RU2668119C1 - Device for drilling wells without excavation - Google Patents

Device for drilling wells without excavation Download PDF

Info

Publication number
RU2668119C1
RU2668119C1 RU2017135745A RU2017135745A RU2668119C1 RU 2668119 C1 RU2668119 C1 RU 2668119C1 RU 2017135745 A RU2017135745 A RU 2017135745A RU 2017135745 A RU2017135745 A RU 2017135745A RU 2668119 C1 RU2668119 C1 RU 2668119C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carriage
well
heel
heels
working
Prior art date
Application number
RU2017135745A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Израилевич Ентель
Анатолий Александрович Яцкевич
Original Assignee
Александр Израилевич Ентель
Анатолий Александрович Яцкевич
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 Александр Израилевич Ентель, Анатолий Александрович Яцкевич filed Critical Александр Израилевич Ентель
Priority to RU2017135745A priority Critical patent/RU2668119C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2668119C1 publication Critical patent/RU2668119C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B11/00Other drilling tools
    • E21B11/02Boring rams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction, and more particularly to devices for drilling wells without excavation, and can be used for drilling down and horizontal wells and trenchless laying of utilities under the ground, in particular under roads, water reservoirs, buildings. Main technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the device during its operation. Reliable construction of the tubular sliding-fit carriage with a seal on the housing and placement of heels on the carriage increases the reliability of the device by reducing the risk of well soil penetration into the housing of the device and jamming of the moving parts of the device. Running hydraulic cylinder, located along the axis of the device, in combination with spacer cylinders, providing radial movement of the heels, make it possible to create large, radial and longitudinal forces and increase the reliability of the device moving in the ground.EFFECT: technical result is achieved due to the use of a reliable carriage structure in the well drilling device, which is a solid tube with a sliding fit and a seal between the housing of the device and the carriage that is movable along the surface of the device housing along its axis, and due to a reliable design of the drive mechanism of the device.4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а более конкретно к устройствам для проходки скважин без выемки грунта, и может быть использовано при проходке наклонных и горизонтальных скважин и бестраншейной прокладки коммуникаций под землей, в частности под дорогами, водоемами, зданиями.The invention relates to the construction, and more particularly to a device for sinking wells without excavation, and can be used for sinking inclined and horizontal wells and trenchless laying of communications underground, in particular under roads, ponds, buildings.

Известно техническое решение «Устройство для перемещения под землей», описанное в статье журнала «Техника молодежи», выпуск 12, 1955 г., стр. 34-36, которое содержит цилиндрический корпус, конусообразный рабочий орган-бур в передней части, обеспечивающий разрыхление и уплотнение грунта при его вращении двигателем рабочего органа, двигатель рабочего органа-бура, установленный в корпусе устройства, вдавливающий аппарат со шнеком на цилиндрической части корпуса, расположенной за рабочим органом-буром, толкатели в задней части корпуса устройства, выполненные с возможностью выдвижения из корпуса устройства, с приводами, расположенными в корпусе устройства, а также плоские стабилизаторы в задней части устройства.The technical solution "Device for moving underground" is known, described in the article of the journal "Technique of Youth", issue 12, 1955, pages 34-36, which contains a cylindrical body, a cone-shaped working body-drill in the front, providing loosening and compaction of the soil when it is rotated by the engine of the working body, the engine of the working body-drill installed in the device’s body, the pressing apparatus with a screw on the cylindrical part of the body located behind the working body-drill, pushers in the back of the device’s body Adapted to be pulled out from the unit case, with the actuators arranged in the chassis, as well as stabilizers in the flat rear part of the device.

Передвижение устройства в скважине и ее проходка без выемки грунта осуществляются следующим образом. Толкатели выдвигаются из задней части корпуса устройства с помощью приводов, упираются в стенку скважины и при продолжении выдвижения создают усилие, передающееся через корпус устройства на бур и забой. Бур при вращении двигателем разрыхляет грунт, при этом за счет усилия, создаваемого домкратами-толкателями, устройство продвигается вперед, а разрыхленный грунт уплотняется конусообразным буром и расположенным за буром вдавливающим аппаратом со шнеком. Вдавливающий аппарат со шнеком вращается, за счет чего одновременно с уплотнением грунта осуществляется ввинчивание устройства в скважину и создание дополнительного осевого усилия для продвижения устройства в скважине. Реактивный вращению бура и вдавливающего аппарата момент компенсируется плоскими стабилизаторами при их контакте с уплотненным грунтом стенки скважины. После выдвижения толкателей на максимальную длину и передвижения устройства вдоль оси скважины на соответствующее расстояние толкатели возвращаются в исходное положение с помощью приводов и цикл повторяется. Таким образом, с помощью толкателей в задней части корпуса устройства реализован шаговый механизм передвижения устройства в скважине.The movement of the device in the well and its penetration without excavation are as follows. Pushers are pulled out from the back of the device body using actuators, abut against the well wall and, with continued extension, create a force transmitted through the device body to the drill bit and bottom hole. When the motor rotates, the drill loosens the soil, while due to the force created by the pusher jacks, the device moves forward, and the loosened soil is compacted by a cone-shaped drill and an indenter with an auger located behind the drill. The squeezing apparatus with the screw rotates, due to which, simultaneously with the compaction of the soil, the device is screwed into the well and an additional axial force is created to advance the device in the well. The moment reactive to the rotation of the drill and the pressing apparatus is compensated by flat stabilizers upon their contact with the compacted soil of the borehole wall. After pushing the pushers to the maximum length and moving the device along the axis of the well to the appropriate distance, the pushers return to their original position with the help of drives and the cycle repeats. Thus, with the help of pushers in the rear of the device housing, a step-by-step mechanism for moving the device in the well is implemented.

Устройство может быть оборудовано несколькими группами толкателей, поочередно выдвигающихся из задней части корпуса устройства, что обеспечивает практически непрерывное создание давления бура устройства на забой, а следовательно и непрерывное передвижение устройства в скважине и ее проходку без выемки грунта.The device can be equipped with several groups of pushers, alternately sliding out from the back of the device body, which ensures almost continuous creation of the device’s drill pressure on the bottom, and therefore continuous movement of the device in the well and its penetration without excavation.

При движении устройства под землей образуется скважина, проходка которой осуществлена без выемки грунта, за счет его уплотнения и формирования тем самым стенки скважины.When the device moves underground, a well is formed, the penetration of which was carried out without excavation, due to its compaction and the formation of the borehole wall.

Известное устройство-прототип имеет низкую надежность вследствие того, что при проходке скважины может потерять работоспособность по следующим причинам.The known prototype device has low reliability due to the fact that when a well is drilled, it may lose operability for the following reasons.

Толкатели, выдвигающиеся из задней части корпуса устройства упираются в стенку уже образованной скважины, грунт которой не подкреплен, что может привести к разрушению стенки скважины, осыпанию грунта и даже потере возможности создания упорного усилия домкратами-толкателями, кроме этого стабилизаторы, выступающие за поверхность корпуса устройства для создания реактивного вращению бура и вдавливающего аппарата момента, также разрушают стенку скважины из уплотненного грунта, что повышает риск невозможности создания требуемого упорного усилия толкателями и, следовательно, повышает риск обездвиживания устройства в скважине и невозможности выполнения им своей задачи.Pushers extending from the back of the device body abut against the wall of an already formed well, the soil of which is not supported, which can lead to destruction of the wall of the well, shedding of the soil and even the loss of the ability to create persistent force with jacks-pushers, in addition, stabilizers protruding beyond the surface of the device body to create a moment of reactive rotation of the drill and the pressing apparatus, the well wall is also destroyed from compacted soil, which increases the risk of the impossibility of creating the required persistent efforts pushers and, consequently, increases the risk of immobilization devices in the wellbore and the inability to perform its task.

