CS213262B1 - Otočné ústrojí stožáru zeměvrtné soupravy - Google Patents

Abstract

Vynález se týká otočného ústrojí stožáru zeměvrtné soupravy. Náleží do oboru strojírenství vrtných souprav, stavebních a zdvihacích strojů. Řeší problém pohotového a přesného nastavení otočných vrtných stožárů, výložníků nebo zdvihadel do požadované polohy a jejich spolehlivou fixaci v této poloze. Jeho podstatou je, Se otočné ústrojí se skládá ze statoru se stabilizačním věncem a z rotoru s plovoucími svěrami, které dosedají na kuželovou stěnu stabilizačního obvodového věnce. Vynález je využitelný v oboru strojírenství zeměvrtných souprav, zdvihadel a stavebních strojů s otočným výložníkem.

Description

Vynález se týká otočného úetrojí stožáru zeměvrtná soupravy, způsobilého pro přesné nastavení a udržení vrtná kolony v ose vrtu. Je vhodné zvláště pro pojízdné vrtné soupravy k maloprůměrovému vrtání.

Je známá otočné ústrojí, na kterém je uložen vrtný stožár, pracovní plošina a pohonný agregát vrtné soupravy, jehož součástí je věncové ozubené kolo s pastorkem. To dokumentuje například britský patent 1 175 643, NSR patenty 2 607 739 a 2 621 774 a australský patent 488 746. Vůle mezi zuby věncového kola a pastorku, z hlediska otáčení kol nezbytná, způsobuje ve stabilizované poloze výkyvy vrtného stožáru ve směrech otáčení věncového ozubeného kola.

Tyto výkyvy jaou zanedbatelné u vrtných souprav pro hloubeni mělkých vrtů, např. u lomových v vrtných souprav nebo u těžkých vrtných eouprav pro hlubinná vrtání. U maloprůměrového vrtání v geologickém průzkumu však způsobují tyto výkyvy značné obtíže. Poněvadž mezikruží vrtu, tj. prostor mezi vrtnou kolonou a pažnicemi, je velmi malé, vychýlená kolona se při otáčeni otírá o pažnice, a tím dochází k předčasnému opotřebení jak vrtné kolony, ták pažnic. Kromě toho má vychýlení vrtné kolony z oay vrtu negativní vliv i na přímost vrtu. Proto Jaou sklopná stožáry vrtných souprav zvláště pro maloprůměrové vrtání upevněny přímo k nosnému rámu podvozku, např. podle australského patentu č. 410 508 a britského patentu 1 467 519. Ustavování vrtných souprav, které nemají otočný stožár, je však časově náročné, zvláště v obtížném terénu. Aby se dosáhlo přesné souososti vrtné hlavy 8 osou vrtu, je zpravidla nezbytné upravovat terén, což zvyšuje náklady na průzkumný vrt.

Uvedené nevýhody odstraňuje otočné úetrojí stožáru zeměvrtná soupravy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se skládá ze statoru, jehož součástmi jaou stabilizační obvodový věnec a kuželovou stěnou a centrální stupňovitá válcová skříň s radiálně axiálním ložiskem a z rotoru, uloženého v centrální stupňovitá válcové skříni, ovládaného polohovacím motorem a opatřeného rotorovým věncem, v němž jsou upravena symetricky proti sobě nejméně dvě úkosová lože pro plovoucí svěry, posuvné v radiálním směru pomocí přímočarých motorů a uzpůsobené pro dosedání na kuželovou stěnu stabilizačního obvodového věnce.

Z hlediska prostorového uspořádání otočného ústrojí je výhodné, když v centrální stupňovité válcová skříni je uložen a hnací hřídeli v ní ukotven rotační polohovací motor, spojený statorovou přírubou s rotorem.

Z hlediska příkonu je výhodné, když v centrální stupňovité válcová skříni je uspořádán sloupový stojan, na kterém je upevněno převodové ústrojí, např. kliková ústrojí, jehož ojnice je spojena s pístnici přímočarého motoru upevněného k rotoru.

Je-li vrtná souprava vybavena hydraulickým pohonem, je výhodná, když rotační motor a přímočaré motory jsou aapojeny v jednom hydraulickém okruhu, v němž za tlakovým čerpadlem β hlavním přívodním potrubím je zařazen rozvaděč, propojující hlavní přívodní potrubí a prvým rozvodným potrubím polohovacího motoru a s druhým rozvodným potrubím přímočarých motorů.

