Устройство для образования уширения в скважине

(51)21 7/28 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЯ В СКВАЖИНЕ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Самкевич Виталий Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) 1. Устройство для образования уширения в скважине, содержащее закрепляемый на нижнем конце полого штока и опускаемый в скважину уширитель, а также гибкий шланг,соединенный с полым штоком, отличающееся тем, что уширитель выполнен в виде водяной реактивной цилиндрической вертушки, верхний торец которой присоединен к полому 9160 1 2007.04.30 штоку с возможностью относительного вращения, нижний - закрыт, а боковые стенки снабжены двумя и более симметричными изогнутыми в одном направлении отводными патрубками. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к верхнему концу полого штока присоединен гибкий шланг для подачи воды. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружный диаметр водяной реактивной цилиндрической вертушки вместе с отводными патрубками выполнен меньше диаметра скважины на 5-10 см. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отводные патрубки изготовлены криволинейными по дуге. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полый шток в устье скважины закреплен обсадной оболочкой и хомутами. Изобретение относится к области строительства, в частности к сооружению фундаментов, и может быть использовано в устройствах для образования уширений по глубине и забое скважин с целью создания свай повышенной несущей способности и с уширенной пятой. Устройство эффективно в условиях распространения слабых, песчаных, рыхлых и малосвязных грунтов. Известно устройство для образования уширения в скважине, содержащее закрепляемый на нижнем конце полого штока и опускаемый в скважину уширитель, а также гибкий шланг, соединенный с полым штоком 1. Недостатками такого способа решения являются сложность конструкции уширителя,сложность работы, наличие гидропривода воды, цилиндра насосной станции, эластичной камеры и др. элементов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для образования уширения в скважине, включающее закрепляемый на нижнем конце полого штока и опускаемый в скважину уширитель, а также гибкий шланг, соединенный с полым штоком 2. Недостатками такого решения являются сложность конструкции уширителя, сложность работ, наличие пневмоцилиндра, насоса, эластичной камеры и др. Задачи, на решение которых направлено заявляемое устройство, состоят в упрощении конструкции и повышении производительности объекта, а технический результат - на повышение эффективности работы устройства. Это достигается тем, что в известном устройстве для образования уширения в скважине, содержащем закрепляемый с полым штоком и опускаемый в скважину уширитель, а также гибкий шланг, соединенный с полым штоком, уширитель выполнен в виде водяной реактивной цилиндрической вертушки, верхний торец которой присоединен к полому штоку с возможностью относительного вращения, нижний - закрыт, а боковые стенки снабжены двумя и более цилиндрическими изогнутыми в одном направлении отводными патрубками. К верхнему концу штока присоединен гибкий шланг для подачи воды. Наружный диаметр вертушки вместе с отводными патрубками выполнен меньше диаметра скважины на 510 см. Отводные патрубки изготовлены криволинейными по дуге. Шток в устье скважины закреплен обсадной оболочкой и хомутами. Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что уширитель выполнен в виде водяной реактивной цилиндрической вертушки верхний конец вертушки присоединен к штоку с возможностью вращения, нижний - закрыт, а боковые стенки снабжены двумя и более симметричными отводными патрубками к верхнему концу штока присоединен гибкий шланг для подачи воды наружный диаметр вертушки вместе с отводными патрубками выполнен меньше диаметра скважины на 510 см 2 9160 1 2007.04.30 отводные патрубки изготовлены криволинейными по дуге шток в устье скважины закреплен обсадной оболочкой и хомутами. Такое техническое решение проще известного и эффективнее в работе. Указанные выше отличительные признаки являются новыми, необходимыми и достаточными для получения указанного положительного эффекта, что позволяет считать их существенными. Работоспособность устройства достигается за счет вращения вертушки и воздействия реактивной струи воды из патрубков на грунт - песчаный, слабый, рыхлый, малосвязный и др., что позволяет его размывать и образовывать уширения. Сравнение заявляемого решения с другими решениями в данной отрасли строительства не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну технического решения. Авторам не известны подобные технические решения и устройства. Сущность заявленного объекта объясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства в процессе образования уширения в скважине, продольный разрез на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1. Обозначения 1 - шток 2 - скважина 3 - уширитель 4 - отводные патрубки 5 - гибкий шланг 6 - обсадная оболочка 7 - хомуты. Устройство состоит из закрепляемого на нижнем конце полого штока 1 и опускаемого в скважину 2 уширителя 3. Он выполнен в виде реактивной водяной цилиндрической вертушки, верхний торец которой присоединен к штоку 1 с возможностью относительного вращения, нижний - закрыт, а боковые стенки снабжены двумя и более симметричными отводными патрубками 4. К верхнему концу штока 1 присоединен гибкий шланг 5 для подачи воды. Наружный диаметр УШ вертушки 3 вместе с отводными патрубками 4 выполнен меньше диаметраскважины 2 на 510 см. Отводные патрубки 4 изготовлены криволинейными по дуге. Шток 1 в устье скважины 2 для удержания в нужном положении закреплен обсадной оболочкой 6 и хомутами 7. После бурения скважины 2 на проектную глубину плюс Н в нее за шток 1 опускают уширитель 3 с отводными патрубками 4 на расчетную глубину, а верхний конец штока 1 закрепляют в устье скважины 2 посредством оболочки 6 и хомутов 7. На верхний конец штока 1 одевают гибкий шланг 5 для подачи воды (фиг. 1). Н рассчитывается по формуУШ ле, где Н - дополнительное углубление скважины для сбора разжиженно/ 4 го грунта (шлама) УШ - суммарный объем грунта уширения (уширений)- диаметр скважины. Для создания уширения по глубине скважины гибкий патрубок 5 подсоединяют к водопроводному патрубку поливочно-моечной машины (ПМВ), не требующей никаких инженерных сетей (водопровода, электроэнергии) и обладающий мобильностью и автономностью. Затем подают воду от ПМВ (на чертеже не показана) по гибкому шлангу 5, штоку 1 в уширитель 3. За счет реактивности струи воды, выходящей из изогнутых по дуге криволинейных патрубков 4, вертушка уширителя 4 начинает вращаться вокруг штока 2 в скважине 3. Струя воды при этом начинает размывать стенки скважины 3 (грунты песчаные, рыхлые, малосвязные, слабые), создавая в ней уширение. При этом водитель ПМВ, подгазовывая педалью, может увеличивать давление и расход воды, что положительно сказывается на образовании уширения, и наоборот. Т.е. подбирается оптимальный режим размывания грунта, аналогично погружению иглофильтров замыванием. Вращаясь,вертушка размывает грунт и образует уширение в скважине. Размытый грунт при этом стекает по стенкам скважины в перебуренную ее часть, оседая в ней, а вода через стенки и дно скважины фильтруется вглубь грунта. В случае, если воды в скважине достаточно, а образование уширения еще не закончено, процесс следует приостановить до полной фильтрации воды в грунт, а затем процесс подачи воды повторить, изменяя, например, режим ее подачи. 3 9160 1 2007.04.30 Если все выполнено правильно, то перебур скважины заполняется грунтом образованного уширения (уширений). При этом уширения могут устраиваться на любой отметке скважины. Заявляемое устройство и технологический процесс образования уширений весьма просты и производительны по сравнению с другими решениями и, кроме того, ПМВ может быть использована также для образования и самих скважин в грунте. Несомненно, возможность получения экономического эффекта вполне очевидна. Источники информации 1.А.с. СССР 199001, МПК Е 21 В 7/28, 1967 (аналог). 2. Патент РБ 2739, МПК Е 21 В 7/28, 1996, 1999 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4