Толкатели подвержены действию изгибающих моментов при их выдвижении из корпуса устройства и упоре в стенку скважины, что может привести к их деформации и заклиниванию, вследствие чего устройство может лишиться возможности перемещения.Pushers are subject to bending moments when they extend from the device body and abut against the well wall, which can lead to their deformation and jamming, as a result of which the device may lose its ability to move.

Реализация обратного хода устройства крайне сложна, а в некоторых случаях невозможна, так как толкатели, выдвигающиеся из задней части корпуса устройства, не обеспечат достаточного усилия при контакте с не подкрепленной стенкой скважины, работа толкателей на обратный ход приведет к разрушению стенки скважины и их работе с пробуксовкой. Кроме этого, стабилизаторы, выступающие из корпуса, будут создавать упор, затрудняющий движение устройства в обратном направлении. Потеря возможности обратного хода устройства в скважине может привести к его застреванию и необходимости применения дополнительных средств для его извлечения из грунта.The implementation of the reverse stroke of the device is extremely difficult, and in some cases impossible, since the pushers extending from the back of the device’s body will not provide sufficient force when in contact with an unsupported borehole wall, the operation of the pushers on the return stroke will lead to the destruction of the borehole wall and their work with slipping. In addition, stabilizers protruding from the housing will create an emphasis that impedes the movement of the device in the opposite direction. Loss of the device’s backtracking ability in the well can lead to its sticking and the need to use additional tools to extract it from the ground.

Расположение толкателей в задней части корпуса приводит к невозможности управления траекторией движения устройства в грунте и траекторией образуемой скважины. Это, вместе со сложно реализуемой возможностью обратного хода устройства в скважине, может привести к его застреванию в грунте при обнаружении на пути устройства непреодолимого препятствия.The location of the pushers in the rear of the body makes it impossible to control the path of the device in the ground and the path of the well being formed. This, together with the difficultly realized possibility of the device’s reverse stroke in the well, can lead to its sticking in the ground when an insurmountable obstacle is detected on the device’s path.

Известно техническое решение по авторскому свидетельству СССР SU 386052 «Устройство для образования скважины в грунте методом раскатки» (21.01.1971), в котором описано устройство для образования скважины в грунте методом раскатки, включающее корпус, привод, установленные с возможностью осевого перемещения основной и дополнительный шпиндели, на которых посредством клиньев закреплены раскатывающие вальцы, а с целью обеспечения возможности шагового перемещения, на корпусе смонтированы имеющие выдвижные эксцентрики опорные плиты, одна из которых жестко закреплена и на ее торцовой поверхности установлен привод, а другая имеет возможность осевого перемещения посредством закрепленного на корпусе качающегося рычага, взаимодействующего с шайбами, размещенными на дополнительном шпинделе.A technical solution is known according to the USSR author's certificate SU 386052 “Device for forming a well in the soil by rolling” (01/21/1971), which describes a device for forming a well in soil by rolling, including a housing, a drive installed with the possibility of axial movement of the main and additional spindles on which rolling rollers are fixed by means of wedges, and in order to provide the possibility of stepwise movement, base plates having retractable eccentrics are mounted on the housing, one of which It is rigidly fixed and mounted drive at its end surface, and the other is axially movable by means of the rocker arm mounted on the housing, cooperating with washers, placed on the additional spindle.

Устройство обладает низкой надежностью по следующим причинам. Шаговое перемещение при непрерывном вращении раскатывающих вальцов приводит к пробуксовке всего устройства в скважине во время возврата опорной плиты в исходное положение, что может повлечь нарушение целостности грунта уплотненной стенки скважины и смещение устройства относительно заданной траектории скважины. Шаговый принцип перемещения обеспечивает низкую скорость проходки скважины. Также зазор между опорными плитами механизма шагового перемещения при эксплуатации может забиваться грунтом, что может привести к заклиниванию и даже поломке механизма шагового перемещения устройства, его обездвиживанию в скважине, прекращению проходки скважины и необходимости его извлечения с помощью дополнительных средств.The device has low reliability for the following reasons. The stepwise movement during continuous rotation of the rolling rollers leads to a slipping of the entire device in the well during the return of the base plate to its original position, which can lead to a violation of the integrity of the soil of the densified wall of the well and the displacement of the device relative to a given trajectory of the well. The step-by-step principle of movement provides a low rate of penetration of the well. Also, the gap between the base plates of the stepping mechanism during operation can become clogged with soil, which can lead to jamming and even breakdown of the stepping mechanism of the device, its immobilization in the well, the cessation of well penetration and the need to remove it using additional means.

Известно техническое решение по авторскому свидетельству СССР SU 1809046 «Устройство для перемещения зарядного шланга в скважине» (14.12.1990), в котором описано устройство для перемещения зарядного шланга в скважине, включающее концентрически установленные с возможностью взаимного продольного перемещения несущие зарядный шланг элементы с захватами, первый из которых жестко закреплен с зарядным шлангом, исполнительный механизм, источник энергии и канал из связи, а с целью повышения надежности в работе и улучшения условий труда, исполнительный механизм выполнен в виде имеющих возможность продольного расширения камер, одна из которых выполнена сквозной, расположена между элементами и своим выходным отверстием сообщена с камерой, установленной во втором элементе, и выполнена с наименьшей рабочей поверхностью, а другая заполнена сжатым газом и установлена в герметичной полости, выполненной в первом элементе, при этом герметичная полость и камеры, за исключением камеры со сжатым газом, через канал связи сообщены с источником пульсирующего давления, а привод захватов выполнен в форме двухзвенного шарнирно-рычажного механизма, первые их звенья связаны с корпусом элемента, в котором они установлены, вторые - соответственно с камерами с наименьшей рабочей поверхностью и заполнены сжатым газом.A technical solution is known according to the USSR author's certificate SU 1809046 "Device for moving a charging hose in a well" (12/14/1990), which describes a device for moving a charging hose in a well, which includes elements with grippers concentrically mounted with the possibility of mutual longitudinal movement and carrying the charging hose, the first of which is rigidly fixed with a charging hose, an actuator, an energy source and a communication channel, and, in order to increase operational reliability and improve working conditions, an executive the mechanism is made in the form of chambers with longitudinal expansion, one of which is made through, located between the elements and its outlet is in communication with the camera installed in the second element and is made with the smallest working surface, and the other is filled with compressed gas and installed in an airtight cavity, made in the first element, while the sealed cavity and chambers, with the exception of the chamber with compressed gas, are communicated through the communication channel with a pulsating pressure source, and the gripper drive is made in f In the form of a two-link articulated lever mechanism, their first links are connected to the body of the element in which they are installed, the second to the chambers with the smallest working surface and filled with compressed gas, respectively.

Устройство обладает недостаточной надежностью вследствие того, что элементы его механизма перемещения расположены в открытых полостях, не имеющих надлежащих уплотнений, которые при эксплуатации могут забиваться грунтом, что приводит к повышенному износу трущихся частей и может привести к заклиниванию механизма и потере работоспособности. По этой причине устройство может не выполнить своего назначения в скважине. Кроме этого устройство имеет возможность перемещения только вдоль оси скважины, а механизм перемещения имеет относительно сложное устройство.The device has insufficient reliability due to the fact that the elements of its movement mechanism are located in open cavities that do not have proper seals, which during operation can become clogged with soil, which leads to increased wear of the rubbing parts and can lead to jamming of the mechanism and loss of performance. For this reason, the device may not fulfill its purpose in the well. In addition, the device has the ability to move only along the axis of the well, and the movement mechanism has a relatively complex device.

