БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для бурения взрывных и анкерных шпуров в мерзлом грунтовом массиве.
Известно буровое устройство, содержащее трубу, в нижней части которой расположен резец, а на боковой - подрезные пластины и шнек, а в верхней части - рукояти (см. Смородинов С.М. Анкерные устройства в строительстве. М.: Стройиздат, 1983. 181 с.).
Основным недостатком данного устройства является сложность его использования в мерзлых грунтах, в связи с их высокими прочностными свойствами по сравнению с талыми грунтами.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемого результату является буровое устройство, содержащее трубу, в нижней части которой расположен резец с осевым отверстием, а на боковой - подрезные пластинки и шнек, а в верхней части - рукояти, причем внутри трубы расположена прямоточная реактивная горелка с коммуникациями для подвода к ней топлива и окислителя (см патент РФ№1260448, МПК E02D 17/00).
Воздействие высокотемпературной газовой струи на забой позволяет превращать мерзлый грунт в талый, что приводит к значительному повышению скорости бурения.
К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость использования сложного и громоздкого вспомогательного оборудования (компрессорной станции и топливной системы). Для доставки этого оборудования на объект работ в труднодоступных условиях приходиться сооружать специальные дороги, из-за чего общая стоимость строительных работ резко возрастает.
Техническим результатом полезной модели, является повышение скорости бурения мерзлых грунтов при незначительных эксплуатационных расходах проведения буровых работ особенно в труднодоступных условиях.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что в осевом отверстии резца запрессован нижний конец теплопроводного стержня, а его верхний конец расположен в нагревательном элементе, размещенным внутри трубы и соединенным проводами с кольцевым токосъемником, смонтированным в торце верхней части трубы.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлен общий вид заявляемого бурового устройства.
Буровое устройство состоит из трубы 1, резца 2 с осевым отверстием, подрезных пластин 3, шнека 4,рукоятей 5, теплопроводного стержня 6, нагревательного элемента 7, проводов 8 и кольцевого токосъемника 9. Источником электроэнергии для бурового устройства является переносной электрогенератор мощностью до 2 кВт (на чертеже не показан).
Буровое устройство работает следующем образом.
После включения электрогенератора, подсоединенного к кольцевому токосъемнику 9 буровое устройство под необходимым углом устанавливается на мерзлый грунтовой массив. После нагрева теплопроводного стержня 6 до температуры 400-500°С, резец 2 прижимается к забою и одновременно поворачивается с помощью рукоятей 5.
За счет теплового воздействия резца 2 на поверхностный слой забоя внутри него происходит фазовый переход льда в воду, в результате чего достигается резкая потеря прочностных свойств мерзлого грунта.
Разупроченный слой грунта резцом 2 и подрезными ножами 3 разрушается и с помощью шнека 4 захватывается и поднимается вверх. После заполнения шнека грунтом, устройство вынимается из шпура, производится очистка шнека, после чего устройство опускается в шпур и процесс бурения продолжается.
Предложенная конструкция бурового устройства позволяет при бурении взрывных и анкерных шпуров в мерзлом грунтовом массиве в труднодоступных условиях значительно повысить производительность работ и снизить затраты на их выполнение.