PL50423B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest obro¬ towo-udarowa wiertnica, odznaczajaca sie zwarta budowa, zawieszona na przyczepie samochodowej i przeznaczona do glebienia otworów studziennych i geologicznych do 300 m róznymi sposobami, a mianowicie sposobem udarowym za pomoca szarpaka, sposobem wiercenia obrotowego na su¬ cho przy uzyciu swidrów spiralnych, sposobem obrotowym, przy uzyciu pluczki oraz sposobem obrotowym przy uzyciu dyfuzora i pluczki z od¬ wrotna cyrkulacja przy czym wiertnica ta zapew¬ nia szybkie przejscie w tym samym cyklu pracy od jednego sposobu glebienia do drugiego, zalez¬ nie od pokladowych warunków geologicznych.Najczesciej stosowane urzadzenia wiertnicze maja konstrukcje przewidziana do glebienia otwo¬ rów studziennych lub geologicznych wylacznie jed¬ nym z wymienionych sposobów, co w przypadku wykonywania otworów studziennych na znacznej glebokosci i w pokladach o wiekszej twardosci warstw geologicznych, bardzo przedluza proces wiercenia. Ponadto urzadzenia te sa uzywane do malowymiarowych ciagów wiertniczych, co umo¬ zliwia zastosowanie w wywierconych otworach studziennych pomp glebinowych o wiekszej wy¬ dajnosci.Znane sa wprawdzie urzadzenia do glebienia otworów kombinowanym sposobem udarowo-obro¬ towym, zaopatrzone w stól obrotowy (rotacyjny), napedzany przez silnik spalinowy za posrednic- 10 15 20 25 30 twem walu Kardana. Wykazuja one jednak te zasadnicza wade, ze podczas rurowania otworów o wiekszych srednicach, ze wzgledu na maly otwór przelotowy stolu obrotowego, trzeba stól ten kaz¬ dorazowo odsuwac przy dokladaniu rur okladzi¬ nowych, co wymaga duzego nakladu pracy na te czynnosci i przedluza czas procesu wiercenia otworów. Poza tym przy napotkaniu kurzawki podczas wiercenia tym sposobem wystepuja duze trudnosci, czesto przy przejsciu kurzawki gdyz nie ma przy tym sposobie mozliwosci równoczes¬ nego rurowania otworu przez zastosowanie tak zwanego komina.Duzy postep w dziedzinie wiertnictwa glebino¬ wego wprowadzily nowsze urzadzenia wiertnicze, zaopatrzone w glowice obrotowe z pluczka wod¬ na o jednym kierunku cyrkulacji. Urzadzenia ta¬ kie, chociaz znacznie przewyzszaja poprzednio opi¬ sane urzadzenia wiertnicze zarówno w zakresie zastosowania jak i nowoczesnoscia konstrukcji, wykazuja jednak szereg wad i niedogodnosci.Stosowanie takiego urzadzenia ogranicza przekrój przewodu wiertniczego, a ponadto wymaga uzy¬ cia dla pluczki wodnej pomp tlokowych o duzych wymiarach, co z kolei powieksza znacznie cie¬ zar i gabaryt calego urzadzenia wiertniczego.Ponadto do napedu glowic tych urzadzen jest zastosowany silnik elektryczny zaopatrzony w skrzynie biegów, co równiez powieksza i tak juz duzy ciezar urzadzenia oraz zmniejsza operatyw- 5042350423 3 25 nosc procesu wiercenia otworów. W zwiazku z po¬ trzeba zasilania energia elektryczna silnika glo¬ wicy zachodzi koniecznosc instalowania agrega¬ tów pradotwórczych, które znów powoduja znacz¬ ne zwiekszenie kosztów wiercenia otworów. 