RU128888U1

RU128888U1 - INSTALLATION FOR DRILLING WELLS IN SOIL

Info

Publication number: RU128888U1
Application number: RU2012127664/03U
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Смоляницкий; Борис Борисович Данилов; Николай Дмитриевич Сырямин; Анатолий Тимофеевич Сырямин; Ярослав Ильич Поветьев
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2013-06-10

Abstract

1. Установка для проходки скважин в грунте, содержащая секцию трубы, буровой инструмент в виде шнека с разбуривающей головкой, расположенного внутри секции трубы, и механизм для подачи и вращения бурового инструмента, при этом секция трубы соединена с буровым инструментом между разбуривающей головкой и шнеком посредством опоры с отверстиями для транспортирования разрушенного грунта, отличающаяся тем, что секция трубы имеет длину менее ее диаметра.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что указанная опора представляет собой подшипник.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что указанная опора выполнена сварной.4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что разбуривающая головка выполнена с выступающим в направлении образования скважины конусом или клином.1. Installation for drilling holes in the soil, containing a pipe section, a drilling tool in the form of a screw with a drilling head located inside the pipe section, and a mechanism for feeding and rotating the drilling tool, while the pipe section is connected to the drilling tool between the drilling head and the screw by supports with holes for transporting the destroyed soil, characterized in that the pipe section has a length less than its diameter. 2. Installation according to claim 1, characterized in that said support is a bearing. 3. Installation according to claim 1, characterized in that said support is made welded. 4. Installation according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the drill head is made with a cone or wedge protruding in the direction of well formation.

Description

Техническое решение относится к горному делу и строительству, а именно к технологии направленного горизонтального бурения скважин в грунте, и может найти применение при бестраншейной прокладке и ремонте подземных коммуникаций.The technical solution relates to mining and construction, namely to the technology of directional horizontal drilling of wells in the ground, and can find application in trenchless laying and repair of underground utilities.

Известна установка для бестраншейной прокладки трубопроводов по патенту РФ №2103445, Е02F 5/18, опубл. 27.01.1998 г., содержащая раму с направляющими, каретку, установленную с возможностью перемещения по направляющим рамы, гидроцилиндры подачи, жестко соединенные с кареткой, механизм бурения, включающий шнек с разбуривающей головкой и выполненный в виде гидравлического бура, при этом гидроцилиндры подачи жестко соединены с кареткой, а разбуривающая головка шнека, соединенного с гидравлическим буром, имеет диаметр, обеспечивающий ее свободное осевое перемещение ^ внутри продавливаемой трубы.Known installation for trenchless laying of pipelines according to the patent of the Russian Federation No. 2103445, E02F 5/18, publ. 01/27/1998, containing a frame with rails, a carriage mounted to move along the rails of the frame, feed hydraulic cylinders rigidly connected to the carriage, a drilling mechanism including a screw with a drilling head and made in the form of a hydraulic drill, while the hydraulic cylinders are rigidly connected with a carriage, and the drilling head of the screw connected to the hydraulic drill has a diameter that ensures its free axial movement ^ inside the pipe being pushed.

Недостатком данной установки является ее низкая эффективность из-за высоких энергозатрат по очередному вдавливанию секций трубы в грунт.При этом повышается сопротивление между наружной поверхностью вдавливаемых в грунт секций трубы и подвергающимся обсадке грунтом. При такой технологии могут возникнуть аварийные ситуации, когда невозможно осуществить стыковку секций трубы (например, при искривлении проектной траектории скважины). Это обстоятельство снижает надежность работы установки.The disadvantage of this installation is its low efficiency due to the high energy consumption for the next indentation of the pipe sections into the ground. At the same time, the resistance between the outer surface of the pipe sections pressed into the ground and the soil being cased increases. With this technology, emergency situations can occur when it is impossible to dock pipe sections (for example, when the design path of a well is bent). This circumstance reduces the reliability of the installation.

Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является установка для бурения горизонтальных скважин по а.с. СССР №557154, Е02F 5/18, опубл. 05.05.1977 г., содержащая рабочий орган, шнековое устройство для удаления грунта, состоящее из конического и цилиндрического участков, установленных на валу привода установки, и защитный кожух скважины. При этом установка снабжена направляющей трубой, присоединенной к защитному кожуху скважины, и дополнительным защитным кожухом, в котором установлено устройство для удаления грунта, конический участок которого размещен в направляющей трубе.The closest in technical essence and the set of essential features to the claimed technical solution is the installation for drilling horizontal wells according to AS USSR No. 557154, E02F 5/18, publ. 05/05/1977, containing a working body, a screw device for removing soil, consisting of conical and cylindrical sections installed on the drive shaft of the installation, and a protective casing of the well. In this case, the installation is equipped with a guide pipe connected to the protective casing of the well and an additional protective casing in which a device for removing soil is installed, the conical section of which is placed in the guide pipe.

Недостатком данной установки является ее низкая эффективность ввиду наличия в ее составе нескольких участков (конического и цилиндрического) шнекового устройства. При этом усложняется процесс изготовления, увеличивается металлоемкость конструкции. По мере увеличения длины скважины появляется необходимость в ответственной операции по стыковке двойного трубопровода (защитный кожух снаружи и дополнительный защитный кожух внутри), что уменьшает надежность работы данной установки. Как и в случае с аналогом, с ростом длины скважины увеличивается энергоемкость процесса при вдавливании бурового инструмента из-за возникающего трения между стенками трубопровода и прилегающим к нему грунтом.The disadvantage of this installation is its low efficiency due to the presence in its composition of several sections (conical and cylindrical) of the screw device. At the same time, the manufacturing process is complicated, the metal consumption of the structure increases. As the length of the well increases, the need arises for a critical operation for joining a double pipeline (protective casing on the outside and an additional protective casing on the inside), which reduces the reliability of this installation. As in the case with the analogue, with an increase in the length of the well, the energy consumption of the process increases when the drilling tool is pressed in due to friction between the walls of the pipeline and the soil adjacent to it.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности и надежности работы установки для проходки скважин в грунте за счет использования бурового инструмента простой конструкции, снижающего энергоемкость работ по образованию скважины при меньшей металлоемкости конструкции и упрощении изготовления.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency and reliability of the installation for drilling wells in the ground through the use of drilling tools of simple design, which reduces the energy consumption of work on the formation of wells with lower metal structure and simplify manufacturing.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для проходки скважин в грунте, содержащем секцию трубы, буровой инструмент в виде шнека с разбуривающей головкой, расположенного внутри секции трубы, и механизм для подачи и вращения бурового инструмента, где секция трубы соединена с буровым инструментом между разбуривающей головкой и шнеком посредством опоры с отверстиями для транспортирования разрушенного грунта, согласно техническому решению секция трубы имеет длину менее ее диаметра.The task is achieved in that in the installation for drilling holes in the soil containing the pipe section, a drilling tool in the form of a screw with a drill head located inside the pipe section, and a mechanism for feeding and rotating the drilling tool, where the pipe section is connected to the drilling tool between the drill head and auger by means of a support with holes for transporting the destroyed soil, according to the technical solution, the pipe section has a length less than its diameter.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность и надежность работы установки для проходки скважин в грунте за счет использования бурового инструмента простой конструкции, снижающего энергоемкость работ по образованию скважины из-за отсутствия операций по вдавливанию секций трубы и их монтажу при меньшей металлоемкости конструкции и упрощении изготовления. При использовании секции трубы длиной меньше ее диаметра производится незначительное радиальное вдавливание грунта в стенки скважины, что повышает устойчивость стенок скважины на период, необходимый для размещения в ней коммуникаций.The specified set of features allows you to increase the efficiency and reliability of the installation for drilling wells in the soil through the use of a drilling tool of simple design, which reduces the energy consumption of well formation work due to the absence of operations for pressing pipe sections and their installation with lower metal consumption and simplifying manufacturing. When using a pipe section with a length shorter than its diameter, a slight radial indentation of the soil into the borehole walls is made, which increases the stability of the borehole walls for the period necessary to place communications in it.

Наиболее простым исполнением установки является такое, когда указанная опора представляет собой подшипник. Она также может быть выполнена сварной.The simplest version of the installation is when the specified bearing is a bearing. It can also be welded.