Hlavní účinek otočného ústrojí stožáru zeměvrtná soupravy podle vynálezu spočívá v tom, že stožár lze pohotově a přesně nastavit tak, aby vrtné hlava byla v ose zemního vrtu, a přitom jej lze v táto poloze fixovat, aniž by docházelo v průběhu hloubení vrtu k jeho sebemenším-výkyvům. Plovoucí evěry a stabilizační obvodový věnec, které tuto fixaci v libovolném úhlu otáčení umožňují, plní navíc funkci stabilizačních opěr a zvyšují tuhost podstavy vrtného stožáru.

213 262

Přesné nastavení vrtného stožéru a zabránění jeho výkyvům se kladně projevuje v životnosti vrtné kolony a v uchování pevnosti pažnic. Proti vrtným soupravám s neotočným sklopným vrtným stožárem má vrtná souprava vybavená otoSným ústrojím podle vynálezu výhody v úspoře času pro ustavení soupravy a v úspoře nákladů na úpravy terénu okolí vrtu.

Příklad konkrétního provedení otočného ústrojí stožáru zeměvrtné soupravy je znázorněn na výkresech, kde na obr. 1 je otočná ústrojí stožáru a rotačním polohovacím motorem, znázorněné v podélném řezu, na obr. 2 je otočné ústrojí stožáru β přímočarým polohovacím motorem znázorněná rovněž v podélném řezu a na obr. 3 je schéma hydraulického zapojení výkonových součástí otočného ústrojí stožáru.

Otočné ústrojí stožáru zeměvrtné soupravy podle vynálezu se skládá ze statoru 1 a rotoru 2· Součástí statoru 1 Je stabilizační obvodový věnec 2 8 výstúhami 26 a s kuželovou stěnou 11 vespod a centrální stupňovitá válcová skříň 2 ³ radiálně axiálním ložiskem £. Rotor 2 J® uložený na radiálně axiálním ložisku £ v centrální válcové skříni J a opatřený rotorovým věncem 12. U základního provedení, viz obr. 1, je k totoru 2 Šroubově upevněn statorovou přírubou 14 rotační polohovací motor 6, ukotvený hnací hřídelí 13 v centrální stupňovité válcové skříni 2·

U alternativního provedení, viz obr. 2, Je v centrální stupňovitá válcové skříni 2 uspořádán sloupový stojan 32 spojený se statorem 1 a opřený radiálním třecím ložiskem 31 o rotor 2· ^Na sloupovém stojanu 32 je upevněno převodové ústrojí 33. např. klikové ústrojí, Jehož ojnice 34 je spojena čepem 30 s pístnicí 35 přímočarého polohovacího motoru 36 upevněného objímkou 22 k rotoru 2· V rotorovém věnci 12 je upraveno prvé úkosové lože 2 a v radiálním směru symetricky proti němu druhá úkospvá lože 27. V prvém úkosovém loži 2 je suvně uložena prvá plovoucí svěra spojená s prvou pístnicí 10 prvého přímočarého motoru 2· Obdobně je v druhém úkosovém loži 27 uložena druhá plovoucí svěra 28. spojená s druhou pístnicí 20 druhého přímočarého motoru 29. Obě plovoučí svěry 8, 28 jsou uzpůsobené pro dosedání na kuželovou stěnu 11 stabilizačního obvodového věnce 2· Polohovací motor 6, 3,6 a přímočaré motory 2» 22. J^80U zapojeny ve společném hydraulickém okruhu, viz obr. 3. Jeho součástí je tlakové čerpadlo 15 se sacím potrubím 24 a hlavním přívodním potrubím 16. Přes rozvaděč 17 je hlavní přívodní potrubí 16 propojeno e prvým rozvodným potrubím 18, ústícím do rotačního polohovacího motoru £, a s druhým rozvodným potrubím 12, ústícím do přímočarých motorů 2, 22· Od rozvaděče 17 vede odpadní potrubí 21» které končí v kapalinovém zásobníku 22» naplněném kapalinou 22·

