RU28180U1 - Pneumatic Impactor - Google Patents

Pneumatic Impactor

Info

Publication number
RU28180U1
RU28180U1 RU2002132409/20U RU2002132409U RU28180U1 RU 28180 U1 RU28180 U1 RU 28180U1 RU 2002132409/20 U RU2002132409/20 U RU 2002132409/20U RU 2002132409 U RU2002132409 U RU 2002132409U RU 28180 U1 RU28180 U1 RU 28180U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
nozzle
pneumatic
core pipe
soil
Prior art date
Application number
RU2002132409/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Л. Гаранько
Original Assignee
Гаранько Юрий Леонидович
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 Гаранько Юрий Леонидович filed Critical Гаранько Юрий Леонидович
Priority to RU2002132409/20U priority Critical patent/RU28180U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU28180U1 publication Critical patent/RU28180U1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Description

МПК: E21B49/02 GOlNl/08IPC: E21B49 / 02 GOlNl / 08

ПНЕВМОУДАРНЫЙ ГРУНТОНОСPneumatic Impactor

Полезная модель относится к устройствам, предназначенньм для бурения неглубоких (до 30 м) скважин преимущественно в мелководных и переходных (транзитных) зонах континентального шельфа с целью инженерно-геологических изысканий площадок для строительства нефтегазодобывающих комплексов и портовых сооружений, разведки морских россьшей полезных ископаемых, гидрогеологических изысканий. Трудность бурения в зоне предельного мелководья (глубина моря 0.5 - 1.5 м) заключается в том, что работы ведутся с небольщих мелкосидящих понтонов, грузоподъемность которых зачастую не позволяет использовать хорошо освоенную технологию неглубокого морского бурения, например, ударно-канатное бурение с опережающей забивкой обсадной трубы. В этих условиях перспективно использование альтернативных способов бурения, в частности, с применением энергии сжатого воздуха.The utility model relates to devices designed for drilling shallow (up to 30 m) wells mainly in shallow and transitional (transit) zones of the continental shelf for the purpose of engineering and geological surveys of sites for the construction of oil and gas complexes and port facilities, exploration of marine growing minerals, hydrogeological surveys . The difficulty in drilling in the zone of extreme shallow water (sea depth 0.5 - 1.5 m) lies in the fact that the work is carried out from small shallow-sitting pontoons, the load-carrying capacity of which often does not allow the use of well-developed technology for shallow offshore drilling, for example, shock-rope drilling with leading casing plugging . Under these conditions, the use of alternative drilling methods is promising, in particular, using the energy of compressed air.

колонковую трубу, пневмоударник с бойком, совершающим возвратно-поступательные перемещения, и демпфирующее устройство, препятствующее подбросу пневмоударника вверх при движении бойка вниз. Для привода пневмоударпика используется сжатый воздух относительно низкого давления (6 атм.), но с большим расходом (5 ). Отработанный воздух выбрасийрается в скважину, а из нее - в атмосферу. При этом стенка скважины уплотнялась и сохраняла устойчивость длительное время (см. Александров Г.С. и др. Результаты бурения скважин с комплексным использованием сжатого воздуха. - Экспресс-информация. ВИЭМС. Техн. и технол. геол. развед. работ; орг. производства, 1976, ., с. 28-34).core pipe, a hammer with a striker making reciprocating movements, and a damping device that prevents the hammer from being thrown up when the striker moves down. Compressed air of relatively low pressure (6 atm.), But with a high flow rate (5), is used to drive pneumodump. Exhaust air is emitted into the well, and from it into the atmosphere. In this case, the wall of the well was compacted and maintained stability for a long time (see Alexandrov G.S. et al. Results of drilling wells with the integrated use of compressed air. - Express information. VIEMS. Technical and technological geological exploration; org. production, 1976, p. 28-34).

Недостаток известного грунтоноса - низкая надежность работы его пневмоударного механизма в обводненных скважинах вследствие противодавления, которое создает вода, заполняющая скважину.A disadvantage of the known soil carrier is the low reliability of its pneumatic impact mechanism in waterlogged wells due to backpressure, which creates water filling the well.

