РУЧНОЙ РАЗБУРИВАТЕЛЬ ДЛЯ СКВАЖИН
MANUAL REAMER FOR WELLS

Изобретение относится к области бурильной техники, а именно к конструкциям ручных буров для проходки как горизонтальных, так и вертикальных скважин, и предназначено для увеличения диаметра пробуренной скважины в тех случаях, когда применение обычного ручного бура ограничивается физическими возможностями человека.
Известен ручной бур для формирования отверстий в почве или грунте, содержащий штангу, имеющую заостренный наконечник в ее нижней части и снабженную рукояткой, закрепленной в ее верхней части, и режущий узел, расположенный в нижней части штанги над наконечником и выполненный из двух полудисков с заточенными прямолинейными кромками, закрепленных на штанге таким образом, что их плоскости образуют между собой угол в 30° (см. А. Мишин. Для сада и огорода. Поделки и советы: М.: «Московская правда», 1989 г., с.55, 91).
Недостатком описанного ручного бура является то, что для внедрения его в грунт требуются значительные усилия. Производительность труда при его использовании недостаточно высока. Он не предназначен для бурения скважин большого диаметра.
Известен также ручной бур для формирования скважин в почве или грунте, содержащий штангу, имеющую заостренный наконечник в ее нижней части и снабженную рукояткой, закрепленной в ее верхней части, и режущий узел, расположенный в нижней части штанги над наконечником. Штанга выполнена с регулируемой длиной, наконечник штанги выполнен в виде перового сверла (Патент РФ №2262579, кл. Е21В 10/44, опубл. 20.10.2005 г.).
Недостаток известного бура состоит в том, что при попытках использовать описанную конструкцию для проходки скважин диаметром более 30-40 см резко возрастает момент вращения и усилие выемки бура из скважины.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является ручной разбуриватель для скважин, состоящий из штанги, рукояти, режущих элементов и грунтоприемника с днищем (SU №1776728, Е02F 5/20, опубл. 23.12.1992 г.).
Недостатком описанного устройства является его низкая производительность.
Технический результат от использования изобретения заключается в расширении возможностей ручных буров при проходке скважин диаметром более 40 см и в снижении усилий при проходке таких скважин.
Указанный технический результат достигается тем, что ручной разбуриватель для скважин, состоящий из штанги, рукояти, режущих элементов и грунтоприемника с днищем, имеет силовой каркас, выполненный в виде трубчатого кольца, соединенного со штангой посредством спиц, а верхний край грунтоприемника выполнен отогнутым для обеспечения его жесткости и соединен с силовым каркасом не менее чем двумя режущими элементами, установленными под углом 40-45° относительно вертикальной оси вращения штанги, при этом каждый элемент выполнен в виде лопасти прямоугольной в плане формы с отогнутыми по ее ширине краями и режущей кромкой по ее длине, при этом отогнутые края имеют форму разнонаправленных треугольников, а режущая кромка каждого режущего элемента состоит из двух частей - верхней, выполненной параллельной относительно вертикальной оси вращения штанги, и нижней, выполненной параллельной образующей режущего элемента. И тем, что режущая кромка режущих элементов выполнена из твердосплавных материалов. И тем, что днище грунтоприемника выполнено откидным.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид разбуривателя, на фиг.2 - разбуриватель в аксонометрии, на фиг.3 - режущий элемент в плане.
Разбуриватель состоит из штанги 1 с резьбовым наконечником 2 и навинченной на него рукоятки 3, грунтоприемника 4, силового каркаса 5, режущих элементов 6. Грунтоприемник 4 выполнен в виде цилиндрического сосуда с отогнутыми верхними краями для обеспечения его жесткости. Днище грунтоприемника 4 выполнено в виде диска, закрепленного по центру на конце штанги 1. Для повышения удобства высыпания грунта днище может быть выполнено откидным. Над грунтоприемником 4 к штанге 1 соосно прикреплен силовой каркас 5, представляющий собой кольцо из трубы, соединенное со штангой 1 посредством радиальных спиц. Верхние края грунтоприемника отогнуты и соединены с силовым каркасом двумя или несколькими режущими элементами 6, установленными под углом 40-45° относительно вертикальной оси вращения штанги. Режущие элементы выполнены в виде прямоугольной в плане лопасти с вогнутой серединой и с отогнутыми краями. Отогнутые края имеют форму разнонаправленных треугольников. Режущая кромка каждого режущего элемента 6 выполнена из твердосплавных материалов и состоит из двух частей - верхней части 9, выполненной параллельной относительно вертикальной оси вращения штанги и нижней части 7, выполненной параллельной образующей режущего элемента. Части кромок выполнены из твердосплавных материалов.
Нижняя часть кромки описывает коническую поверхность, обеспечивая заглубление разбуривателя и осыпание грунта с края скважины в грунтоприемник 4, а верхняя описывает цилиндрическую поверхность и срезает грунт с ее стенок. С целью уменьшения прилагаемого момента вращения угол наклона режущей кромки имеет тот же угол наклона, что и режущий элемент, и равен 40-45°. Это обусловлено тем, что при таком угле наклона преодолеваемый момент вращения минимален. При угле наклона режущих элементов более чем в 45° возрастает площадь контакта режущей кромки со стенкой скважины, что увеличивает сопротивление вращению. Угол наклона режущих элементов менее 40° приведет к неоправданному увеличению момента вращения и, следовательно, уменьшению скорости его заглубления. Для уменьшения веса разбуривателя он может быть выполнен из легкосплавных материалов.
Разбуриватель работает следующим образом. Сначала пробуривается скважина буром, диаметр которого равен диаметру верхнего края грунтоприемника 4. Отогнутые края грунтоприемника 4 предотвращают осыпание грунта в пробуренную скважину и увеличивают жесткость конструкции разбуривателя. Эта скважина является направляющей. В нее опускается разбуриватель до соприкосновения режущих элементов 6 со стенками пробуренной скважины. Вращая разбуриватель за рукоятку 3, с помощью режущих кромок 7 и 9 режущих элементов 6, производят осыпание грунта с края пробуренной скважины в грунтоприемник 4, заглубление разбуривателя и расширение скважины. После наполнения грунтоприемника разбуриватель вынимают, высыпают из него грунт, и цикл повторяют. Осыпание грунта с края скважины в грунтоприемник 4 с помощью режущих элементов 6 происходит при меньших крутящих моментах, чем при проходке скважины такого же диаметра обычным путем, а усилие выемки разбуривателя уменьшается из-за отсутствия трения вынимаемого грунта о стенки скважины.