Opublikowano: 20. VII. 1966 51325 5 a, 12/10 KI. 4 E 21 b MKP UKD fo\<*? Wspóltwórcy wynalazku: inz. Jan Urbanski, inz. Stanislaw Tokarski, inz. Ryszard Malaszkiewicz Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Hydrogeologiczne, Wroclaw (Polska) Urzadzenie do zmechanizowanego okretnego wykonywania od¬ wiertów hydrogeologicznych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie przezna¬ czone do zmechanizowanego okretnego wykonywa¬ nia odwiertów hydrogeologicznych, zwlaszcza w utworach czwarto- i trzeciorzedowych.Dotychczas tego rodzaju odwierty wykonywane sa sposobem okretnym recznie przy uzyciu swidrów rurowych, wzglednie mechanicznie udarowo lub sposobem obrotowym przy uzyciu pluczki o kraze¬ niu lewym lub prawym.Wada systemu wiercen recznych okretnych jest zagrozenie bezpieczenstwa pracy oraz nieekono- micznosc recznego napedu narzedzia wiercacego.Podobnie nieekonomiczne jest stosowanie urzadzen do wiercen udarowych w utworach czwarto- i trze¬ ciorzedowych. Wada stosowania pluczki jest ko¬ niecznosc dlugotrwalego pompowania odwierconego otworu celem usuniecia pozostalych w jego war¬ stwie wodonosnej zanieczyszczen skladnikami pluczki, takimi, jak il, baryt, wapien.Przedstawione niedogodnosci usuwa calkowicie urzadzenie wedlug wynalazku, które umozliwia zmechanizowanie okretnego wykonywania odwier¬ tów hydrogeologicznych, zwieksza znacznie wydaj¬ nosc pracy oraz pozwala na dokladne odwzorowa¬ nie w pobranych próbkach rodzaju przewierconych warstw, co jest nieosiagalne przy wierceniach uda¬ rowych lub obrotowych bezrdzeniowych.Inna istotna zaleta tego urzadzenia jest to, ze w celu przystosowania do niego istniejacych ze¬ stawów wiertniczych wymaga niewspólmiernie ni- 15 20 30 skich, w stosunku na przyklad do wiercen obroto¬ wych, nakladów.Istota wynalazku polega na zastosowaniu do na¬ pedu swidra rurowego odpowiednio wykonanej glowicy, zawieszonej wraz z silnikiem na linie przechodzacej przez korone wiezy wiertniczej do wciagarki, jak i na zastosowaniu dwóch prowadnic linowych zabezpieczajacych glowice napedowa przed niepozadanym obrotem wokól wlasnej osi i zastepujacych stosowane dotychczas na polacze¬ niach silnika i skrzyni przekladniowej — sprzegla elastyczne, poniewaz na skutek elastycznosci liny w przypadku przeciazenia ukladu napedowego na¬ stepuje odpowiednie katowe przesuniecie glowicy zapobiegajace uszkodzeniu zazebien lub zniszczeniu silnika.Ponadto rozwiazanie wedlug wynalazku polega na wyeliminowaniu zwiekszajacych pracochlonnosc montazu polaczen srubowych i zastapieniu ich po¬ laczeniami sworzniowymi oraz zastosowaniu lacz¬ nika linowego, umozliwiajacego wymiane swidra rurowego i przewodów wiertniczych bez koniecz¬ nosci odpinania i odstawiania na bok glowicy na¬ pedowej, na zastosowaniu urzadzen transportowych do swidra rurowego i przewodów wiertniczych, na wprowadzeniu przekladni zebatej o takiej kon¬ strukcji, ze os silnika elektrycznego pokrywa sie z osia wrzeciona przekazujacego naped na przewo¬ dy wiertnicze i swider rurowy oraz na przystoso- 5132551325 3 waniu mufy glowicy napedowej do mechanicznego dokrecania rur okladzinowych.