Указанного недостатка лишены конструкции, использующие для привода ударного механизма воздух высокого давления (50 - 100 атм.). Противодавление среды, куда выбрасывается отработанный воздух, значительно меньше влияет на их работоспособность.Designs using high pressure air (50-100 atm.) To drive the shock mechanism are deprived of this drawback. The back pressure of the medium where the exhaust air is discharged significantly less affects their performance.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневмоударный грунтонос (принятый за прототип), содержащий колонковую трубу и ударный механизм в виде пневмокамеры с установленным в ней поршнем для периодического вьшуска сжатого воздуха из выхлопного отверстия пневмокамеры в сопло, вьшолненное в виде расширяющегося конуса (авт. св. СССР № 608920, опубл. 30.05.78). Внедрение грунтоноса происходит за счет импульсов реактивной силы (ударов), возникающих при вскрытии пневмокамеры. Величина реактивной силы пропорциональна плотности выбрасываемой из сопла смеси и квадрату скорости этого выброса. При работе в условиях, когда сопло находится под водой, эффективность известного грунтоноса максимальна за счет выброса воды, заполняющей сопло во время паузы между выхлопами воздуха из пневмокамеры. Реактивная сила, а, следовательно, и длина отбираемой колонки, резко уменьшаются, когда сопло находится вьппе уровня воды и выбрасьгеает только воздух, плотность которого во много раз меньше плотности воды.The closest in technical essence to the proposed one is a pneumatic shock soil carrier (adopted as a prototype), containing a core pipe and a shock mechanism in the form of a pneumatic chamber with a piston installed in it for periodic air inlet from the pneumatic chamber exhaust port into a nozzle made in the form of an expanding cone (ed. St. USSR No. 608920, publ. 30.05.78). The introduction of the soil carrier occurs due to pulses of reactive force (shock) that occur when opening the pneumatic chamber. The magnitude of the reactive force is proportional to the density of the mixture ejected from the nozzle and the square of the velocity of this ejection. When working in conditions when the nozzle is under water, the effectiveness of the known soil-carrying tank is maximized due to the discharge of water filling the nozzle during a pause between air exhausts from the pneumatic chamber. The reactive force, and, consequently, the length of the selected column, decreases sharply when the nozzle is at the water level and only air is thrown out, whose density is many times less than the density of water.

Предлагаемая полезная модель позволяет увеличить длину отбираемой колонки грунта.The proposed utility model allows to increase the length of the selected soil column.

Технический результат достигается тем, что в пневмоударном грунтоносе, содержащем колонковую трубу и ударный механизм в виде пневмокамеры с установленным в ней поршнем для периодического вьшуска сжатого воздуха изThe technical result is achieved by the fact that in a pneumatic shock soil carrier containing a core pipe and a percussion mechanism in the form of a pneumatic chamber with a piston installed in it for periodically raising compressed air from

выхлопного отверстия пневмокамеры в сопло, вьшолненное в виде расширяющегося конуса, в сопло установлен повторяющий форму его расщиряющегося конуса боек, соединенный с колонковой трубой и установленный с возможностью продольного перемещения внутри перфорированного стакана, прикрепленного к соплу.the pneumatic chamber exhaust hole into the nozzle, made in the form of an expanding cone, the repeating shape of its expanding cone of the strikers connected to the core pipe and installed with the possibility of longitudinal movement inside the perforated glass attached to the nozzle is installed in the nozzle.

Предлагаемая полезная модель позволяет также улучшить пенетрацию грунтоноса в обводненных песчано-гравийных отложениях. Это достигается тем, что в колонковую трубу установлен жестко связанный с перфорированным стаканом поршень, снабженный обратным клапаном, пропускающим воду из подпорщневой полости колонковой трубы в надпоршневую.The proposed utility model also allows to improve the penetration of soil in flooded sand and gravel deposits. This is achieved by the fact that a piston rigidly connected to the perforated glass is installed in the core pipe, equipped with a check valve that allows water to pass from the under-root cavity of the core pipe to the over-piston.

На чертеже показана схема пневмоударного грунтоноса в прямоточном исполнении (фиг. 1) и в вакуумном исполнении (фиг. 2).The drawing shows a diagram of pneumatic shock soil carrier in a straight-through version (Fig. 1) and in a vacuum version (Fig. 2).

Пневмоударный грунтонос содержит колонковую трубу 1 и ударный механизм в виде пневмокамеры 2 с установленным в ней поршнем 3 для периодического выпуска сжатого воздуха из выхлопного отверстия 4 в сопло 5, вьшолненное в виде расщиряющегося конуса. В сопло установлен повторяющий форму его расширяющегося конуса боек 6, соединенный с колонковой трубой 1. Боек 6 установлен с возможностью продольного перемещения внутри перфорированного стакана 7, прикрепленного к соплу 5.The pneumatic shock soil carrier comprises a core pipe 1 and a percussion mechanism in the form of a pneumatic chamber 2 with a piston 3 installed therein for periodically releasing compressed air from the exhaust opening 4 into the nozzle 5, made in the form of a expanding cone. The nozzle has a repeating shape of its expanding cone of the hammer 6, connected to the core pipe 1. The hammer 6 is mounted with the possibility of longitudinal movement inside the perforated glass 7, attached to the nozzle 5.