5 Najistotniejsza jednak wada tych urzadzen jest niemozliwosc stosowania w nich pluczki wodnej, o dwóch kierunkach cyrkulacji, co w przypadku wiercen studziennych ma decydujace znaczenie. lJak bowiem wykazala praktyka, studnie glebi- 10 nowe wiercone sposobem obrotowym z zastoso¬ waniem prawej tloczacej pluczki wodnej sa znacz¬ nie mniej wydajne w wode, a niejednokrotnie zu¬ pelnie wody pozbawione na skutek zasklepiania warstw wodonosnych przez il pluczki, który wni- 15 ka gleboko od otworu w zloze, bedac stale pod duzym cisnieniem, wywolanym praca pomp tlo¬ czacych pluczke.Dla tego tez w celu uzyskania zamierzonego efektu wiertniczego nalezy stosowac odwrotna 20 pluczke wodna tj. ssaca, do czego znane urzadze¬ nia nie sa przystosowane.Wszystkie wyzej opisane urzadzenia wymagaja poza tym duzych nakladów czasu i kosztów na transport, montaz i demontaz co w konsekwencji bardzo podwyzsza koszt wiercenia otworów.Wielosystemowa wiertnica wedlug wynalazku jest pozbawiona wszystkich opisanych wad i nie¬ dogodnosci znanych urzadzen wiertniczych w tym zakresie, a przy tym jest stosunkowo lekka i ta- ^ nia i umozliwia szybkie i ekonomiczne wiercenie otworów na glebokosc dochodzaca nawet do trzy¬ stu metrów, niezaleznie od istniejacych warun¬ ków geologicznych terenu.Wiertnica ta jest skompletowana wraz z opusz- 35 czanym masztem na jednym podwoziu przycze¬ py samochodowej i jest przystosowana da glebie¬ nia otworów studziennych i geologicznych róz¬ nymi sposobami, jak wiercenia otworów na su¬ cho przy uzyciu swidrów spiralnych, sposobem 40 obrotowym przy uzyciu prawej pluczki wodnej (tloczacej), sposobem obrotowym przy uzyciu pluczki o odwrotnej cyrkulacji, a mianowicie pluczki ssacej (lewej), oraz sposobem udarowym za pomoca szarpaka. Dzieki zastosowaniu glowicy obrotowej wyeliminowany zostal stól obrotowy wraz z graniatka (kwadratówka), a wskutek te¬ go zmniejszono ogólny ciezar urzadzenia o po¬ nad dwie tony.Zamiast napedu elektrycznego oraz skrzyni bie- ^ gów zastosowany zostal naped do glowicy obro¬ towej przez silnik hydrauliczny, który poza dal¬ szym zmniejszeniem ciezaru urzadzenia zapew¬ nia bezstopniowa regulacje liczby obrotów glowi¬ cy w zakresie 60- do 300 obr/min., a ponadto 55 uniezaleznia prace urzadzenia od warunków do¬ prowadzenia pradu, przy czym ogólny naped ca¬ lego urzadzenia jest zrealizowany za pomoca sil¬ nika spalinowego, stosowanego w samochodach ciezarowych. 60 Ponadto istotna cecha wiertnicy wedlug wyna¬ lazku jest zastosowanie dyfuzora pomiedzy glowi¬ ca obrotowa, a przewodem wiertniczym, jak rów¬ niez zastosowanie odsrodkowej pompy pluczkowej zamiast tradycyjnych ciezkich pomp tlokowych, 65 przy czym przejscie z jednego rodzaju pluczki wodnej na inny jest dokonywane za pomoca róz¬ nych zaworów ukladu hydraulicznego pompy.Przewidziana w urzadzeniu dodatkowa pompa prózniowa sluzy jedynie do zassania wody i za¬ lania pompy glównej przed jej uruchomieniem i wprawadzeniem pluczki w obieg. Pompa próz¬ niowa podczas normalnej pracy urzadzenia jest wylaczona z ruchu.Wynalazek jest nizej objasniony szczególowo na podstawie przykladowego wykonania wiertnicy, uwidocznionej na rysunku, na którym ifg. 1 przed¬ stawia wiertnice w widoku bocznym, fig. 2 — te sama wiertnice w widoku z przodu, fig. 3 wiert¬ nice w widoku z góry w przekroju plaszczyzna A—A na fig. 1, fig. 4 — powiekszony przekrój glowicy obrotowej, a fig. 5 — uklad polaczen obie¬ gu hydraulicznego pluczki wodnej z zastosowa¬ niem dyfuzora.Jak to uwidoczniono na fig. 1—3, wiertnica we¬ dlug wynalazku jest zbudowana na trójosiowym ogumionym podwoziu 5, stanowiacym przyczepe samochodowa, dostosowana do ruchu publicznego.Wszystkie zespoly wiertnicy sa zgrupowane na stalowej ramie 3, wskutek czego osiagnieto