Бур с ручным приводом

Полезная модель относится к вращательному бурению скважин малого диаметра, преимущественно неглубоких, без сохранения керна, когда применение передвижных механизированных буровых установок (станков) невозможно по условиям рельефа местности или нецелесообразно экономически.
Из уровня техники известен почвенный бур c ручным приводом (авторское свидетельство SU 874905, опубликовано 28.10.1981), содержащий корпус и штангу с воротком, при этом корпус соединен со штангой посредством ребристой крыльчатки. Корпус имеет форму полого усеченного конуса, а резцы выполнены совковообразными со скругленной режущей кромкой, выступающей по обе стороны нижней кромки корпуса. Изобретение направлено на повышение отделения керна, при этом рез осуществляется только нижней частью бура, следовательно, режущая площадь бура ограничена.
Известно устройство для ручного бурения скважин (патент RU 2236536 C2, опубликован 20.09.2004 Бюл. № 26), включающее коронку с двумя режущими кромками, цилиндрический корпус с резьбовым хвостовиком для установки буровой штанги, трубчатый вкладыш для приема измельченного грунта, при этом коронка имеет внутреннюю гладкую поверхность в виде усеченного конуса с калибрующим отверстием для образования колонки грунта, диаметр которого на 2÷3 мм меньше внутреннего диаметра трубчатого вкладыша, при этом трубчатый вкладыш выполнен из тонкостенной полиэтиленовой трубки и установлен внутри корпуса с зазором по диаметру. Техническое решение направлено на облегчение процесса ручного бурения гидронаблюдательных скважин малого диаметра в сочетании с обеспечением удобства и простоты обслуживания бурового инструмента, а как следствие, повышение производительности труда. Устройство снабжено двумя режущими кромками коронки, имеющими гладкую внутреннюю поверхность в виде усеченного конуса, т.е. рез осуществляется только нижней частью бура, следовательно, режущая площадь бура ограничена.
Известен пробоотборник (патент RU 2399723 C1, опубликован 20.09.2010 Бюл. № 26), содержащий подстаканник со съемной пробоотборной гильзой, выполненной с возможностью закрепления на конце штока, снабженного рукоятью. Пробоотборная гильза выполнена из тонкой упругой пружинной стали и разрезана по образующей, при этом конец пробоотборной гильзы снабжен Г-образной прорезью, по меньшей мере одной, а внутренняя поверхность подстаканника снабжена выступом, выполненным с возможностью взаимодействия с названной прорезью. Техническое решение направлено на обеспечение сохранности первоначальной структуры и первоначальных свойств образца грунта при его выемке из грунтоноса, при этом пробоотборник не имеет режущих поверхностей (кромок) как по высоте (длине) цилиндра, так и на его торце.
Техническая проблема заключается в том, что для бурения скважин небольшого диаметра, например, для установки выносных электродов измерения параметров электрохимической защиты или геологоразведочных целей, как правило, используют буры с ручным приводом, но у известных буров резцы расположены только на торце цилиндра (корпуса), соответственно, режущая площадь бура и режущая способность ограничены. Использование таких буров с ручным приводом требуют значительных физических усилий рабочего, а сам процесс бурения имеет низкую производительность.
Техническим результатом является увеличение режущей площади бура.
Технический результат обеспечивает бур с ручным приводом, который содержит закрепленные между собой рукоятку, вал и полый цилиндр, на диаметрально противоположных сторонах которого выполнены два вертикальных неполных технологических разреза, образующие полуцилиндры с вертикальными и торцевыми кромками, при этом на вертикальных кромках под углом закреплены ножи, обращенные своей заостренной стороной к свободному пространству технологических разрезов, а на торцевых кромках выполнены косые срезы, образующие резцы.
Рукоятка, вал и полый цилиндр могут быть соединены между собой жестко или съемно.
Кроме того, ножи на вертикальных кромках полуцилиндров, образованных технологическими разрезами полого цилиндра, закреплены жестко сваркой или с помощью потайных винтов.
Кроме того, вал дополнительно может быть снабжен вторым валом и соединен между собой муфтой или резьбовым соединением.
Предложенный бур с ручным приводом поясняют чертежи:
Фиг. 1 - вид спереди.
Фиг. 2 - вид сбоку.
Фиг. 3 - вид снизу по фиг. 1.