Известно техническое решение по авторскому свидетельству СССР SU 142337 «Устройство для прокладки трубопровода протаскиванием» (26.04.1961), в котором описано устройство для прокладки трубопровода протаскиванием его в прокалываемую скважину, включающее систему домкратов с опорными колодками и монтированных в головной части трубопровода, а с целью повышения степени надежности упора устройства в стенки скважины к его горизонтальному домкрату с двух сторон перпендикулярно смонтированы двухпоршневые домкраты, обеспечивающие шаговое его перемещение, причем к концу одного из них, в свою очередь, прикреплены механизм захвата трубопровода, раздвижные колодки которого опираются на внутреннюю поверхность трубы.A technical solution is known according to the USSR author's certificate SU 142337 “Device for laying a pipeline by pulling” (04/26/1961), which describes a device for laying a pipeline by dragging it into a well being pierced, including a system of jacks with support blocks and mounted in the head of the pipeline, and In order to increase the degree of reliability of the device stop in the borehole wall to its horizontal jack, two-piston jacks are mounted perpendicularly on both sides, providing a stepwise shift a joint, and at the end of one of them, in turn, a gripping mechanism of the pipeline is attached, the sliding blocks of which rest on the inner surface of the pipe.

Недостатком известного устройства является сложность механизма шагового перемещения и прокола скважины, состоящего из системы домкратов: двух пар распорных и одного проталкивающего. Кроме этого шаговый механизм перемещения имеет незащищенные части, подверженные налипанию грунта и повышенному трению, что может негативно влиять на надежность устройства. Недостаточная надежность устройства обусловлена и тем, что при выдвижении проталкивающего домкрата с одновременным проколом скважины устройство не обеспечивает удержания уплотненного грунта, который может осыпаться на выдвинутую часть проталкивающего домкрата, что может привести при возврате домкрата в исходное положение к заклиниванию механизма перемещения и даже выходу устройства из строя. Также устройство обеспечивает прокол только прямолинейной скважины и не имеет возможности огибать непреодолимые препятствия в грунте, что сильно сужает область его применения.A disadvantage of the known device is the complexity of the mechanism of stepwise movement and puncture of the well, consisting of a system of jacks: two pairs of spacers and one pushing. In addition, the stepping movement mechanism has exposed parts that are prone to soil sticking and increased friction, which can negatively affect the reliability of the device. The lack of reliability of the device is also due to the fact that when extending the pushing jack with simultaneous puncture of the well, the device does not provide support for compacted soil, which can crumble onto the extended part of the pushing jack, which can lead to jamming of the movement mechanism and even the device leaving the jack when the jack is returned to its original position. system. Also, the device provides a puncture only straight-line wells and does not have the ability to go around insurmountable obstacles in the ground, which greatly narrows the scope of its application.

Известно техническое решение «Устройство для перемещения под землей», описанное в статье журнала «Техника молодежи», выпуск 12, 1955 г., стр. 34-36, которое содержит цилиндрический корпус, конусообразный рабочий орган-бур в передней части, обеспечивающий разрыхление и уплотнение грунта при его вращении двигателем рабочего органа, двигатель рабочего органа-бура, установленный в корпусе устройства, вдавливающий аппарат со шнеком на цилиндрической части корпуса, расположенной за рабочим органом-буром, толкатели в задней части корпуса устройства, выполненные с возможностью выдвижения из корпуса устройства, с приводами, расположенными в корпусе устройства, а также плоские стабилизаторы в задней части устройства.The technical solution "Device for moving underground" is known, described in the article of the journal "Technique of Youth", issue 12, 1955, pages 34-36, which contains a cylindrical body, a cone-shaped working body-drill in the front, providing loosening and compaction of the soil when it is rotated by the engine of the working body, the engine of the working body-drill installed in the device’s body, the pressing apparatus with a screw on the cylindrical part of the body located behind the working body-drill, pushers in the back of the device’s body Adapted to be pulled out from the unit case, with the actuators arranged in the chassis, as well as stabilizers in the flat rear part of the device.

Известно техническое решение по патенту US 7055625 «Самоходная система глубокого бурения» («Self-propelled instrumented deep drilling system», патент от 06.06.2006, заявлен 27.01.2004). Устройство, описанное в данном патенте, имеет цилиндрический корпус, конусообразные рабочие органы с обоих концов и две группы радиальных упоров. Вращение рабочего органа обеспечивает разбуривание грунта, а перемещение осуществляется шаговым методом: фиксируют один конец устройства посредством выдвижения в грунт одной группы радиальных упоров и продвижения второго конца устройства вдоль его оси, после чего вторая группа упоров фиксирует второй конец устройства в новом положении в грунте, а первый конец устройства подтягивается ко второму при задвинутых упорах первой группы. Недостатком устройства является недостаточная надежность радиальных упоров, которые могут выйти из строя при попадании грунта под них, что может привести к застреванию устройства в грунте и потере им работоспособности.A technical solution is known according to the patent US 7055625 "Self-propelled instrument deep drilling" ("Self-propelled instrumented deep drilling system", patent dated 06/06/2006, filed January 27, 2004). The device described in this patent has a cylindrical body, cone-shaped working bodies at both ends and two groups of radial stops. The rotation of the working body ensures the drilling of the soil, and the movement is carried out by a step-by-step method: one end of the device is fixed by extending one group of radial stops into the soil and moving the second end of the device along its axis, after which the second group of stops fixes the second end of the device in a new position in the soil, and the first end of the device is pulled to the second with retracted stops of the first group. The disadvantage of this device is the lack of reliability of the radial stops, which can fail if there is soil under them, which can lead to a stuck of the device in the ground and its performance loss.

В качестве прототипа выбрано наиболее близкое по совокупности существенных признаков техническое решение - устройство по патенту на полезную модель РФ №173195 «Устройство для проходки скважины без выемки грунта» (приоритет от 22.05.2017 г., авторы: Ентель А.И., Яцкевич А.А.)As the prototype, the technical solution closest in terms of the set of essential features was selected - the device according to the patent for a utility model of the Russian Federation No. 173195 “Device for driving a well without excavation” (priority from 05/22/2017, authors: Entel A.I., Yatskevich A .BUT.)