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na za¬ laczonych rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie wraz z zestawem wiert¬ niczym w przekroju wzdluznym w czasie wiercenia, fig. — 2 schematycznie urzadzenie wraz z zestawem wiertniczym w przekroju wzdluznym w czasie od¬ kladania przewodu wiertniczego, fig. 3 — polacze¬ nie glowicy napedowej z dokrecanymi rurami w przekroju wzdluznym, fig. 4 — polaczenie sworz¬ niowe zerdzi wiertniczych w przekroju wzdluznym i fig. 5 — glowice napedowa w przekroju wzdluz¬ nym.Swider rurowy 1 zaopatrzony w górnej czesci w czop 2 zlacza sworzniowego polaczony jest za pomoca sworznia 3 z mufa 4 przewodu wiertnicze¬ go 5, którego ostatni czop 2 w ten sam sposób po¬ laczony jest z mufa 6, stanowiaca jedna calosc z tarcza bierna 7 jednokierunkowego sprzegla za¬ padkowego 8. Sprzeglo 8 przenosi moment obroto¬ wy z wrzeciona 9, stanowiacego walek ostatniego stopnia czolowej walcowej przekladni zebatej 10 glowicy napedowej, polaczonej z kolnierzowym silnikiem elektrycznym 11. Sprzeglo 8 zabezpiecza równoczesnie zazebienia przekladni 10 przed ewen¬ tualnymi uderzeniami, spowodowanymi odksztal¬ ceniami sprezystymi przewodu wiertniczego 5 w przypadku zakleszczenia swidra rurowego 1 w otworze. Do zabezpieczenia glowicy napedowej przed obrotem wokól wlasnej osi sluza dwie pro¬ wadnice linowe 12, napiete za pomoca zlaczy napi¬ najacych 13 pomiedzy korona 14 wiezy wiertniczej 15 a sciskami 16 zamocowanymi na czesci wyloto¬ wej rury okladzinowej 17. Prowadnice linowe 17 obejmowane sa zaczepami 18 glowicy napedowej i umozliwiaja elastyczne przeniesienie momentu obrotowego na przewód wiertniczy 5 oraz pozwala¬ ja na kontrole pracy swidra rurowego 1 w otworze wiertniczym przez obserwacje ich strzalki ugiecia pod wplywem nacisku zaczepów 18. Glowica nape¬ dowa zawieszona jest za pomoca wieszaka 19 na linie 20 przechodzacej przez korone 14 wiezy wiert¬ niczej 15 do wciagarki 21.Do pracy podczas zapuszczania lub wyciagania przewodów wiertniczych 5 na przyklad w celu opróznienia swidra rurowego 1, urzadzenie zaopa¬ trzone jest w lacznik linowy 22, który na jednym ^koncu ma czop 2, a na drugim koncu mufe 4, iden¬ tyczne z mufa 6 glowicy napedowej oraz mufa 4 i czopem 2 przewodu wiertniczego, jak i czopem 2 swidra rurowego 1. Do podtrzymywania przewodu wiertniczego 5 w trakcie rozlaczania go z kolejnym przewodem wiertniczym 5 sluza widelki lisciaste 23 podstawione pod korpus czopa 2 i wsparte na czesci wylotowej rury okladzinowej 7. Do dogod¬ nego ukladania kolejnych przewodów wiertniczych 5 zdejmowanych za pomoca lacznika linowego 22 urzadzenie ma wózek 24 umieszczony na pochylej prowadnicy 25 na kozlach 26. Ponadto urzadzenie ma wózek transportowy 27 na którym umieszczony zostaje w pozycji pionowej drugi swider rurowy 28, przeznaczony do opróznienia.W odmianie urzadzenia wedlug wynalazku sto¬ suje sie tylko jeden swider rurowy 1, który ma od¬ pinane zlacze z czopem 2, co umozliwia opróznianie swidra 1 w pozycji ostrzem do góry.W celu mechanicznego dokrecania rur okladzino¬ wych 17 urzadzenie zaopatrzone jest w zamocowa¬ ny do mufy 6 glowicy napedowej lacznik 29, pola¬ czony za