Бур с ручным приводом (фиг. 1-3) содержит закрепленные между собой вал 1, рукоятку 2, полый цилиндр 3, на диаметрально противоположных сторонах которого выполнены два вертикальных неполных технологических разреза 4 (фиг. 2), образующие полуцилиндры 5 с вертикальными 6 (фиг. 2) кромками и торцевыми (на фиг. 1-3 не обозначены) кромками, при этом на вертикальных 6 кромках под углом закреплены ножи 7 (фиг. 3), обращенные своей заостренной стороной к свободному пространству технологических разрезов 4 (фиг. 2), а на торцевых (не обозначены) кромках выполнены косые срезы, образующие резцы 8 (фиг. 1-3). Ножи 7, закрепленные на вертикальных 6 кромках полуцилиндров 5 и обращенные своей заостренной стороной к свободному пространству технологических разрезов 4, увеличивают режущую площадь бура. Ширина и высота технологических разрезов 4 должны быть такими, чтобы обеспечить проникновение (вхождение) грунта внутрь полого цилиндра 3 в процессе бурения, и подбираются в зависимости от высоты (длины) и диаметра полого цилиндра 3. Рукоятка 2 закреплена на одном конце вала 1 жестко, например, посредством сварки (на фиг. 1-3 не показано) или съемно, например, посредством соединительной муфты 9 (фиг. 1, 2) или резьбового соединения (на фиг. 1-3 не показаны), что позволит сделать заявляемый бур сборно-разборным для удобства транспортировки. Второй конец вала 1 закреплен с полым цилиндром 3 жестко, например, сваркой или съемно, например, резьбовым соединением, при этом верхняя часть полого цилиндра 3 может быть цельной (на фиг. 1-3 не показано) или в виде перекладины 10 (фиг. 1-3), что позволит сделать заявляемый бур сборно-разборным для удобства транспортировки. Ножи 7 на вертикальных 6 кромках закреплены жестко, например, сваркой или с помощью потайных винтов (на фиг. 1-3 не показаны), не выступающих на рабочей поверхности ножей 7 для обеспечения гладкой режущей поверхности. Вал 1 дополнительно может быть снабжен вторым валом 1 (фиг. 2), который соединен с первым валом 1 посредством соединительной муфты 9 (фиг. 2) или резьбового соединения (на фиг. 1-3 не показано), что позволит увеличить длину бура и, соответственно, глубину бурения скважины. Вал 1, рукоятка 2, полый цилиндр 3, нож 7 выполнены из стали высокой прочности и твердости, например, для вала 1 и рукоятки 2 используют сталь марки 30ХГСА, для цилиндра 3 - марка стали (Ст4сп), для ножей 7 - 65, 80, 65Г, 50ХФА, 60С2А.
Бур с ручным приводом используют следующим образом.
Собирают бур с ручным приводом, который содержит вал 1, рукоятку 2 и полый цилиндр 3, и устанавливают его вертикально в месте бурения скважины (на фиг. 1-3 не показана). Вращая рукоятку 2 (фиг. 1, 2), закрепленную на одном конце вала 1 с помощью соединительной муфты 9 или резьбового соединения, приводят в движение вал 1, который, в свою очередь, вращает полый цилиндр 3. Резцы 8 (фиг. 1-3) разрезают грунт, и полый цилиндр 3 своими полуцилиндрами 5 (фиг. 2) углубляется в грунт, при этом закрепленные на вертикальных 6 кромках ножи 7 (фиг. 3), обращенные своей заостренной стороной к свободному пространству технологических разрезов 4, разрезают грунт вокруг полого цилиндра 3, что приводит к увеличению режущей площади бура и, как следствие, режущей способности бура, облегчению процесса ручного бурения, в т.ч. снижению физических усилий рабочего и повышению производительности его труда. Грунт заполняет полость полого цилиндра 3 естественным образом с торца и через свободное пространство технологических разрезов 4, где утрамбовывается под действием силы вращения бура. После заполнения всей полости полого цилиндра 3 грунтом, бур извлекают, удаляют из него грунт и снова вводят в полученную скважину (на фиг. 1-3 не показана), повторяя цикл бурения до тех пор, пока не получат заданную глубину скважины. При необходимости, когда требуется пробурить скважину глубиной больше, чем длина самого бура, вал 1 соединяют посредством муфты 9 (фиг. 2) или резьбового соединения (на фиг. 1-3 не показано) со вторым валом 1 для увеличения длины бура и продолжают бурение.
Т.о. предложенная конструкция бура с ручным приводом обеспечивает увеличение режущей площади.
Пример реализации.
На магистральном трубопроводе Камчатского линейно-производственного управления при выполнении технологического обслуживания установок электрохимзащиты бурение скважины для установки медносульфатного электрода сравнения использовали предложенный бур с ручным приводом. Вал 1 длиной 110 см, диаметром 20 мм и толщиной 3,5 мм резьбовым одним его концом соединением соединили с рукояткой 2 длиной 50 см, диаметром 20 мм и толщиной 3,5 мм, а вторым концом соединили с перекладиной 10 полого цилиндра 3 высотой (длиной) 40 см, диаметром 159 мм и толщиной 5 мм. У полого цилиндра 3 на диаметрально противоположных сторонах выполнены два вертикальных неполных технологических разреза 4, образующие два полуцилиндра 5 с вертикальными 6 кромками и торцевыми (на фиг. 1-3 не показаны) кромками. На вертикальных 6 кромках под углом закреплены ножи 7, обращенные своей заостренной стороной к свободному пространству (щелям) технологических разрезов 4, а на торцевых кромках выполнены косые срезы, образующие резцы 8. Бур установили в месте бурения скважины и, вращая рукоятку 2, привели в движение вал 1, который, в свою очередь, вращает полый цилиндр 3. Резцы 8 на торцевых кромках полого цилиндра 3 разрезают грунт, при этом полый цилиндр 3 своими полуцилиндрами 5 углубляется в грунт, а закрепленные на вертикальных кромках 6 ножи 7, обращенные своей заостренной стороной к свободному пространству технологических разрезов 4, разрезают грунт вокруг полого цилиндра 3, что увеличивает режущую площадь и облегчает процесса ручного бурения, соответственно, рабочий меньше прикладывает физических усилий и повышается производительность его труда. Грунт заполняет полость полого цилиндра 3 естественным образом с торца и через свободное пространство (щели) технологических разрезов 4, где утрамбовывается под действием силы вращения бура. После того как заполнилась вся полость полого цилиндра 3 грунтом, бур извлекли, удали из него грунт. Затем повторно бур ввели в полученную скважину, повторили цикл бурения и получили скважину глубиной 80 см, необходимую для установки медносульфатного электрода сравнения.
Очевидно, что предложенный бур с ручным приводом может быть использован при бурении скважин для других производственно-технологических задач, например, для геологоразведочных целей, а геометрические размеры бура с ручным приводом могут изменяться в соответствии с задачами.