Прототип - устройство для проходки скважины без выемки грунта, содержит цилиндрический корпус, конусообразный рабочий орган в передней части, обеспечивающий уплотнение грунта при его вращении двигателем рабочего органа, установленным в корпусе устройства, содержит две отдельные группы толкателей, выполненных с возможностью выдвижения из корпуса устройства, с приводами, расположенными в корпусе устройства, одна из которых обеспечивает движение устройства вперед, а другая - обратно, группы толкателей расположены на цилиндрической части корпуса устройства, толкатели каждой группы распределены равномерно по окружности корпуса устройства и в исходном положении расположены заподлицо с наружным диаметром носового конусообразного рабочего органа, каждый толкатель состоит из гидроцилиндра с выдвижным штоком, пятки и каретки, причем каретка выполнена в виде изогнутой пластины, прилегающей к поверхности корпуса, содержит отверстие для пятки и установлена с возможностью перемещения по направляющим корпуса устройства вдоль его оси по его поверхности, не выходя за габариты максимального диаметра конусообразного рабочего органа, пятка выполнена в виде изогнутой пластины, с радиусом изгиба равным радиусу изгиба наружной поверхности каретки, установлена в отверстии каретки с возможностью выдвижения из нее под углом к оси устройства, а в исходном положении наружная поверхность пятки расположена заподлицо с наружной поверхностью каретки, причем выдвижение пятки осуществляется под острым углом к образующей корпуса устройства в месте установки пятки, вершина которого для каждой пятки из отдельной группы толкателей обращена по направлению движения, которое обеспечивает данная отдельная группа толкателей, каждая пятка с внутренней стороны шарнирно соединена с приводом толкателя в виде гидроцилиндра, шарнирно закрепленного в корпусе устройства, шток которого проходит через вырез в корпусе устройства, причем вырез в корпусе устройства выполнен таким, что во всех положениях каретки остается перекрытым ей, что предотвращает попадание грунта внутрь корпуса устройства, гидроцилиндр со штоком выполнен и установлен с возможностью обеспечения выдвижения пятки из каретки под углом к оси устройства до крайнего положения, при котором сохраняется уплотнение между пяткой и кареткой, то есть наружная боковая поверхность пятки не выходит за наружную поверхность каретки, и смещения каретки вдоль оси корпуса устройства по его направляющим в ее конечное положение и возврата пятки и каретки в исходные положения, при которых наружная поверхность пятки расположена заподлицо с наружной поверхностью каретки, устройство содержит гидростанцию с электроприводом, соединенную трубопроводами с гидроцилиндрами толкателей через блок управления клапанами подачи рабочей жидкости, выполненный с возможностью обеспечения раздельной подачи рабочей жидкости в каждый из потребителей, причем блок управления клапанами выполнен с возможностью управления им с пульта управления устройством.The prototype is a device for driving a well without excavation, contains a cylindrical body, a cone-shaped working body in the front part, providing compaction of the soil when it is rotated by the working body engine installed in the device body, contains two separate groups of pushers made to extend from the device body, with drives located in the device’s body, one of which ensures the device moves forward and the other back, the pusher groups are located on the cylindrical part the body of the device, the pushers of each group are evenly distributed around the circumference of the body of the device and in the initial position are flush with the outer diameter of the nose cone-shaped working body, each pusher consists of a hydraulic cylinder with a sliding rod, a heel and a carriage, and the carriage is made in the form of a curved plate adjacent to the surface case, contains a hole for the heel and is installed with the ability to move along the guides of the device along its axis along its surface, without going beyond the dimensions m the maximum diameter of the cone-shaped working body, the heel is made in the form of a curved plate, with a bending radius equal to the bending radius of the outer surface of the carriage, installed in the hole of the carriage with the possibility of extension from it at an angle to the axis of the device, and in the initial position the outer surface of the heel is flush with the outer surface carriage, and the heel is extended at an acute angle to the generatrix of the device body at the installation site of the heel, the top of which for each heel from a separate group of sense the oil is turned in the direction of movement that this particular group of pushers provides, each heel is pivotally connected to the drive of the pusher in the form of a hydraulic cylinder pivotally mounted in the device’s body, the rod of which passes through a cutout in the device’s body, and the cutout in the device’s body is made that in all positions of the carriage remains blocked by it, which prevents the ingress of soil into the device body, the hydraulic cylinder with the rod is made and installed with the possibility of providing moving the heel from the carriage at an angle to the axis of the device to the extreme position at which a seal is maintained between the heel and the carriage, that is, the outer side surface of the heel does not extend beyond the outer surface of the carriage, and the carriage displacement along the axis of the device along its guides to its final position and return the heel and the carriage to its original position, in which the outer surface of the heel is flush with the outer surface of the carriage, the device contains a power station with electric drive, connected by pipelines to the guide pusher cylinders through the control unit for supplying working fluid valves, configured to provide separate supply of working fluid to each of the consumers, moreover, the control unit of the valves is configured to control it from the control panel of the device.

Устройство обладает не высокой надежностью по следующим причинам. Уплотнение пяток в каретках является сложным в изготовлении и не надежно в работе. Это может привести к заклиниванию подвижных частей механизма устройства при попадании грунта в корпус при нарушении целостности уплотнения или дефектах при его изготовлении. Кроме этого, усилие гидроцилиндров для продольного перемещения устройства направлено под углом к оси устройства, что может привести к срыву грунта в местах опоры пяток на определенных грунтах и застреванию устройства в скважине.The device does not have high reliability for the following reasons. The sealing of the heels in the carriages is difficult to manufacture and not reliable in operation. This can lead to jamming of the moving parts of the mechanism of the device when soil enters the housing in violation of the integrity of the seal or defects in its manufacture. In addition, the force of the hydraulic cylinders for the longitudinal movement of the device is directed at an angle to the axis of the device, which can lead to disruption of the soil at the heel support points on certain soils and jamming of the device in the well.

Основным техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности устройства при его работе.The main technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the device during its operation.

Технический результат достигается за счет использования в устройстве для проходки скважины надежной конструкции каретки, представляющей собой цельную трубу со скользящей посадкой с уплотнением между корпусом устройства и кареткой, выполненной с возможностью перемещения по поверхности корпуса устройства вдоль его оси, и надежной конструкции приводного механизма устройства.The technical result is achieved due to the use of a reliable carriage design in the well drilling device, which is a one-piece pipe with a sliding fit with a seal between the device’s body and the carriage, which can move along the surface of the device’s body along its axis, and a reliable design of the device’s drive mechanism.

Сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The essence of the proposed solution is as follows.

Устройство для проходки скважины без выемки грунта, содержащее цилиндрический корпус, конусообразный рабочий орган в передней части, обеспечивающий уплотнение грунта при его вращении двигателем рабочего органа, установленным в корпусе устройства, толкатели, выполненные с возможностью выдвижения из корпуса устройства, с приводами, расположенными в корпусе устройства, гидростанцию с электроприводом, соединенную трубопроводами с гидроцилиндрами через блок управления клапанами подачи рабочей жидкости, выполненный с возможностью обеспечения раздельной подачи рабочей жидкости в каждый из потребителей, причем блок управления клапанами выполнен с возможностью управления им с пульта управления устройством, по изобретению, устройство содержит четыре толкателя, расположенных на цилиндрической части корпуса устройства, толкатели распределены по окружности корпуса устройства и в исходном положении расположены заподлицо с наибольшим наружным диаметром носового конусообразного рабочего органа, каждый толкатель состоит из распорного гидроцилиндра с выдвижным штоком, расположенного внутри корпуса устройства, и пятки, установленной в каретке, причем каретка выполнена в виде трубы, установлена на цилиндрической части корпуса со скользящей посадкой с уплотнением к поверхности корпуса в торцах и содержит отверстия с уплотнениями для прохода штоков распорных гидроцилиндров, закрепленных на каретке с ее внутренней стороны, каретка установлена с возможностью перемещения вдоль оси устройства по направляющей на корпусе устройства, предотвращающей поворот каретки вокруг оси устройства, который может возникнуть вследствие вращения во время работы носового рабочего органа, каретка имеет на наружной поверхности продольные направляющие и торцевые фланцы, образующие замкнутые бурты, внутренние поверхности которых являются направляющими для наружных боковых и торцевых поверхностей пяток, поверхности выполнены с обеспечением скольжения с уплотнением при радиальном выдвижении пяток из каретки, в корпусе устройства выполнены продольные вырезы, длина и ширина которых позволяет перемещаться каретке по корпусу с сохранением уплотненного перекрытия вырезов кареткой во всех ее рабочих положениях относительно корпуса, пятка выполнена в виде изогнутой пластины, с радиусом изгиба равным максимальному радиусу носового рабочего органа, закреплена к штоку распорного гидроцилиндра, и в исходном положении наружная поверхность пятки не выступает за наружный диаметр носового рабочего органа устройства, распорный гидроцилиндр со штоком выполнен и установлен с возможностью обеспечения выдвижения пятки из каретки до крайнего положения, при котором сохраняется уплотнение между ними, то есть наружная боковая и торцевая поверхности пятки не выходят за внутреннюю поверхность буртов каретки, устройство содержит ходовой гидроцилиндр для продольного перемещения, установленный в корпусе устройства и обеспечивающий продольное перемещение каретки вдоль корпуса устройства.A device for driving a well without excavation, containing a cylindrical body, a cone-shaped working body in the front part, providing compaction of the soil when it is rotated by the working body engine installed in the device body, pushers made to extend from the device body, with drives located in the body devices, a hydraulic power station, connected by pipelines to hydraulic cylinders through a control unit for supplying working fluid valves, configured to provide for the separate supply of the working fluid to each of the consumers, the valve control unit being adapted to be controlled from the device control panel according to the invention, the device contains four pushers located on the cylindrical part of the device body, the pushers are distributed around the circumference of the device body and are located in the initial position flush with the largest outer diameter of the nose cone-shaped working body, each pusher consists of a spacer hydraulic cylinder with a retractable rod, laid inside the device’s body, and the heel installed in the carriage, the carriage being made in the form of a pipe, mounted on the cylindrical part of the body with a sliding fit with a seal to the surface of the body at the ends and contains holes with seals for passage of rods of expansion hydraulic cylinders mounted on the carriage with its inner side, the carriage is mounted to move along the axis of the device along the guide on the device body, preventing the rotation of the carriage around the axis of the device, which may occur l due to rotation during the operation of the nasal working body, the carriage has longitudinal guides and end flanges on the outer surface that form closed collars, the inner surfaces of which are guides for the outer side and end surfaces of the heels, the surfaces are slip-sealed with the heels radially extended from carriages, longitudinal cuts are made in the device case, the length and width of which allows the carriage to move along the body while maintaining a compacted overlap cutouts carriage in all its working positions relative to the body, the heel is made in the form of a curved plate, with a bending radius equal to the maximum radius of the nasal working body, is fixed to the rod of the spacer hydraulic cylinder, and in the initial position the outer surface of the heel does not protrude beyond the outer diameter of the nasal working body of the device , the expansion hydraulic cylinder with the rod is made and installed with the possibility of ensuring the heel extends from the carriage to the extreme position at which the seal between them is preserved, then s outer lateral surface of the heel end and do not extend beyond the inner surface of the carriage clamps, the apparatus comprises a suspension cylinder for longitudinal movement, mounted in the chassis and provides a longitudinal movement of the carriage along the device body.