pomoca sworznia 30 z huczkiem 31, wkre- ._¦_ conym do rury okladzinowej 17.Polaczenie sworzniowe odcinków przewodu wiertniczego 5 sklada sie z czopa 2 i mufy 4 nakre- 10 conych na elementy zerdzi wiertniczej 5. Czop 2 ma ksztalt prostopadloscianu o podstawie kwadra¬ towej. W osi czopa 2 wywiercony jest otwór z gniazdem 32 dla kulistego kolka 33 zabezpieczaja¬ cego sworzen 3 przed wypadnieciem. Kolek 33 do¬ ciskany jest przez gniazda 32 sprezyna 34, której nacisk regulowany jest za pomoca wkreta docisko¬ wego 35. Prostopadle do osi pionowej czopa 2 i dwóch plaszczyzn prostopadloscianu tworzacego czop 2 wywiercony jest otwór stanowiacy gniazdo dla sworznia 3. Otwór ten jest usytuowany na takiej wysokosci, aby kulisty koniec kolka 33 do¬ cisnietego sprezyna 34 do gniazda 32 zajmowal okolo V4 srednicy otworu poprzecznego. Na tej sa¬ mej wysokosci i osi znajduja sie otwory w mufie 4, której gniazdo ma przekrój kwadratowy. Swo¬ rzen 3, laczacy czop 2 z mufa 4, ma zaokraglone konce, umozliwiajace podniesienie kolka kulistego 33 przy wsuwaniu sworznia 3 w gniazdo, a na po¬ lowie swojej dlugosci ma szyjke o promieniu od¬ powiadajacym promieniowi kuli kolka kulistego 33. Kolek kulisty 33 po wskoczeniu w szyjke za¬ bezpiecza sworzen 3 przed wysunieciem sie z otwo¬ ru. Moment obrotowy przenoszony jest przez wspólpracujace z soba plaszczyzny zewnetrzne prostopadloscianu mufy 4, natomiast sily osiowe przenoszone sa przez sworzen 3. 20 25 30 35 45 50 Glowica napedowa jest reduktorem obrotów 4C kolnierzowego silnika elektrycznego 11 przystoso¬ wanego do pracy w pozycji pionowej. Obudowa glowicy sklada sie z trzech cylindrów 36, 37 i 38.Pomiedzy cylindrami 36 i 37 znajduje sie okragla plyta posrednia 39 a pomiedzy cylindrami 37 i 38 — plyta posrednia 40. Cylinder obudowy 36 zam¬ kniety jest od góry plyta 41, do której przykrecony jest wspólsrodkowo silnik 11. Plyta 42 sianowi dno obudowy, stykajac sie z cylindrem 38. Na wale silnika 11 osadzone jest male kolo zebate 43, wspól¬ pracujace z kolem 44, osadzonym na pierwszym posrednim walku zebatym 45. Walek 45 ulozysko- wany jest tocznie na lozyskach kulkowych 46 osa- 55 dzonych w plycie górnej 41 i posredniej 40.Moment obrotowy z walka 45 przekazywany jest na kolo zebate 47, stanowiace jedna calosc z tuleja zebata 48, ulozyskowana slizgowo na górnej czesci eo wrzeciona 9.Tuleja zebata zazebia sie z kolem zebatym 49, osadzonym na drugim zebatym walku posrednim 50, ulozyskowanym tocznie na lozyskach kulko- 35 wych 51 wmontowanych w plyty 39 i 42. Walek 50 napedza kolo zebate 52 zaklinowane na wrze¬ cionie 9. Wrzeciono pracuje na lozysku kulkowym 53 osadzonym w plycie 39 i lozysku stozkowym 54 wmontowanym w plyte 42. Os wrzeciona 9 pokry¬ wa sie z osia cylindrów 36, 37 i 38 przekladni zeba¬ tej 10 i z osia silnika 11. Z posrednim walkiem£ 5cu AdfoG 51325 zebatym * 45'polaczony jest wspólosiowo walek czynny olejowej pompy zebatej 55, która czerpie olej z dolnej czesci obudowy i podaje go na ele¬ menty wymagajace smarowania.W pokrywie 56 lozyska stozkowego 54, osadzony 5 jest pierscien uszczelniajacy 57, zabezpieczajacy • przed wyciekaniem oleju wzdluz wrzeciona 