Устройство для образования уширения в скважине

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЯ В СКВАЖИНЕ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Щербач Валерий Петрович Пчелин Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Устройство для образования уширений в скважине, включающее опущенные в забой скважины на штоке или тяге приспособление и механизм образования уширения, отличающееся тем, что приспособление изготовлено в виде -образной катушки с двумя дисками по торцам и одной осью между ними, причем диаметры дисков на 1-2 см меньше диаметра скважины, а механизм образования уширения выполнен в виде двух электродов,заведенных в полость катушки и подсоединенных электрическим кабелем к источнику импульсного электрического тока высокого напряжения. 1641 Полезная модель относится к области строительства, в частности к сооружению фундаментов, и может быть использована в устройствах для образования уширений в забое скважин с целью создания буронабивных свай повышенной несущей способности и с уширенной пятой. Устройство эффективно для применения в условиях распространения слабых, малосвязных, песчаных и рыхлых грунтов. Известно устройство для создания электрогидравлических ударов в емкости (образования уширений в скважине), заполненной водой, содержащее ударный механизм, выполненный в виде двух электродов, погруженных в емкость и подведенных к источнику импульсного электрического тока высокого напряжения 1. Недостатком такого устройства является отсутствие приспособления для образования уширения в скважине и, в связи с этим, невозможность образования данным устройством самих уширений из-за создания удара в жидкости (воде) в открытую свободную зону, зону нормального давления, т.е. вверх, а не вниз и стороны. Авторы проделывали опыты десятки раз и каждый раз вода и давление устремлялись вверх. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для образования уширения в скважине, включающее опущенные в забой скважины на штоке или тяге приспособление и механизм образования уширения 2. Недостатком данного устройства является низкая эффективность и высокая трудоемкость технологического процесса образования уширения в скважине из-за механического(а не электрогидравлического) воздействия на грунт, определенная сложность конструкции устройства и механизма образования уширения. Задачи, на решение которых направлена полезная модель, состоят в повышении эффективности (производительности) устройства и в упрощении конструкции. В этом и заключается конечный технический результат. Это достигается тем, что в известном устройстве для образования уширения в скважине, содержащем опущенные в забой скважины на штоке или тяге приспособление и механизм образования уширения, приспособление изготовлено в виде -катушки с дисками по торцам и одной осью между ними, причем диаметры дисков на 12 см меньше диаметра скважины, а механизм образования уширения выполнен в виде двух электродов, заведенных в полость катушки и подсоединенных электрическим кабелем к источнику импульсного электрического тока высокого напряжения. Сопоставительный с прототипом анализ показывает два существенных отличия 1. Приспособление для образования уширения изготовлено в виде -катушки с дисками по торцам и одной осью между ними, причем диаметры дисков на 12 см меньше диаметра скважины. 2. Механизм образования уширения выполнен в виде двух электродов, заведенных в полость катушки и подсоединенных электрическим кабелем к источнику импульсного электрического тока высокого напряжения. Как видно, такое техническое решение проще известного и эффективнее (производительнее) в работе, а указанные отличительные признаки являются новыми, существенными, необходимыми и достаточными для получения указанного положительного эффекта. Работоспособность модели достигается за счет возможности создания в скважине, заполненной водой, мощных электрических ударов (разрядов) и воздействия их на грунт скважины от источника импульсного электрического тока высокого напряжения, а выполнение приспособления для образования уширения в виде -образной катушки позволяет создать в скважине направленные в стороны (не вверх и не вниз) гидравлические удары,что создает возможность для размыва слабых, малосвязных, песчаных и рыхлых грунтов и образовывать уширение в скважине. Сравнение заявляемого объекта с другими решениями в данной отрасли строительства не позволило в них выявить признаки, дискредитирующие новизну данного решения. 2 1641 Авторам не известны подобные технические разработки и устройства в данной отрасли строительства. Сущность заявляемого объекта поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства в процессе образования уширения в скважине, продольный разрез. Обозначения 1 - тяга 2 - приспособление 3 - механизм образования уширения 4, 5 диски катушки 6 - ось катушки 7, 8 - электроды 9 - полость катушки 10 - электрический кабель. Устройство состоит из опущенного в забой скважины на тяге 1 приспособления 2 и механизма образования уширения 3. Приспособление 2 для образования уширения изготовлено в виде -образной катушки с двумя дисками 4, 5 по торцам и одной осью 6 между ними. Диаметры дисков 4, 5 выполнены на 1-2 см меньше диаметра скважины для свободного опускания приспособления 2 в скважину. Механизм образования уширения 3 изготовлен в виде двух электродов (анода и катода) 7, 8, заведенных в полость 9 катушки приспособления 2, и подсоединен кабелем 10 к источнику импульсного электрического тока высокого напряжения (на чертеже не показан). Между электродами имеется зазор ,примерно равный 0,5-4 мм. Источник импульсного электрического тока высокого напряжения должен давать разряд в жидкости, залитой в скважину, примерно 25-40 кВ (2500040000 В). Это регулируется зазором . После бурения скважины, заливки в нее воды, в забой на тяге 1 опускают приспособление 2 (с дисками 4, 5 и осью 6), а также механизм образования уширения 3 с электродами 7, 8, заведенными в полость 10 катушки, и с электрическим кабелем 10. Пропуская по кабелю 10 к электродам 7, 8 электрический импульсный ток высокого напряжения, в полости 9 между электродами 7, 8 возникает мощный электрический разряд, создающий в жидкости (воде) в скважине гидравлический удар. Авторы десятки раз проводили опыты и наблюдали из укрытия мощный разряд и сильную вспышку. При возникновении гидравлического удара давление распространяется только в стороны, так как скважина перекрывается дисками 4, 5 катушки приспособления 2. За счет удара и повышенного давления грунт в забое скважины сжимается, размывается, образуя при этом уширение. При необходимости вода в скважину доливается. После нанесения нескольких или нескольких десятков ударов (все зависит от величины электрического напряжения в цепи) в грунте образуется уширение. После этого за тягу 1 приспособление 2 и механизм образования уширения 3 со скважины вынимаются. Скважина готова к последующему ее бетонированию. Конструкция заявленной полезной модели весьма проста, эффективна и производительна. За несколько десятков секунд в грунте может образоваться уширение внушительных размеров. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.