Между пяткой и кареткой и между кареткой и корпусом вне зоны их уплотнений друг к другу может присутствовать зазор.Between the heel and the carriage and between the carriage and the body outside the zone of their seals to each other there may be a gap.

В частном случае реализации устройства в качестве рабочего органа может быть использован конусообразный раскатчик, который может иметь разрыхляющую насадку на конце.In the particular case of the implementation of the device as a working body can be used a cone-shaped roll, which may have a loosening nozzle at the end.

В частном случае реализации устройства на наружной поверхности пяток по их периметру могут быть установлены скребки, упруго прилегающие к наружной поверхности буртов каретки.In the particular case of the implementation of the device on the outer surface of the heels around their perimeter can be installed scrapers, elastically adjacent to the outer surface of the shoulders of the carriage.

В частном случае реализации устройства продольные направляющие и торцевые фланцы на наружной поверхности каретки образуют замкнутые бурты в виде контура со скругленными углами, при этом боковая поверхность пяток повторяет форму внутренней поверхности контура, что в собранном виде обеспечивает эквидистантное расположение этих поверхностей.In the particular case of the device, the longitudinal guides and end flanges on the outer surface of the carriage form closed collars in the form of a contour with rounded corners, while the lateral surface of the heels follows the shape of the inner surface of the contour, which, when assembled, provides an equidistant arrangement of these surfaces.

В частном случае реализации устройства расстояние, на которое пятка имеет возможность быть выдвинутой из каретки, не превышает длины боковой уплотнительной поверхности пятки, соприкасающейся с внутренней поверхностью наружных буртов каретки.In the particular case of the implementation of the device, the distance the heel has the ability to be extended from the carriage does not exceed the length of the side sealing surface of the heel in contact with the inner surface of the outer shoulders of the carriage.

В частном случае реализации устройство содержит уплотнители между кареткой и корпусом, пяткой и кареткой, между рабочим органом и корпусом устройства, а на торцах каретки могут быть установлены пластинчатые скребки, упруго прилегающие к поверхности корпуса, для сбрасывания налипшего на корпус устройства грунта. В качестве уплотнителей могут быть использованы уплотнительные манжеты или иные изделия из упругого материала. Причем уплотнители между кареткой и корпусом находятся в контакте с поверхностью корпуса во всех положениях каретки, тем самым предотвращая попадание грунта внутрь корпуса.In the particular case of the device, the device contains seals between the carriage and the body, the heel and the carriage, between the working body and the device body, and plate scrapers can be installed on the ends of the carriage, which are elastically adjacent to the surface of the body, to dump soil adhering to the body of the device. As seals can be used sealing cuffs or other products from an elastic material. Moreover, the seals between the carriage and the housing are in contact with the surface of the housing in all positions of the carriage, thereby preventing the ingress of soil into the housing.

В частном случае реализации устройства двигателем рабочего органа является гидромотор, приводимый в движение гидростанцией, соединенной с гидромотором через блок управления клапанами, обеспечивающий управление работой гидромотора.In the particular case of the implementation of the device, the engine of the working body is a hydraulic motor, driven by a hydrostation connected to the hydraulic motor through a valve control unit, which controls the operation of the hydraulic motor.

В частном случае реализации устройства двигателем рабочего органа является электрический мотор-редуктор.In the particular case of the implementation of the device, the engine of the working body is an electric gear motor.

Управление работой устройства, в том числе подача управляющих сигналов на блок управления клапанами, управляющий подачей рабочей жидкости на потребители, и другие элементы устройства, может осуществляться оператором с пульта управления устройством, расположенным на поверхности земли, например, у начальной точки скважины, и соединенным с устройством посредством электрического кабеля.The operation of the device, including the supply of control signals to the valve control unit that controls the supply of working fluid to consumers, and other elements of the device, can be carried out by the operator from the control panel of the device located on the ground, for example, at the starting point of the well, and connected to device through an electric cable.

В частном случае реализации устройство содержит модуль навигации, обеспечивающий возможность определения расположения устройства под землей. Модуль навигации передает данные на пульт управления устройством и служит для контроля положения устройства. Модуль навигации позволяет определить точное расположение устройства под землей и может быть реализован, например, в виде аналога известной системы - SNS200-PRO, при использовании которой модуль навигации представляет собой зонд, установленный в устройстве. Расположение зонда определяют наземным приемником, полученные данные передают на пульт управления устройства. По расположению зонда определяют положение устройства под землей и осуществляют контроль движения устройства вдоль необходимой траектории скважины.In the particular case of implementation, the device contains a navigation module that provides the ability to determine the location of the device underground. The navigation module transfers data to the device’s control panel and serves to control the position of the device. The navigation module allows you to determine the exact location of the device underground and can be implemented, for example, in the form of an analog of the well-known system - SNS200-PRO, when using which the navigation module is a probe installed in the device. The location of the probe is determined by the ground receiver, the received data is transmitted to the control panel of the device. The location of the probe determines the position of the device underground and monitors the movement of the device along the required path of the well.

В частном случае реализации устройство выполнено с возможностью подвода электроэнергии по кабелю с поверхности земли, например, от действующей электрической сети или мобильного дизель- или бензо-электрогенератора.In the particular case of the implementation of the device is made with the possibility of supplying electricity by cable from the surface of the earth, for example, from an existing electrical network or a mobile diesel or benzo-electric generator.

В частном случае реализации устройство содержит электрический аккумулятор, обеспечивающий электроэнергией элементы устройства.In the particular case of the implementation of the device contains an electric battery that provides power to the elements of the device.

Конусообразный рабочий орган может быть выполнен в виде раскатчика, обеспечивающего при его вращении двигателем раскатку скважины и ввинчивание в нее, способствующее продольному перемещению устройства в скважине, а также может иметь шнек на конусообразной поверхности и разрыхляющую насадку на носовой оконечности.The cone-shaped working body can be made in the form of a rolling device, which ensures that the engine rolls the well and screwed into it, which facilitates the longitudinal movement of the device in the well, and may also have a screw on the conical surface and a loosening nozzle on the fore tip.

Задняя часть корпуса устройства может быть выполнена конусообразной, причем с максимальным диаметром, не превышающим максимальный диаметр конусообразного рабочего органа в передней части устройства.The rear part of the device can be made conical, and with a maximum diameter not exceeding the maximum diameter of the conical working body in the front of the device.