9.Wrzeciono 9 w dolnym koncu zaopatrzone jest w stozkowy gwintowany czop 58 na który nakreco¬ na jest mufa 59 stanowiaca jedna calojsc z tarcza 10 czynna 60 zapadkowego sprzegla jednokierunko¬ wego 8. Wszystkie czesci obudowy polaczone sa za pomoca srub 6i. Do górnej czesci cylindra 36 przy- montowane sa uchwyty 62 wieszaka li/f. Wieszak 19 jest polaczony z uchwytem 62 za pomoca sworz- 15 ni 63. Sworznie 63 zakonczone sa zaczepami 18 po¬ siadajacymi ksztalt pólkolistych okienek, wewnatrz których przechodza prowadnice linowe 12. Zasila¬ nie silnika doprowadzane jest przewodem opono¬ wym64. 20 Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku , jest opisane ponizej.Kolnierzowy silnik elektryczny 11 przekazuje • moment obrotowy przez przekladnie 10 redukujaca predkosc do 20 obrotów na minute, na przewód *s wiertniczy 5 wprawiajac za jego posrednictwem swider rurowy 1 w ruch obrotowy. Ruch prostoli¬ niowy posuwowy pionowy glowicy napedowej na¬ stepuje przez zwalnianie z wciagarki 21 liny 2Q co powoduje zaglebianie sie swidra rurowego 1 w pod- 39 loze i napelnienie go zwiercinami. Po napelnianiu swidra 1 odlacza sie glowice napedowa od prze- . wodu wiertniczego 5 przez wybicie sworznia" 3 z mufy 6 i pomiedzy ostatni czop 2 przewodu wiertniczego 5, a mufe 6 wmontowuje sie lacznik 35 linowy 22. Za pomoca wciagarki 21 i liny, 20 po¬ przez glowice napedowa rozpoczyna sie wyciaga¬ nie napelnionego swidra 1 z otworu.Po wydobyciu z odwiertu jednego odcinka prze¬ ora u« lich pa 2 widelki lisciaste 23 i zawiesza na nich pozor . stajacy w otworze przewód 5 ze swidrem 1. Po wybiciu sworznia 3 i nieznacznym podniesieniu \ wydobytego odcinka przewodu 5 w celu rozlacze¬ nia zlacza, odchyla sie zawieszony za posrednie- «¦ 45 twem lacznika 22 i glowicy napedowej na linie 20 przewód 5 i stawia jego mufe 4 na wózku 24 poru¬ szajacym sie po pochylej prowadnicy 25. Przy opuszczaniu glowicy napedowej przewód wiertniczy 5 opierajac sie mufa 4 na wózku 24 popycha go 50 i umozliwia odprowadzenie konca przewodu 5 na odpowiednia odleglosc i ulozenie na kozlach 26. Po odlaczeniu lacznika linowego 22 od czopa 2 ulozo¬ nego na kozlach 26 przewodu 5, cykl powtara sie, az do wydobycia na powierzchnie czopa 2, napel- 55 nionego swidra rurowego 1. Po odlozeniu na kozly 26 ostatniego odcinka przewodu wiertniczego 5 i polaczeniu mufy 4 lacznika linowego 22 z czopem 2 napelnionego swidra rurowego 1, zawiesza sie go, po uprzednim podniesieniu na odpowiednia wyso- 60 kosc na wózku transportowym 27.Nastepnie przeklada sie mufe 4 lacznika linowe¬ go 22 na czop 2 opróznionego swidra rurowego 28, który oyl oprózniany w czasie manipulacji swidrem 1 i przystepuje do zapuszczania swidra 28 do 65 otworu, postepujac w kolejnosqi; odwrotnej, ^ak przy wyciaganiu. Napelniony swider 1, zawieszony na wózku transportowym 27, przewozi sie nad dól zwiercinowy, gdzie nastepuje jego opróznianie.Znacznie szybciej jednakze nastepuje opróznianie swidra rurowego 1 wedlug odmiany z odpinanym zlaczem z czopem 2, w pozycji ostrzem do góry, a to poprzez kilkakrotne uderzenie o twarda plasz¬ czyzne na przyklad plyte, powodujace~wypadniecie zwiercin. PL