В прямоточном исполнении грунтоноса (фиг. 1) колонковая труба 1 снабжена обратным клапаном 8, пропускающим воду из керноприемной полости через отверстия 9 в скважину. В вакуумном исполнении грунтоноса (фиг. 2) в колонковую трубу 1 установлен порщень 10, жестко связанный с перфорированным стаканом 7 шпильками 11. Поршень 10 снабжен обратным клапаном 12, пропускающим воду из подпорщневой полости колонковой трубы в надпоршневую.In the direct-flow execution of the soil carrier (Fig. 1), the core pipe 1 is equipped with a check valve 8, which passes water from the core-receiving cavity through openings 9 into the well. In the vacuum version of the soil pump (Fig. 2), a piston 10 is installed in the core pipe 1, which is rigidly connected to the perforated glass 7 with studs 11. The piston 10 is equipped with a check valve 12, which passes water from the undergrowth cavity of the core tube into the over-piston.

Порщень 3 сделан трехступенчатым с разными диаметрами ступеней: средняя ступень 13 больше тормозной ступени 14, а та, в свою очередь, больше вьгхлопной ступени 15. Сжатый воздух подается по шлангу 16 в канал 17, имеющий выход в полость пневмокамеры 2, ограниченную средней 13 и тормозной 14 ступенями поршня 3. Для увеличения инертной массы пневмокамеры 2 к ней прикреплен груз 18, связанный с тросом 19 лебедки понтона.The piston 3 is made three-stage with different diameters of the stages: the middle stage 13 is larger than the brake stage 14, and that, in turn, is larger than the upper stage 15. Compressed air is supplied through the hose 16 to the channel 17, which has an exit to the cavity of the pneumatic chamber 2, limited by the middle 13 and brake 14 steps of the piston 3. To increase the inert mass of the pneumatic chamber 2, a load 18 is attached to it, connected to the cable 19 of the pontoon winch.

Работает пневмоударный грунтонос следующим образом. Для отбора мягких ил ОБ и глин используют пневмоударный грунтонос в прямоточном исполнении (фиг. 1). Грунтонос на тросе 19 опускают в скважину и подают сжатый воздух по шлангу 16 и каналу 17 в полость пневмокамеры 2, ограниченную средней 13 и тормозной 14 ступенями порщня 3. Из-за небольшой разности диаметров этих ступеней поршень 3Works pneumatic impact as follows. For the selection of soft sludge OB and clay use pneumatic shock soil carrier in direct-flow execution (Fig. 1). Gruntonos on the cable 19 is lowered into the well and compressed air is supplied through the hose 16 and channel 17 into the cavity of the pneumatic chamber 2, limited by the middle 13 and brake 14 steps of the piston 3. Due to the small difference in the diameters of these steps, the piston 3

перемещается вниз, закрывая отверстие 4 выхлопной ступенью 15. Сжатый воздух заполняет рабочую полость пневмокамеры 2, повышая в ней давление до величины самоподрьша, которая определяется разностью диаметров тормозной 14 и выхлопной 15 ступеней поршня 3. Перемешаясь в сторону большей ступени, поршень 3 приоткрывает выхлопное отверстие 4. Давление сжатого воздуха, действуя на внешний тореп выхлопной ступени 15, резко отбрасывает поршень 3 в крайнее верхнее положение (показано на схеме), полностью открьшая выхлопное отверстие 4. Расширяясь, сжатый воздух выталкивает боек 6 из сопла 5, задавливая колонковую трубу 1 в грунт и одновременно подбрасывая пневмокамеру 2 вверх. Величину перемешения пневмокамеры ограничивает ее собственная масса, а также масса прикрепленного к ней груза 18. Отработанный воздух выходит через отверстия в стенках перфорированного стакана 7 в скважину, а затем в атмосферу. Пневмокамера 2 под весом собственным и груза 18 опускается вниз, вновь накрывая конусом сопла 5 боек 6. Поршень 3 под действием разности давлений на его среднюю 13 и тормозную 14 ступени опускается вниз, закрывая выхлопное отверстие 4. Цикл повторяется. Поступаюп ая в трубу колонка грунта выталкивает воду через отверстия 9 в скважину. При отрыве колонки грунта от пласта и подьеме ее на поверхность клапан 8 закрьшает отверстия 9, способствуя удержанию грунта в колонковой трубе 1.moves downward, closing the hole 4 with the exhaust stage 15. Compressed air fills the working chamber of the pneumatic chamber 2, increasing the pressure in it to the value of self-suspension, which is determined by the difference between the diameters of the brake 14 and the exhaust 15 stages of the piston 3. Moving to the side of the larger stage, the piston 3 opens the exhaust hole 4. The pressure of the compressed air acting on the outer torp of the exhaust stage 15, sharply throws the piston 3 to its highest position (shown in the diagram), completely opening the exhaust hole 4. Expanding, compressed air pushes the striker 6 from the nozzle 5, the crushing core barrel 1 into the soil and simultaneously tossing pneumatic chamber 2 up. The amount of movement of the pneumatic chamber is limited by its own mass, as well as the mass of the cargo 18 attached to it. Exhaust air leaves through the holes in the walls of the perforated cup 7 into the well, and then into the atmosphere. The pneumatic chamber 2, under its own weight and load 18, goes down, again covering the nozzle 5 of the strikers with the cone 6. The piston 3, under the action of the pressure difference on its middle 13 and brake stage 14, goes down, closing the exhaust hole 4. The cycle repeats. A column of soil entering the pipe pushes water through openings 9 into the well. When the soil column is torn from the formation and raised to the surface, the valve 8 closes the holes 9, helping to hold the soil in the core pipe 1.