Наружная поверхность пяток может иметь выступающие ребра для обеспечения большей силы трения при контакте с грунтом.The outer surface of the heels may have protruding ribs to provide greater friction when in contact with the ground.

Кроме описанного выше, к устройству при эксплуатации может быть подсоединен страховочный трос, за который устройство может быть вытянуто из скважины, например, в аварийной ситуации.In addition to the above, a safety cable can be connected to the device during operation, for which the device can be pulled out of the well, for example, in an emergency.

Поскольку устройство в частном случае реализации должно быть подключено к источнику электрической энергии и на устройство должны передаваться управляющие сигналы с пульта управления устройством, то для повышения надежности и упрощения эксплуатации устройства кабели передачи электрической энергии и управляющих сигналов, а также страховочный трос могут быть соединены друг с другом в одном многофункциональном кабель-тросе.Since the device in the particular case of implementation must be connected to an electric energy source and control signals from the device control panel must be transmitted to the device, to increase the reliability and simplify the operation of the device, the electric power and control signal transmission cables, as well as the safety cable, can be connected to each other another in one multi-function cable.

Заявленный технический результат изобретения - устройства для проходки скважины без выемки грунта, а именно - повышение надежности устройства, обеспечивается тем, что: надежная конструкция каретки в виде трубы со скользящей посадкой с уплотнением на корпусе и расположение пяток на каретке повышают надежность устройства за счет снижения риска попадания грунта скважины внутрь корпуса устройства и заклинивания движущихся частей устройства; ходовой гидроцилиндр, расположенный в отличие от прототипа вдоль оси устройства, в совокупности с распорными гидроцилиндрами, обеспечивающими радиальное перемещение пяток, позволяют создать большее продольное усилие и повысить надежность перемещения устройства в грунте.The claimed technical result of the invention is a device for driving a well without excavation, namely, increasing the reliability of the device is ensured by the fact that: a reliable carriage design in the form of a pipe with a sliding fit with a seal on the body and the location of the heels on the carriage increase the reliability of the device by reducing risk getting the well’s soil into the device’s body and jamming the moving parts of the device; a running hydraulic cylinder, located in contrast to the prototype along the axis of the device, in combination with spacer hydraulic cylinders providing radial movement of the heels, allows you to create a greater longitudinal force and improve the reliability of moving the device in the ground.

Сущность изобретения поясняется рисунками:The invention is illustrated by drawings:

Фиг. 1, на которой представлен разрез корпуса устройства в плоскости перпендикулярной его оси в области установки распорных гидроцилиндров,FIG. 1, which shows a section of the casing of the device in a plane perpendicular to its axis in the installation area of the expansion hydraulic cylinders,

Фиг. 2, на которой представлен фрагмент разреза корпуса устройства в продольной плоскости в области установки пятки и каретки, иFIG. 2, which shows a fragment of a section of the device body in a longitudinal plane in the installation area of the heel and the carriage, and

Фиг. 3, на которой схематично изображена криволинейная скважина, проходка которой выполнена предложенным устройством.FIG. 3, which schematically shows a curvilinear well, the penetration of which is performed by the proposed device.

В частном случае реализации, изображенном на Фиг. 1 и Фиг. 2, устройство для проходки скважины без выемки грунта, содержит цилиндрический корпус 1, конусообразный рабочий орган в передней части, обеспечивающий уплотнение грунта при его вращении двигателем рабочего органа, установленным в корпусе устройства, гидростанцию с электроприводом, соединенную трубопроводами с гидроцилиндрами через блок управления клапанами подачи рабочей жидкости, выполненный с возможностью обеспечения раздельной подачи рабочей жидкости в каждый из потребителей, причем блок управления клапанами выполнен с возможностью управления им с пульта управления устройством, четыре толкателя, состоящих из распорного гидроцилиндра 2 с выдвижным штоком 3, расположенного внутри корпуса 1 устройства, и пятки 4, установленной в каретке 5, выполненной в виде трубы и установленной на цилиндрической части корпуса 1 со скользящей посадкой с уплотнением 6 к поверхности корпуса 1 в торцах и содержит отверстия с уплотнениями 7 для прохода штоков 3 распорных гидроцилиндров 2, закрепленных на каретке 5 с ее внутренней стороны, каретка 5 установлена с возможностью перемещения вдоль оси устройства по направляющим 8 и 9 на корпусе 1 устройства, предотвращающим поворот каретки 5 вокруг оси устройства, который может возникнуть вследствие вращения во время работы носового рабочего органа. Каретка 5 имеет на наружной поверхности продольные направляющие 10 и торцевые фланцы 11, образующие замкнутые бурты, внутренние поверхности которых являются направляющими для наружных боковых и торцевых поверхностей пяток 4, поверхности выполнены с обеспечением скольжения с уплотнением 12 при радиальном выдвижении пяток 4 из каретки 5. В корпусе 1 устройства выполнены продольные вырезы 13, длина и ширина которых позволяет перемещаться каретке 5 по корпусу с сохранением уплотненного перекрытия вырезов кареткой 5 во всех ее рабочих положениях относительно корпуса 1, пятки 4 выполнены в виде изогнутой пластины, с радиусом изгиба равным максимальному радиусу носового рабочего органа, закреплена к штоку 3 распорного гидроцилиндра 2, и в исходном положении наружная поверхность пятки не выступает за наружный диаметр носового рабочего органа устройства, распорный гидроцилиндр 2 со штоком 3 выполнен и установлен с возможностью обеспечения выдвижения пятки 4 из каретки 5 до крайнего положения, при котором сохраняется уплотнение 12 между ними, то есть наружная боковая и торцевая поверхности пятки 4 не выходят за внутреннюю поверхность буртов 10 и 11 каретки 5, устройство содержит ходовой гидроцилиндр (на рисунке не показан) для продольного перемещения, установленный в корпусе 1 устройства и обеспечивающий продольное перемещение каретки 5 вдоль корпуса 1 устройства, между пяткой 4 и кареткой 5 и между кареткой 5 и корпусом 1 вне зоны их уплотнений друг к другу присутствуют зазоры 14 и 15 соответственно.In the particular case of the implementation depicted in FIG. 1 and FIG. 2, a device for driving a well without excavation, contains a cylindrical body 1, a cone-shaped working body in the front part, which provides compaction of the soil when it is rotated by a working body engine installed in the device’s body, an electrically driven hydraulic power station connected by pipelines to hydraulic cylinders through a supply valve control unit working fluid, configured to provide a separate supply of working fluid to each of the consumers, and the valve control unit is made with the possibility of To control it from the control panel of the device, four pushers, consisting of a spacer hydraulic cylinder 2 with a retractable rod 3, located inside the housing 1 of the device, and a heel 4 installed in the carriage 5, made in the form of a pipe and mounted on the cylindrical part of the housing 1 with a sliding fit with a seal 6 to the surface of the housing 1 at the ends and contains holes with seals 7 for the passage of the rods 3 of the spacer hydraulic cylinders 2, mounted on the carriage 5 from its inner side, the carriage 5 is mounted with the possibility of moving to s axis of the device along the guides 8 and 9 on the housing 1 of the device preventing rotation of the carriage 5 around the axis of the device, which may arise due to the rotation during the working of the nose body. The carriage 5 has longitudinal guides 10 and end flanges 11 on the outer surface that form closed collars, the inner surfaces of which are guides for the outer side and end surfaces of the heels 4, the surfaces are made to slip with a seal 12 when the heels 4 are radially extended 4 from the carriage 5. B the device casing 1 has longitudinal cutouts 13, the length and width of which allows the carriage 5 to move along the casing while maintaining a compacted overlapping of the cutouts by the carriage 5 in all its working positions relative to the housing 1, the heels 4 are made in the form of a curved plate, with a bending radius equal to the maximum radius of the nasal working body, fixed to the rod 3 of the spacer hydraulic cylinder 2, and in the initial position, the outer surface of the heel does not protrude beyond the outer diameter of the nasal working body of the device, the expansion cylinder 2 with the rod 3 is made and installed with the possibility of ensuring the extension of the heel 4 from the carriage 5 to the extreme position at which the seal 12 is maintained between them, that is, the outer side and end surface These heels 4 do not extend beyond the inner surface of the shoulders 10 and 11 of the carriage 5, the device contains a running hydraulic cylinder (not shown in the figure) for longitudinal movement installed in the device body 1 and providing longitudinal movement of the carriage 5 along the device body 1, between the heel 4 and the carriage 5 and between the carriage 5 and the housing 1 outside the zone of their seals to each other there are gaps 14 and 15, respectively.

