RU116561U1

RU116561U1 - DRILLING RIG

Info

Publication number: RU116561U1
Application number: RU2011142280/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Звягинцев; Сергей Алексеевич Платонов; Владимир Петрович Семенюта; Олег Александрович Митюковский; Сергей Иванович Тямушев; Владимир Иванович Барабанов; Юрий Георгиевич Власов
Original assignee: АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "АЛРОСА" (открытое акционерное общество); Открытое акционерное общество геологоразведочных машин "АЛТАЙГЕОМАШ"; Общество с ограниченной ответственностью "Горно-промышленное объединение "РОССТЕХГЕО"
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-05-27

Abstract

Буровая установка, включающая транспортное основание с защитным укрытием, снабженную средствами механизации работ по спуску-подъему рабочих инструментов мачту с возможностью ее установочного перемещения посредством гидроцилиндров, силовую установку, рабочий механизм с вращателем и механизмом подачи бурильных труб, механизм свинчивания-развинчивания бурильных труб, вспомогательное и ремонтное оборудование, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, 4 снабженные фиксирующими приспособлениями устройства для установки основания в рабочее положение, например, домкраты, с автономным управлением каждого устройства, при этом мачта выполнена из секций, причем нижняя секция снабжена подкосами и выполнена с направляющими, вращатель выполнен в виде двухскоростного редуктора с жестко закрепленным на нем пружинно-гидравлическим патроном и снабжен приводным регулируемым гидромотором, механизм подачи выполнен в виде установленной с возможностью перемещения по направляющим мачты и снабженной антифрикционными вкладышами каретки, и гидроцилиндра, закрепленного на каретке и в нижней части мачты, при этом редуктор вращателя шарнирно закреплен на каретке. A drilling rig, including a transport base with a protective cover, a mast equipped with means of mechanization of work on lowering and lifting of working tools, a mast with the possibility of its positioning movement by means of hydraulic cylinders, a power unit, a working mechanism with a rotator and a drill pipe feed mechanism, a drill pipe make-up-unscrew mechanism, auxiliary and repair equipment, characterized in that it additionally contains at least 4 devices provided with fixing devices for setting the base in the working position, for example, jacks, with autonomous control of each device, while the mast is made of sections, and the lower section is equipped with struts and is made with guides, the rotator is made in the form of a two-speed gearbox with a spring-hydraulic cartridge rigidly fixed on it and equipped with a drive adjustable hydraulic motor, the feed mechanism is made in the form of a mast installed with the ability to move along the guides and a carriage equipped with antifriction liners, and a hydraulic cylinder fixed on the carriage and in the lower part of the mast, while the rotator gearbox is hinged on the carriage.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к буровым установкам, и предназначена для бурения с поверхности вертикальных геологоразведочных скважин колонковым способом.The utility model relates to the mining industry, in particular to drilling rigs, and is intended for drilling from the surface of vertical exploration wells by the core method.

Известен буровой станок [патент RU на изобретение №2304685, МПК E21B 3/00 (2006.01), приоритет 19.08.2005, опубл. 20.08.2007, Бюл. №23; патент РФ на полезную модель №52066, МПК E21B 3/00 (2006.01), приоритет 25.08.2005, опубл. 10.03.2006, Бюл. №7], включающий раму, шарнирно скрепленную с рамой опору, установленную с возможностью установочного перемещения мачту с направляющими, и стопорное устройство мачты относительно опоры, взаимодействующую с направляющими каретку, механизм перемещения каретки и скрепленный с кареткой вращатель. Каретка вращателя выполнена с возможностью фиксации с опорой для обеспечения возможности перемещения мачты относительно опоры посредством механизма перемещения каретки.Known drill rig [RU patent for the invention No. 2304685, IPC E21B 3/00 (2006.01), priority 19.08.2005, publ. 08/20/2007, Bull. No. 23; RF patent for utility model No. 52066, IPC E21B 3/00 (2006.01), priority 25.08.2005, publ. 03/10/2006, Bull. No. 7], including a frame hinged to the frame with a support, mounted with the possibility of installation movement of the mast with guides, and a mast stop device relative to the support, interacting with the guides of the carriage, the carriage movement mechanism and the rotator fastened to the carriage. The carriage of the rotator is made with the possibility of fixation with a support to enable the mast to move relative to the support by means of a carriage movement mechanism.