Для отбора плотных песчано-гравийных отложений используют пневмоударный грунтонос в вакуумном исполнении (фиг. 2). При выхлопах сжатого воздуха из пневмокамеры 2 поршень 10 перемещается вверх, а колонковая труба 1 - вниз. В результате этих взаимно противоположных перемещений под поршнем 10 образуется вакуум. Вода и отработанный сжатый воздух, заполняющие скважину, стремясь заполнить вакуум над отбираемой колонкой, создают восходяший фильтрационный поток поровой воды, ослабляющий грунт в колонковой трубе и под ее наконечником до состояния плывуна. В этих условиях резко уменьшается сопротивление внедрению грунтоноса, улучшается его пенетрация. Кроме того, обратная промьюка скважины способствует очистке кольцевого зазора между грунтоносом и стенкой скважины от частиц грунта, уменьшая опасность заклинивания грунтоноса. Во время паузы между выхлопами воздуха поршень 10 опускается вниз, выдавливая воду через обратный клапан 12 в надпоршневую полость, а оттуда, при очередном выхлопе, через отверстия 9 вода выталкивается в скважину.For the selection of dense sand and gravel deposits using pneumatic shock soil-carrier in a vacuum version (Fig. 2). When exhausts of compressed air from the pneumatic chamber 2, the piston 10 moves up, and the core pipe 1 - down. As a result of these mutually opposite movements, a vacuum is generated under the piston 10. Water and exhaust compressed air filling the well, trying to fill the vacuum above the selected column, create an upward filtration flow of pore water, weakening the soil in the core pipe and under its tip to a quicksand. Under these conditions, the resistance to the introduction of the soil carrier decreases sharply, its penetration improves. In addition, the backwash of the well helps to clear the annular gap between the soil pump and the wall of the well from soil particles, reducing the risk of jamming of the soil pump. During a pause between air exhausts, the piston 10 lowers downward, squeezing water through the check valve 12 into the over-piston cavity, and from there, with the next exhaust, through the openings 9, the water is pushed into the well.

Благодаря конструктивным отличиям предложенного пневмоударного грунтоноса достигается следуюпщй технико-экономический результат:Due to the design differences of the proposed pneumatic shock soil carrier, the following technical and economic result is achieved:

1.Превращение грунтоноса из реактивного в стреляющий позволяет увеличить длину отбираемой колонки в случаях, когда вода в скважине либо вообще отсутствует, либо уровень ее находится ниже выхлопного сопла нневмокамеры.1. The transformation of the soil carrier from a jet to a shooter allows you to increase the length of the selected column in cases when there is either no water in the well or its level is below the exhaust nozzle of the non-camera.

2.Использование взаимно-противоположного перемещения пневмокамеры и колонковой трубы для создания вакуума над отбираемой колонкой грунта позволяет улучшить пенетрацию грунтоноса в обводненных песчано-гравийных отложениях.Для отбора колонки заданной длины расходуется меньше сжатого воздуха и рабочего времени.2.Using the mutually opposite movement of the pneumatic chamber and the core pipe to create a vacuum over the selected soil column allows to improve the penetration of the soil carrier in flooded sand and gravel deposits. Less compressed air and working time are required to select a column of a given length.