Описание работы устройства представлено ниже.A description of the operation of the device is presented below.

Устройство для проходки скважины без выемки грунта К, как показано на Фиг. 3, размещают на поверхности земли в начальной точке В скважины А в заранее подготовленной выемке G в грунте, имеющей диаметр, соответствующий наружному диаметру устройства, и глубину h, позволяющую вместить рабочий орган и толкатели устройства. Также на поверхности земли расположены пульт 16 управления устройством, электрический генератор 17, соединенные многофункциональным кабель-тросом 18 с устройством К. Скважина А от начальной точки В до конечной точки С имеет криволинейные участки «е» с радиусом R и непреодолимое препятствие D на участке f.A device for driving a well without excavation K, as shown in FIG. 3 are placed on the surface of the earth at the starting point B of well A in a pre-prepared recess G in the soil having a diameter corresponding to the outer diameter of the device and a depth h that allows the working body and pushers of the device to be accommodated. Also located on the surface of the earth are the device control panel 16, an electric generator 17 connected by a multifunction cable-cable 18 to device K. Well A from the starting point B to the ending point C has curved sections “e” with radius R and an insurmountable obstacle D in section f .

Для проходки скважины А с пульта 16 управления подают сигналы блоку управления с клапанами подачи рабочей жидкости на включение гидромотора, обеспечивающего вращение конусообразного рабочего органа, и включение распорных гидроцилиндров 2 и ходового гидроцилиндра, обеспечивающих продольное движение устройства вперед.To drive well A, from the control panel 16, signals are sent to the control unit with valves for supplying the working fluid to turn on the hydraulic motor, which ensures rotation of the cone-shaped working body, and turn on the spacer hydraulic cylinders 2 and the running hydraulic cylinder, which provide longitudinal movement of the device forward.

В исходном состоянии каретка 5 расположена в крайнем положении в носу устройства К, пятки 4 утоплены в каретке 5 и находятся заподлицо с максимальным диаметром носового рабочего органа устройства К.In the initial state, the carriage 5 is located in the extreme position in the nose of the device K, the heels 4 are recessed in the carriage 5 and are flush with the maximum diameter of the nasal working body of the device K.

Для осуществления перемещения в грунте и образования скважины А подают давление в распорные цилиндры 2 для распора пяток 4 в заходной части скважины А, обеспечивая упор устройству К. После этого в работу включают носовой рабочий орган и одновременно ходовой гидроцилиндр, при этом корпус 1 устройства К перемещается вперед относительно каретки 5 закрепленной в грунте распертыми пятками 4, носовой рабочий орган вворачивается в грунт, одновременно смещая его в радиальном направлении от оси скважины и образуя ее уплотненные стенки. По окончанию рабочего хода ходового цилиндра прекращает работу носовой рабочий орган, пятки 4 возвращаются в исходное состояние в каретке 5, после чего ходовой цилиндр возвращает каретку 5 в крайнее положение в носу устройства К, при этом устройство остается неподвижным в скважине за счет фиксации его в скважине носовым рабочим органом. Для продолжения движения вперед цикл повторяется.To carry out the movement in the soil and the formation of well A, pressure is applied to the spacer cylinders 2 for expanding the heels 4 in the inlet part of well A, providing emphasis to the device K. After that, the nose working body and simultaneously the running hydraulic cylinder are turned on, while the body 1 of the device K moves forward relative to the carriage 5 fixed in the ground with expanded heels 4, the nasal working body is screwed into the soil, at the same time shifting it in the radial direction from the axis of the well and forming its compacted walls. At the end of the working stroke of the running cylinder, the nasal working body stops working, the heels 4 return to their initial state in the carriage 5, after which the running cylinder returns the carriage 5 to the extreme position in the nose of the device K, while the device remains stationary in the well due to its fixation in the well nasal working body. To continue moving forward, the cycle repeats.

Для обратного хода устройства К в скважине А, например, для обхода непреодолимого препятствия D на участке f, исходным положением является кормовое положение каретки 5 с выдвинутыми пятками 4. Работа устройства К осуществляется аналогично работе при движении вперед, при этом носовой рабочий орган может вращаться в обратную прямому ходу сторону.For the reverse movement of the device K in the well A, for example, to bypass the insurmountable obstacle D in the area f, the initial position is the aft position of the carriage 5 with extended heels 4. The operation of the device K is carried out similarly to the forward movement, while the nasal working body can rotate in backward forward side.

Для прохождения криволинейных участков «е» скважины А осуществляют раздельное управление гидроцилиндрами 2 и выдвижением пяток 4.To pass the curved sections "e" of well A, separate control of hydraulic cylinders 2 and extension of the heels 4 is carried out.

При работе устройства К, при всех положениях пяток 4 относительно каретки 5 и каретки 5 относительно корпуса 1 уплотнения 12 и 6 не позволяют попадать грязи, пыли и жидкости внутрь корпуса 1 устройства К.During operation of the device K, at all positions of the heels 4 relative to the carriage 5 and the carriage 5 relative to the housing 1, the seals 12 and 6 do not allow dirt, dust and liquid to enter the housing 1 of the device K.

Claims (4)