Целесообразно разбуривающую головку выполнять с выступающим в направлении образования скважины конусом или клином. Это способствует стабилизации курса проходки скважины, повышая эффективность рабочего процесса.It is advisable to perform the drilling head with a cone or wedge protruding in the direction of well formation. This helps to stabilize the rate of penetration, increasing the efficiency of the workflow.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется примерами его конструктивного исполнения и чертежами фиг.1-4. На фиг.1 изображена схема установки для проходки скважин в грунте с использованием в ее конструкции подшипника, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. На фиг.3 изображена схема установки для проходки скважин в грунте с использованием в ее конструкции сварной опоры, на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3.The essence of the proposed technical solution is illustrated by examples of its design and drawings of figures 1-4. Figure 1 shows a diagram of an installation for driving wells in the ground using a bearing in its design, figure 2 - section aa in figure 1. Figure 3 shows a diagram of an installation for driving wells in the ground using a welded support in its design, figure 4 is a section bB in figure 3.

В установке для проходки скважин в грунте (фиг.1, 3) по оси 1 установлен буровой инструмент 2 в виде шнека 3 с разбуривающей головкой 4, соединенный с механизмом для подачи и вращения 5 бурового инструмента 2, представляющим собой буровой станок. Секция- 6 трубы длиной менее ее диаметра может быть соединена с буровым инструментом 2 между шнеком 3 и разбуривающей головкой 4 посредством подшипника 7 (фиг.1, 2) или сварной опоры 8 (фиг.3, 4). Разбуривающая головка 4 может быть выполнена с выступающим в направлении образования скважины конусом или клином.In the installation for driving holes in the soil (Figs. 1, 3), the drilling tool 2 is installed along the axis 1 in the form of a screw 3 with a drill head 4 connected to the feed and rotation mechanism 5 of the drilling tool 2, which is a drilling rig. Section 6 of the pipe with a length less than its diameter can be connected to the drilling tool 2 between the screw 3 and the drill head 4 by means of a bearing 7 (Fig. 1, 2) or a welded support 8 (Fig. 3, 4). The drilling head 4 may be made with a cone or wedge protruding in the direction of well formation.

Установка для проходки скважин в грунте работает следующим образом.Installation for driving wells in the soil works as follows.

Разбуривающая головка 4 бурового инструмент 2 и секция 6 трубы длиной менее ее диаметра выставляется в забой относительно оси 1 (фиг.1). Далее, с помощью приводимого в действие любым известным способом (электрическим, пневматическим, гидравлическим или др. приводом) механизма для подачи и вращения 5 бурового инструмента 2 производится разработка грунта разбуривающей головкой 4 бурового инструмента 2 в направлении проектной траектории скважины и последующая обсадка грунта секцией 6 трубы длиной менее ее диаметра. Разрушенный грунт, проходя через подшипник 7 (фиг.1, 2) или сварную опору 8 (фиг.3, 4), транспортируется с помощью шнека 3 в направлении, обратном проходке скважины. В процессе увеличения протяженности скважины производится наращивание звеньев шнека 3. После образования скважины звенья шнека 3 демонтируются, в скважине размещается коммуникация.The drilling head 4 of the drilling tool 2 and the pipe section 6 with a length shorter than its diameter is set in the face relative to the axis 1 (Fig. 1). Further, using the mechanism for feeding and rotating 5 of the drilling tool 2, driven by any known method (electric, pneumatic, hydraulic or other drive), the soil is drilled with the drilling head 4 of the drilling tool 2 in the direction of the projected well path and the subsequent section is cased with soil 6 pipes less than its diameter. The destroyed soil, passing through the bearing 7 (Fig. 1, 2) or welded support 8 (Fig. 3, 4), is transported using the screw 3 in the direction opposite to the penetration of the well. In the process of increasing the length of the well, the links of the screw 3 are built up. After the formation of the well, the links of the screw 3 are dismantled, communication is placed in the well.

Claims

1. Installation for drilling holes in the soil, containing a pipe section, a drilling tool in the form of a screw with a drilling head located inside the pipe section, and a mechanism for feeding and rotating the drilling tool, while the pipe section is connected to the drilling tool between the drilling head and the screw by supports with holes for transporting the destroyed soil, characterized in that the pipe section has a length less than its diameter.

2. Installation according to claim 1, characterized in that said support is a bearing.

3. Installation according to claim 1, characterized in that said support is made welded.

4. Installation according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the drill head is made with a cone or wedge protruding in the direction of well formation.