Claims (2)

1. Пневмоударный грунтонос, содержащий колонковую трубу и ударный механизм в виде пневмокамеры с установленным в ней поршнем для периодического выпуска сжатого воздуха из выхлопного отверстия пневмокамеры в сопло, выполненное в виде расширяющегося конуса, отличающийся тем, что в сопле установлен повторяющий форму его расширяющегося конуса боек, соединенный с колонковой трубой и установленный с возможностью продольного перемещения внутри перфорированного стакана, прикрепленного к соплу.1. A pneumatic shock soil carrier containing a core pipe and a percussion mechanism in the form of a pneumatic chamber with a piston installed therein for periodically releasing compressed air from the pneumatic chamber’s exhaust outlet into a nozzle made in the form of an expanding cone, characterized in that the nozzle has a repeating shape of its expanding cone of the strikers connected to the core tube and mounted with the possibility of longitudinal movement inside the perforated glass attached to the nozzle. 2. Пневмоударный грунтонос по п.1, отличающийся тем, что в колонковую трубу установлен жестко связанный с перфорированным стаканом поршень, снабженный обратным клапаном, пропускающим воду из подпоршневой полости колонковой трубы в надпоршневую.
Figure 00000001
2. The pneumatic shock soil carrier according to claim 1, characterized in that the piston is rigidly connected to the perforated nozzle in the core pipe and is equipped with a check valve that allows water to pass from the sub-piston cavity of the core pipe to the over-piston.
Figure 00000001
RU2002132409/20U 2002-12-05 2002-12-05 Pneumatic Impactor RU28180U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132409/20U RU28180U1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Pneumatic Impactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132409/20U RU28180U1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Pneumatic Impactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU28180U1 true RU28180U1 (en) 2003-03-10

Family

ID=37502598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002132409/20U RU28180U1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Pneumatic Impactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU28180U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513970C2 (en) * 2012-01-24 2014-04-20 Закрытое акционерное общество "Геомаш-центр" Drilling rig
CN107228775A (en) * 2017-08-03 2017-10-03 河南霞光矿山设备有限公司 Coal sample pinpoints harvester with brill

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513970C2 (en) * 2012-01-24 2014-04-20 Закрытое акционерное общество "Геомаш-центр" Drilling rig
CN107228775A (en) * 2017-08-03 2017-10-03 河南霞光矿山设备有限公司 Coal sample pinpoints harvester with brill
CN107228775B (en) * 2017-08-03 2024-05-31 南京沐瑶信息科技有限公司 Fixed point acquisition device for coal sample while drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2004285111B2 (en) Apparatus and method for building support piers from one or successive lifts formed in a soil matrix
US3646598A (en) Pile driver systems apparatus and method for driving a pile
KR20100101568A (en) Method and apparatus for building support piers from one or more successive lifts formed in a soil matrix
US9169611B2 (en) Method and apparatus for building support piers from one or more successive lifts formed in a soil matrix
MX2014007365A (en) Method and system for impact pressure generation.
CN107620308A (en) guide rod type hydraulic pile hammer
CN108825155B (en) Method for removing blockage outside underground unbalanced jet dredging vacuum suction sleeve
CN102425389A (en) Bore-bottom slag removing method for cast-in-place pipe bore in underground river, slag taking-out barrel and slag-removing blowing system
RU28180U1 (en) Pneumatic Impactor
US3824797A (en) Evacuated tube water hammer pile driving
EP2582907B1 (en) Method employing pressure transients in hydrocarbon recovery operations
CN115653558A (en) Energy storage type shot perforating fracturing device and method thereof
CN111520093B (en) Air-controlled foam liquid plug stuck-releasing and blockage-removing auxiliary drainage blockage-removing system and process for stratum
CN101319599B (en) Side suction type reverse circulation drilling bit
RU42063U1 (en) MULTI-BASED VACUUM-PNEUMATIC BOTTOM DEPOSITION SAMPLER
CN207567767U (en) guide rod type hydraulic pile hammer
CN110410043A (en) A kind of oil well high-tension gas stamping device and method
CN207568961U (en) Guide rod pile hammer with hydraulic cartridge valve
RU28179U1 (en) MULTI-BASED VACUUM-PNEUMATIC BOTTOM SEDIMENT SAMPLE
CN1205393C (en) Method and device for forming sand pile
CN113123763A (en) Combustible ice mining system and process
CN218235038U (en) Drilling speed-up tool
RU2544944C2 (en) Method for removing sand-clay plug in well and its development under conditions of abnormally low formation pressures
US4126191A (en) Gas discharge type underwater hammer with liquid purge and reflood control
RU33402U1 (en) SELF-EXISTING BOTTOM SHOWER BOTTOM Sampler

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20051206