1 (en) * 1981-04-24 1982-10-23 Макеевский Инженерно-Строительный Институт Apparatus for making holes in earth
SU1084381A1 (en) * 1982-12-14 1984-04-07 Саратовский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Apparatus for holes in soil
RU2272874C2 (en) * 2004-04-12 2006-03-27 Саратовский государственный технический университет Device for trenchless pipeline laying by perforation method
US20080295363A1 (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Daewon Electric Co. Ltd. Extendable excavating screw unit equipped with hydraulic excavating auxiliary blades
RU2394128C1 (en) * 2009-02-24 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет Device for trenchless pipe driving by puncture method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221102U1 (en) * 2023-04-03 2023-10-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" DEVICE FOR REDUCING AXIAL FORCE WHEN DEEP COMPACTING SOILS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010154580A (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180058790A (en) Percussion
CN112867827A (en) Thread truss foundations and related systems, methods, and machines
CN104033101B (en) A kind of large-diameter DTH air hammer with Sleeve drill
KR101186840B1 (en) The reamer for horizontal directional drilling having a variable structure
KR101072229B1 (en) Reamer for horizontal directional drilling
KR101831180B1 (en) Cutter apparatus and pulling method of new pipe using thereof
KR101249257B1 (en) Reamer for horizonal directional drilling
RU2470119C2 (en) Device for formation of wells by method of soil compaction in well wall
KR100877661B1 (en) Hammer drill with air pressure impact apparatus
CN104533284A (en) Long screw pile machine
DE10146024C2 (en) Impact device, earth drilling device and method for driving a drill head or an expanding body
CN106761901B (en) Technique and equipment for preventing coal rock dynamic disaster by coal rock mass impact for mine
CN108252650A (en) Rotary impact tool and method of a kind of underground based on magnetic force
RU2468148C2 (en) Device for formation of wells for filling piles
RU2394128C1 (en) Device for trenchless pipe driving by puncture method
CN107605395B (en) A kind of electric impacting lance of no-dig technique
CN201802313U (en) Combined rock reamer
KR101072232B1 (en) Reamering method by using diameter variable type reamer for horizontal directional drilling
RU2341620C1 (en) Screw pile
Smolyanitskii et al. Sources for productivity gain in vibro-impact driving of steel elements in soil in special construction technologies
RU2480570C1 (en) Device for hole boring in soil
CN207905752U (en) A kind of pipeline internal cutting device
CN207498944U (en) The guard aperture casing of ultra-deep jet groutinl guide hole
JP2636207B2 (en) Pipe driving device
EP3516310B1 (en) Coaxial geothermal probe and method for making a coaxial geothermal probe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121231