1. Устройство для проходки скважины без выемки грунта, содержащее цилиндрический корпус, конусообразный рабочий орган в передней части, обеспечивающий уплотнение грунта при его вращении двигателем рабочего органа, установленным в корпусе устройства, толкатели, выполненные с возможностью выдвижения из корпуса устройства, с приводами, расположенными в корпусе устройства, гидростанцию с электроприводом, соединенную трубопроводами с гидроцилиндрами через блок управления клапанами подачи рабочей жидкости, выполненный с возможностью обеспечения раздельной подачи рабочей жидкости в каждый из потребителей, причем блок управления клапанами выполнен с возможностью управления им с пульта управления устройством, отличающееся тем, что содержит четыре толкателя, расположенных на цилиндрической части корпуса устройства, толкатели распределены по окружности корпуса устройства и в исходном положении расположены заподлицо с наибольшим наружным диаметром носового конусообразного рабочего органа, каждый толкатель состоит из распорного гидроцилиндра с выдвижным штоком, расположенного внутри корпуса устройства, и пятки, установленной в каретке, причем каретка выполнена в виде трубы, установлена на цилиндрической части корпуса со скользящей посадкой с уплотнением к поверхности корпуса в торцах и содержит отверстия с уплотнениями для прохода штоков распорных гидроцилиндров, закрепленных на каретке с ее внутренней стороны, каретка установлена с возможностью перемещения вдоль оси устройства по направляющей на корпусе устройства, предотвращающей поворот каретки вокруг оси устройства, каретка имеет на наружной поверхности продольные направляющие и торцевые фланцы, образующие замкнутые бурты, внутренние поверхности которых являются направляющими для наружных боковых и торцевых поверхностей пяток, поверхности выполнены с обеспечением скольжения с уплотнением при радиальном выдвижении пяток из каретки, в корпусе устройства выполнены продольные вырезы, длина и ширина которых позволяет перемещаться каретке по корпусу с сохранением уплотненного перекрытия вырезов кареткой во всех ее рабочих положениях относительно корпуса, пятка выполнена в виде изогнутой пластины, с радиусом изгиба, равным максимальному радиусу носового рабочего органа, закреплена к штоку распорного гидроцилиндра, и в исходном положении наружная поверхность пятки не выступает за наружный диаметр носового рабочего органа устройства, распорный гидроцилиндр со штоком выполнен и установлен с возможностью обеспечения выдвижения пятки из каретки до крайнего положения, при котором сохраняется уплотнение между ними, то есть наружная боковая и торцевая поверхности пятки не выходят за внутреннюю поверхность буртов каретки, устройство содержит ходовой гидроцилиндр для продольного перемещения, установленный в корпусе устройства и обеспечивающий продольное перемещение каретки вдоль корпуса устройства.1. A device for driving a well without excavating, containing a cylindrical body, a cone-shaped working body in the front part, providing compaction of the soil when it is rotated by the working body engine installed in the device body, pushers made with the possibility of extension from the device body, with drives located in the housing of the device, a power plant with electric drive, connected by pipelines to hydraulic cylinders through a control unit for supplying working fluid valves, configured to biscuits for separate supply of working fluid to each of the consumers, moreover, the valve control unit is adapted to be controlled from the device control panel, characterized in that it contains four pushers located on the cylindrical part of the device body, the pushers are distributed around the circumference of the device body and are located in the initial position flush with the largest outer diameter of the nose cone-shaped working body, each pusher consists of a spacer hydraulic cylinder with a retractable stem, located wife inside the device’s case, and the heel mounted in the carriage, the carriage being made in the form of a pipe, mounted on the cylindrical part of the case with a sliding fit with a seal to the surface of the case at the ends and contains holes with seals for passage of rods of expansion hydraulic cylinders fixed to the carriage with its inner side, the carriage is mounted to move along the axis of the device along the guide on the device body, preventing the rotation of the carriage around the axis of the device, the carriage has on the outside Surfaces are longitudinal guides and end flanges that form closed collars, the inner surfaces of which are guides for the outer side and end surfaces of the heels, the surfaces are made to slip and seal when the heels radially extend from the carriage, longitudinal cutouts are made in the device body, the length and width of which allows to move the carriage along the body while maintaining a compacted overlap of the cutouts by the carriage in all its working positions relative to the body, the heel is made in de curved plate, with a bending radius equal to the maximum radius of the nasal working body, is fixed to the rod of the spacer hydraulic cylinder, and in the initial position the outer surface of the heel does not protrude outside the outer diameter of the nasal working body of the device, the expansion cylinder with the rod is made and installed with the possibility of extending the heel from the carriage to the extreme position at which a seal is maintained between them, that is, the outer lateral and end surfaces of the heel do not extend beyond the inner surface of the shoulders a carriage, the device comprises a suspension cylinder for longitudinal movement, mounted in the chassis and provides a longitudinal movement of the carriage along the device body. 2. Устройство для проходки скважины без выемки грунта по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности пяток по их периметру установлены скребки, упруго прилегающие к наружной поверхности буртов каретки.2. A device for driving a well without excavation according to claim 1, characterized in that scrapers are mounted on the outer surface of the heels along their perimeter, which are elastically adjacent to the outer surface of the carriage collars. 3. Устройство для проходки скважины без выемки грунта по п. 1, отличающееся тем, что на торцах каретки установлены пластинчатые скребки, упруго прилегающие к поверхности корпуса.3. A device for driving a well without excavation according to claim 1, characterized in that plate scrapers are installed at the ends of the carriage, which are elastically adjacent to the surface of the body. 4. Устройство для проходки скважины без выемки грунта по п. 1, отличающееся тем, что продольные направляющие и торцевые фланцы на наружной поверхности каретки образуют замкнутые бурты в виде контура со скругленными углами.4. A device for driving a well without excavation according to claim 1, characterized in that the longitudinal guides and end flanges on the outer surface of the carriage form closed collars in the form of a contour with rounded corners.
RU2017135745A 2017-10-05 2017-10-05 Device for drilling wells without excavation RU2668119C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135745A RU2668119C1 (en) 2017-10-05 2017-10-05 Device for drilling wells without excavation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135745A RU2668119C1 (en) 2017-10-05 2017-10-05 Device for drilling wells without excavation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2668119C1 true RU2668119C1 (en) 2018-09-26

Family

ID=63668866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017135745A RU2668119C1 (en) 2017-10-05 2017-10-05 Device for drilling wells without excavation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2668119C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU717235A1 (en) * 1976-03-04 1980-02-25 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Apparatus for expanding holes in earth by rolling
US6244783B1 (en) * 1998-04-22 2001-06-12 Tracto-Technik-Paul Schmidt Spezialmaschinen Widening apparatus
US6250403B1 (en) * 1997-09-30 2001-06-26 The Charles Machine Works, Inc. Device and method for enlarging a Bore
RU2392390C2 (en) * 2005-05-07 2010-06-20 Мейер Унд Джон Гмбх Унд Ко. Кг Trenchless pipe driving method
RU2578081C1 (en) * 2015-01-26 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method of drilling of horizontal and low-inclined wells and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU717235A1 (en) * 1976-03-04 1980-02-25 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Apparatus for expanding holes in earth by rolling
US6250403B1 (en) * 1997-09-30 2001-06-26 The Charles Machine Works, Inc. Device and method for enlarging a Bore
US6244783B1 (en) * 1998-04-22 2001-06-12 Tracto-Technik-Paul Schmidt Spezialmaschinen Widening apparatus
RU2392390C2 (en) * 2005-05-07 2010-06-20 Мейер Унд Джон Гмбх Унд Ко. Кг Trenchless pipe driving method
RU2578081C1 (en) * 2015-01-26 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method of drilling of horizontal and low-inclined wells and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3827512A (en) Anchoring and pressuring apparatus for a drill
US5580188A (en) Method for replacing buried pipe
DE102005021216A1 (en) Methods and devices for trenchless laying of pipelines
JPH0384193A (en) Earth excavating method and apparatus
CN108035730B (en) Long-distance coal mine roadway pipe jacking tunneling method
RU177314U1 (en) DEVICE FOR DRILLING WELL WITHOUT DIGGING
RU173195U1 (en) Device for driving a well without excavation
AU2004210989B2 (en) Downhole tractor with improved valve system
RU2668119C1 (en) Device for drilling wells without excavation
JPH03221614A (en) Method and device for laying piping
US8608410B2 (en) Apparatus and a method for constructing an underground curved multisectional wall and stratum
US20040208710A1 (en) Apparatus and a method for constructing underground curved multisectional stratum and wall
RU2757612C2 (en) Apparatus for borehole drilling without soil removal
RU199784U1 (en) DEVICE FOR DRIVING A WELL WITHOUT DIGGING
GB2467203A (en) Railway track drilling
KR101050756B1 (en) Semi-shielded excavation device and tunnel excavation method using composite heavy pipe
EP3592934B1 (en) Device for trenchless forming of concrete partitions in the ground, in particular heat accumulating tanks
JP4214082B2 (en) Propulsion method excavation equipment and propulsion method
JP2761231B2 (en) Fluid ejection side hole drilling rig
JP3609765B2 (en) Mud digging machine as a leading conductor for pipe propulsion burial
CN217153253U (en) Slip casting drag reduction increases and seals pipe and pipeline laying equipment
DE102012204496A1 (en) Drilling device for producing well bore, has conduit emerged from rear end of drilling element, which comprises primary cable end arranged in drilling element and secondary cable end arranged outside the drilling element
CN111827881B (en) Reciprocating peristaltic drillless drilling rig
SU1159989A1 (en) Apparatus for trenchless laying of pipelines
JPH0776512B2 (en) Non-cutting old pipe replacement device

Legal Events

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

Effective date: 20191006

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201118