zwar¬ ta budowe calosci urzadzenia, która umozliwia la¬ twosc montazu w terenie, przy czym dostep do poszczególnych zespolów ulatwiaja skladane schod¬ ki 1, oraz bariera 4. Na konstrukcji wsporczej 22 jest ulozyskowana os 27 skladanego za pomoca si¬ lowników hydraulicznych masztu, który w czasie transportu zajmuje poziome polozenie oznaczone na fig. 1 linia przerywana.Maszt ten stanowiacy konstrukcje spawana z ksztaltowników 32, 38 oraz prowadnic 37 wzmo¬ cnionych rozporami 36 i elementami 33, 34 i 35 jest usztywniony w warunkach pracy urzadzenia linami 47, a ponadto podwozie 5 jest zakleszczone znanymi podporami srubowymi.Na wysokosciach skladanego masztu oznaczo¬ nych na fig, 1 strzalkami a i b montowane sa skladane podesty 2, które ulatwiaja obsludze kon¬ serwacje urzadzenia podczas jego pracy. W gór¬ nej czesci masztu jest umocowana korona 48, w której sa ulozyskowane kola linowe 49, 50, na¬ lezace do zespolów wielokrazka szarpaka.Na ruchomym wielokrazku 46 zawieszonym na linie 28 przewleczonej przez kólka linowe 49 jest zawieszony za pomoca strzemion 45 wózek 44 obro¬ towej glowicy 42 i silnika olejowego 43, sluzacego do napedu tej glowicy.Do glowicy obrotowej 42, której przekrój uwi¬ doczniono na fig. 4 jest zamocowany na uchwytach 49 elewator 41 utrzymujacy przewód wiertniczy 39. Silnik olejowy 43 jest zasilany olejem dopro¬ wadzanym przewodem 31 z pompy olejowej 19, osadzonej w ramie glównej 3 podwozia 5.Ponadto maszt jest zaopatrzony w gumowy prze¬ wód 30 ukladu pluczki, który z jednej strony jest polaczony z glowica obrotowa 42, a z drugiej stro¬ ny z pompa pluczkowa 15, przy czym uklad hy¬ drauliczny przedstawiony szczególowo na fig. 5 bedzie omówiony w dalszej czesci opisu.Jednym z zespolów wiertnicy zamocowanym do ramy 22 jest zespól szarpakowy, który sklada sie5 50423 6 z bebna 23 z nawinieta lina 29, ukladu przeklad¬ niowego 20 oraz kola zamachowego 24, wspólpra¬ cujacego za pomoca mechanizmu udarowego 25 z szarpakiem 26.Równolegle do bebna 23 zespolu szarpakowego jest ulozyskowany beben 21 zespolu wielokrazko¬ wego, napedzany równiez przez uklad przeklad¬ niowy 20.Beben 21 wspólpracuje za posrednictwem liny 28 z wielokrazkiem ruchomym 46. Do ramy wspor¬ czej 22 przyspawanej do ramy glównej 3 podwo¬ zia 9' jest przymocowany znany silnik spalinowy 18 typu samochodowego, który napedza zespól kól przekladniowych 19 przenoszacych naped paskami klinowymi do ukladów przekladniowych 13 i 20.Za silnikiem spalinowym 18 jest osadzona odsrod¬ kowa pompa pluczkowa 15 zaopatrzona w sprzeglo 16, umozliwiajace uruchomienie tej pompy za po¬ srednictwem napedu przekladniowego 13.Z napedem tym polaczona jest równiez za po¬ moca sprzegla 12 pompa prózniowa 11 jak rów¬ niez poprzez sprzeglo 9 pompa olejowa 10, zasilaja¬ ca silnik hydraulczny 43 glowicy obrotowej 42.Ponadto w podwoziu 5 osadzone sa zbiorniki 6, 7 pompy prózniowej 11, zbiornik oleju 8 pompy ole¬ jowej 10 oraz zbiornik paliwa 14, podawanego do filtra paliwowego 17 silnika spalinowego 18.Glowica obrotowa 42, której przekrój jest przed¬ stawiony na fig. 4, sklada sie z korpusu 51 zakry¬ tego pokrywa 52, w którym jest osadzona w lo¬ zyskach 53, 54 piasta 55 dwudzielnego kola zeba¬ tego 56, 57, wspólpracujacego z atakujacym kolem zebatym 58. Atakujace kolo zebate 58 jest osadzone na wale 59 silnika olejowego 43. W piascie 55 jest osadzona