Při otáčení rotoru 2» ^na kterém je upevněn sklopný vrtný stožár, na obr. nezakreslený a zpravidla i vrtná plošina s kabinou a pohonnými agregáty, rovněž na obr. nezakreslenými, je rozvaděč 17 nastaven tak, že hlavní přívodní potrubí 16 je propojeno s prvým rozvodným potrubím 18. Tlaková čerpadlo 15 dodává kapalinu 25 z kapalinového zásobníku 23 sacím potrubím 24. hlavním přívodním potrubím 16 a prvým rozvodným potrubím 18 do polohovacího motoru 6, 2Š.·

U základního provedení otočného ústrojí podle vynálezu, viz obr. 1, otáčí rotační polohovací motor 6 rotorem 2 pomocí statorová příruby 14. U alternativního provedení, viz obr. 2, působí pohyb pístnice 22 přímočarého polohovacího motoru 22, opřené pomocí čepu 22, ojnice g| a převodního ústrojí 22 o sloupový stojan 22.» reaktivně na rotor 2» který se otáčí. Druhé rozvodná potrubí 12. je uzavřeno, pístnice 10. 20 přímočarých motorů 2» 29 jsou zasunuty. Plovoucí svěry 8, 2® uložené v úkosových ložích 2, 2Ζ» jsou unášeny rotorem 2 ^a kloužou po kuželové stěně 11

213 262 stabilizačního obvodového věnce 2. Ve zvolené poloze rotoru 2 se přestaví rozvaděč 17. Polohovací motor 6, 36 se zastaví a tlakové čerpadlo 15 vhání kapalinu 25 druhým rozvodným potrubím 19 do přímočarých motorů 2» 29. Jejich pístnice 10, 20 se vysunou a plovoucí avěry 8, 28, vedené v úkosových ložích 2, 27 ae posunují v radiálním směru až dosednou na kuželovou stěnu U stabilizačného obvodového věnce 2. Rotor 2 Je tím fixován ke statoru 1. Plovoucí avěry 8, 28 zabrání jakémukoliv pohybu ve směru otáčení rotoru 2 a současně i zvyšují tuhost spojení rotoru 2 ^se statorem 1, nebot přes ně se přenášejí na stator 1 výkyvy rotoru 2 ve směru vertikálním, které jsou v toleranci radiálně axiálního ložiska £.

Otočná ústrojí podle vynálezu je použitelné nejen u zeměvrtných souprav, ale i u těch zdvyhadel a stavebních strojů s výložníkem, u nichž se požaduje vysoká přesnost v nastavení polohy výložníku hebo nosného ramene.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Otočné ústrojí stožáru zeměvrtné soupravy vyznačené tím, že se skládá ze statoru (1), jehož součásti jsou stabilizační obvodový věnec (2) s kuželovou stěnou (11) a centrální stupňovitá válcová skříň (3) s radiálně axiálním ložiskem (4), a z rotoru (5) uloženého v centrální stupňovité válcové skříni (3), ovladatelného polohovacím motorem (6, 36), a opatřeného rotorovým věncem (12), v němž jsou upravena symetricky proti sobě nejméně dvě úkosové lože (7, 27) pro plovoucí avěry (8, 28), posuvné v radiálním směru pomocí přímočarých motorů (9, 29) a uzpůbené pro dosedání na kuželovou stěnu (11) stabilizačního obvodového věnce (2).
2. 2. Otočné úatrojípodle bodu 1, vyznačené tím, že v centrální stupňovité válcové skříni (3) je uložen a hnací hřídelí (13) v ní ukotven rotační polohovací motor (6), spojený statorovou přírubou (14) s rotorem (5).
3. 3. Otočné ústrojí podle bodu 1, vyznačené tím, že v centrální stupňovité válcové skříni (3) ja uspořádán sloupový stojan (32), na kterém je upevněno převodní ústrojí (33), např. klikové ústrojí, jehož ojnice (34) je spojena s pístnici (35) přímočarého polohovacího motoru (36) upevněného k rotoru (5).
4. 4· Otočné ústrojí podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že polohovací motor (6, 36) a přímočaré motory (9, 29) jsou zapojeny ve společném hydraulickém okruhu> v němž za tlakovým čerpadlem (15) s hlavním přívodním potrubím (16) je zařazen rozvaděč (17) propojující hlavní přívodní potrubí (16) s prvým rozvodným potrubím (18) polohovacího motoru (6) a s druhým rozvodným potrubím (19) přímočarých motorů (9, 29)·