РАСКАТЧИК СКВАЖИН
DISPLACEMENT DRILL

Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам для раскатки вертикальных и наклонных скважин в грунте без его выемки, например, под набивные сваи.
Известно раскатывающее устройство для изготовления буронабивных свай, включающее полый приводной вал с цилиндрическими и коническими катками, установленными на эксцентриковых шейках (Патент на изобретение РФ №2080442).
Недостатком данного устройства является значительная сложность и дороговизна изготовления, трудоемкость эксплуатации устройства и частые неполадки, связанные с попаданием частиц грунта в подвижные элементы устройства.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство (Патент на изобретение РФ №2204659), включающее вал, на котором последовательно установлены с возможностью вращения наконечник, рабочие элементы, выполненные в виде цельнометаллических цилиндров и усеченных конусов, жестко закрепленных на валу, продольные оси которых смещены параллельно продольной оси вращения навесного рабочего органа, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в сторону цилиндров, количество которых не превышает двух, и хвостовик, отличающийся тем, что продольные оси симметрии рабочих элементов смещены параллельно продольной оси вращения навесного рабочего органа на величину, равную 0,03 диаметра цилиндра, последовательно повернуты относительно друг друга на 90° и жестко соединены между собой, причем высота каждого из цилиндров и усеченных конусов составляет 0,8 диаметра цилиндра, при этом продольные оси симметрии усеченного конуса, соединенного с хвостовиком, и наконечника совпадают с продольной осью вращения навесного рабочего органа, а наконечник выполнен в виде усеченного конуса с приваренным по его меньшей окружности острием в виде укороченного сверла.
Недостатком данного устройства является чрезмерный нагрев острия до 500 градусов Цельсия в процессе работы и его возможный преждевременный выход из строя, что приводит к необходимости применения воды для его охлаждения в среднем 2 литра на 1 погонный метр раскатанной скважины. Воду необходимо периодически подавать в скважину, что затрудняет проведение работ.
Задачей изобретения является создание раскатчика скважин, технологичного в эксплуатации и имеющего низкую стоимость изготовления.
Сущность изобретения поясняется чертежами 1-3 и заключается в следующем.
Сложные цельнометаллические детали раскатчика прототипа заменяются пустотелым цилиндром (4) и шестигранной пирамидой (6) с приваренными к ним пластинами в виде конических слоев (7). Технически устройство выполнено в виде трубы диаметром D (4) и приваренной к ней соосно шестигранной пирамиды (6), на поверхность которой в виде конических слоев приварены пластины (7) шириной от 0,6 до 0,8 D и толщиной от 0,02 до 0,05 D. На поверхности пирамиды пластины располагаются диаметрально противоположно с шагом от 0,6 до 0,8 D по высоте. Наконечник (8) выполнен в виде укороченного сверла, приваренного к вершине пирамиды. С целью исключения избыточного нагрева деталей раскатчика в полость раскатчика заливают воду (5) и закрывают крышкой с предохранительным клапаном (2). Наличие воды в полости раскатчика позволяет существенно увеличить период использования воды (до одного раза в смену), повышает стойкость бурового инструмента за счет водяного охлаждения и снижает стоимость раскатчика по сравнению с прототипом в 3-5 раз.
Например, раскатчик может быть выполнен в виде трубы (4) диаметром 219 мм, высотой 175 мм с приваренной к ней шестигранной пирамидой (6) из пластин толщиной 10 мм. На поверхность пирамиды в виде конических слоев приварены пластины (7) толщиной 10 мм. Каждый конический слой охватывает сектор с углом около 130 градусов, высота сектора 150 мм. Конические слои (7) на пирамиде (6) располагаются диаметрально противоположно в шахматном порядке с шагом 150 мм по высоте. Наконечник (8) выполнен в виде укороченного сверла, приваренного к вершине пирамиды. Для крепления к буровой машине раскатчик имеет хвостовик (1), способный передавать вращающий момент и возникающие изгибающие нагрузки. С целью исключения избыточного нагрева деталей раскатчика в его полость через заливную горловину подают воду (5) и закрывают крышкой с предохранительным клапаном (2). Для облегчения извлечения раскатчика из скважины к верхней части цилиндрической поверхности примыкает усеченный конус (3) высотой 70 мм. Раскатчик работает следующим образом. Вначале устанавливают рабочий орган острием наконечника на место предполагаемой скважины. Подают вращательное движение и осевую нагрузку. Раскатчик погружается в грунт и формирует скважину. При извлечении раскатчика обратный конус (3) способствует дополнительному заглаживанию стенок скважины и снижению выноса грунта из скважины.