glówna tuleja 60 glowicy obrotowej 42 zakonczona kolnierzem 61, do którego jest zamo¬ cowany kolnierz 62 przewodu wiertniczego 39.Z przeciwnej strony tulei 60 znajduje sie zespól uszczelniajacy gniazda glowicy 42, do którego jest przylaczony króciec 63 przewodu gumowego 30, la¬ czacego glowice 42 z odsrodkowa pompa pluczko¬ wa 15.Ten zespól uszczelniajacy sklada sie z gniazda 64 osadzonego za pomoca lozyska oporowego 65 na kolnierzowym wystepie 60a tulei 60 i zespolu pierscieni uszczelniajacych 66, 67, 68, i 69, które sa pociskane do scianek obracajacej sie tulei 60 za pomoca kolnierza 70 polaczonego srubami z gnia¬ zdem 64.Kolnierz 70 jest przykrecany srubami 71 do kor¬ pusu 51 glowicy 42. Jak to widac z konstrukcji glo¬ wicy 42 umozliwia ona przekazywanie ruchu ob¬ rotowego na przewód wiertniczy 39, a jednoczes¬ nie polaczenie tego przewodu z ukladem hydrau¬ licznym, obiegu pluczkowego który opisany bedzie ponizej. Przewód wiertniczy 39 zamocowany w glo¬ wicy obrotowej 42 i wpuszczany do otworu wiert¬ niczego 84 jest polaczony za pomoca kolnierza £2 z przewodem 30.Przewód 30 fig. 5 polaczony z pompa 15 stanowi w najkorzystniejszym rozwiazaniu uklad trzech rozgalezionych odcinków 30a, 30b i 30c, przy czym odcinki 30b i 30c zakonczone u wylotu zaworami 73, 74 polaczone sa bezposrednio z pompa plucz¬ kowa 15, natomiast odcinek 30a zakonczony zawo¬ rem 72 polaczony jest z ta pompa poprzez dyfu- zor 80, zawór 77, przewód 83 i zawór 75.Wylot dyfuzora 80 jest zaopatrzony w przewód 86 z zaworem 79, którym to przewodem podawana jest pluczka z otworu wiertniczego wraz z cialami stalymi do dolu pluczkowego 85.Ponadto pompa 15 jest zaopatrzona w przewód wylotowy 81, zamykany zaworem 76 oraz przewód ssacy 82 zaopatrzony w filtr 87 i zawór 78.W celu uruchomienia pluczki za pomoca dyfu¬ zora 80 nalezy otworzyc zawory 78, 75, 77, 72 i 79 natomiast nalezy zamknac pozostale zawory 74, 76 i 73. Obieg pluczki prawej za pomoca pompy ssa¬ cej, stosowany do przemywania swidra uzyskuje sie przez zamkniecie zaworów 76, 75, 77, 72, 79 i 73 oraz otwarcia zaworów 78 i 74. Obieg pluczki zrer alizowany lewa pompa ssaca uzyskuje sie przez otwarcie zaworów 76, 73 i zamkniecie pozostalych zaworów. Jak wynika z przytoczonych kombinacji zamykania i otwierania zaworów, uzyskuje sie w prosty sposób przystosowanie urzadzenia wiert¬ niczego wedlug wynalazku do róznych rodzajów pluczek, koniecznych przy mokrym systemie gle¬ bienia otworów studziennych i geologicznych.Sposób glebienia otworów za pomoca wiertnicy wedlug wynalazku, zaleznie od wybranego sposo¬ bu, przebiega nastepujaco. Przy glebieniu udaro¬ wym za pomoca urzadzenia szarpakowego swider jest podwieszony na wielokrazku 46, polaczonym lina 29 z szarpakiem 26. Dzieki takiej konstruk¬ cji eliminuje sie koniecznosc zrzucania lin z kraz¬ ków linowych 49, co wydatnie zmniejsza czas pro¬ cesu glebienia otworów tym sposobem.Wiercenie obrotowe otworów dokonywane jest na podwieszonym przewodzie wiertniczym 39, któ¬ ry jest* zamocowany do glowicy obrotowej 42 w uprzednio opisany sposób. Przy metodzie wier¬ cenia obrotowego na mokro nalezy przed urucho¬ mieniem pompy 15 zalac ja woda lub pluczka, za pomoca pompy prózniowej 11, która nastepnie wylacza sie z ruchu, przy czym rodzaj stosowanej pluczki dobiera sie równiez w opisany uprzednio sposób. Podciaganie i opuszczanie przewodu wiert¬ niczego 39 jest dokonywane za pomoca bebna 21 bez zatrzymVwania ruchu pompy 15, a tym samym obiegu pluctki.Stosujac wielosystemowa wiertnice wedlug wy¬ nalazku do glebienia otworów uzyskuje sie w kaz¬ dych warunkach geologicznych niewspólmierny postep techniczny w porównaniu z praca zna¬ nych urzadzen sluzacych do tego celu.Odmiane opisanej przykladowo wiertnicy we¬ dlug wynalazku stanowi wiertnica zaopatrzona w indywidualne silniki hydrauliczne dla wszystkich zespolów, którymi sa: glowica obrotowa 42 zespól wielokrazków, zespól szarpakowy, zespól pompy prózniowej 11 i pompy pluczkowej 15. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Wielosystemowa wiertnica przewozna do gle¬ bienia otworów studziennych i geologicznych sposobem udarowym lub obrotowym na su¬ cho lub z zastosowaniem pluczki znamienna tym, ze jest wyposazona w zawieszona na me- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6050423 chanicznie skladanym maszcie obrotowa glowi¬ ce (42) napedzana przez silniki olejowy (43) spoczywajacym wraz z nia na wózku (44), prze¬ suwanym w prowadnicach (37) i w znanny ze¬ spól szarpakowy z ukladem wielokrazków oraz w pompe olejowa (10), odsrodkowa pompe pluczkowa (15) wraz z pompa prózniowa (11) i ukladem hydraulicznym z dyfuzorem (80) a ponadto w silnik spalinowy (18) napedzajacy wszystkie mechanizmy robocze za pomoca prze¬ kladni z pasami klinowymi lub za pomoca in¬ dywidualnych silników olejowych, przy czym wszystkie wyzej wymienione zespoly stanowia silna i zwarta konstrukcje wbudowana w ra¬ me (3) podwozia (5). Wiertnica wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze glowica obrotowa (42) wspólpracujaca z prze¬ wodem wiertniczym (39) sklada sie z korpusu (51) zakrytego pokrywa (52) i z ulozyskowanej w nim piasty (55) dwudzielnego kola zebatego (56, 57), napedzanego atakujacym kolem zeba¬ tym (58) silnika olejowego (43), oraz z osadzo¬ nej w piascie (55) tulei (60), polaczonej jednym koncem z przewodem wiertniczym (39) a dru¬ gim koncem z zespolem uszczelniajacym wlot przewodu pluczkowego (30). 8 3. Wiertnica wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze zespól uszczelniajacy glowicy obrotowej (42) sklada sie z gniazda (64) ulozyskowanego na kolnierzowym wystepie (60a) tulei (60) i z zespo- 5 lu pierscieni uszczelniajacych (66, 67, 68 i 69), które sa dociskane do scianek obracajacej sie tulei (60) za pomoca kolnierza (70) polaczonego srubami z gniazdem (64), przy czym kolnierz (70) jest przykrecany srubami (71) do korpusu (51) lu glowicy (42). 4. Wiertnica wedlug zastrz. 1 do 3, znamienna tym. ze uklad hydrauliczny odsrodkowej pompy pluczkowej (15) sklada sie z rozgalezionych od¬ cinków przewodów (30a, 30b i 30c), z których 15 odcinki (30b i 30c) zakonczone zaworami (73 i 74) doprowadzone sa bezposrednio do pompy (15) natomiast odcinek (30a) zakonczony zaworem (72) jest doprowadzony do dyfuzora (80), któ¬ ry poprzez zawór (77), przewód (83) i zawór (75) 20 jest polaczony z pompa (15) a ponadto uklad ten sklada sie z zaworów (76, 78 i 79), przewodów wylotowych (81, 86) oraz przewodu ssacego (82), przy czym wybór dowolnego rodzaju pluczki uzyskuje sie przez odpowiednio ustalone otwie- 25 ranie lub zamykanie poszczególnych zaworów wystepujacych w ukladzie hydraulicznym. Fig.l50423 Fig. 2 29. 26 23 22 \zL 2Q_ ML 1L J6_ Fig. 350423 ZG „Ruch" W-wa zam. 1199-65 naklad 250 PL