Недостатками указанной установки являются бурение скважин малыми диаметрами коронок, бурение на небольшие глубины, низкая производительность при бурении крепких пород, невозможность работы в районах с суровыми климатическими условиями на отдаленных участках. Необходимо дополнительное оснащение буровым оборудованием, буровым насосом или компрессором. При геологоразведочных работах на значительном удалении от базы возникнет необходимость дополнять буровой станок передвижными узлами для транспортировки инструмента, оборудования и жилого комплекса, при этом преимущество в легкости бурового станка теряется.The disadvantages of this installation are the drilling of wells with small diameters of the crowns, drilling at shallow depths, low productivity when drilling hard rocks, the inability to work in areas with harsh climatic conditions in remote areas. Additional equipment required with drilling equipment, mud pump or compressor. During exploration work at a considerable distance from the base, there will be a need to supplement the drilling rig with mobile units for transporting tools, equipment and a residential complex, while the advantage in the lightness of the drilling rig is lost.

Известен буровой станок [патент RU на изобретение №2247210 МПК⁷ E21B 3/00, приоритет 24.07.2003, опубл. 27.02.2005, Бюл. №6], включающий транспортную базу, мачту с направляющими и подвижными упорами, шарнирно связанными посредством осей с мачтой и размещенными в верхней связи мачты для штоков силовых цилиндров подачи, которые закреплены перпендикулярно опорным поверхностям подвижных упоров на подвижном вращателе, установленном с возможностью осевого перемещения по направляющим мачты, и выполненными с возможностью их вывода из зоны действия штоков силовых цилиндров подачи при помощи цилиндра управления, размещенного на мачте, буровой став, подъемную лебедку, канат и канатные блоки. Подвижные упоры выполнены с возможностью поворота вокруг осей в направлении действия штоков силовых цилиндров подачи, при этом их оси размещены в плоскости, параллельной опорным поверхностям подвижных упоров, и соединены со штоком цилиндра управления, и между собой, посредством рычага поворота, установленного между подвижными упорами, причем цилиндр управления шарнирно связан с рычагом поворота и мачтой станка.Known drill rig [RU patent for the invention No. 2247210 IPC ⁷ E21B 3/00, priority July 24, 2003, publ. 02/27/2005, Bull. No. 6], including a transport base, a mast with guides and movable stops pivotally connected by axles to the mast and placed in the upper connection of the mast for the rods of power supply cylinders, which are fixed perpendicular to the supporting surfaces of the movable stops on a movable rotator mounted with axial movement along guide the mast, and made with the possibility of their withdrawal from the range of the rods of the power supply cylinders using the control cylinder located on the mast, drill stand, lifting forehead feeder, rope and rope blocks. The movable stops are made to rotate around the axes in the direction of action of the rods of the power supply cylinders, while their axes are placed in a plane parallel to the supporting surfaces of the movable stops, and are connected to the rod of the control cylinder, and between themselves, by means of a rotation lever mounted between the movable stops, moreover, the control cylinder is pivotally connected to the rotation lever and the mast of the machine.

Однако это техническое решение направлено в основном на увеличение производительности при спуско-подъемных операциях/However, this technical solution is mainly aimed at increasing productivity during tripping /

Известен также буровой станок [патент RU №2321716, МПК E21B 3/00 (2006.01), приоритет 21.07.2007, опубл. 10.04.2008], содержащий основание с рамой, мачту, на которой с возможностью перемещения установлена каретка с вращателем и механизм подачи, выполненный в виде гидроцилиндра и двух шарнирно связанных между собой рычагов, свободные концы которых шарнирно соединены с рамой и кареткой вращателя. Рама связана с вращателем шарнирно, а гидроцилиндр шарнирно соединен с упомянутыми рычагами, при этом конец рычага, шарнирно связанного с рамой, выполнен в виде вилки, а оси крепления указанных рычагов и ось вала вращателя расположены в одной плоскости.Also known is a drilling rig [patent RU No. 2321716, IPC E21B 3/00 (2006.01), priority July 21, 2007, publ. 04/10/2008], comprising a base with a frame, a mast, on which a carriage with a rotator and a feed mechanism, mounted in the form of a hydraulic cylinder and two pivotally connected levers, the free ends of which are pivotally connected to the frame and the carriage of the rotator, are movably mounted. The frame is pivotally connected to the rotator, and the hydraulic cylinder is pivotally connected to the said levers, while the end of the lever pivotally connected to the frame is made in the form of a fork, and the axis of attachment of these levers and the axis of the rotator shaft are located in the same plane.

Этот буровой станок имеет ограниченные возможности применения, требует подготовленности площадки. Кроме того, довольно сложна конструкция шарнирных соединений крепления гидроцилиндра, рычагов, каретки с вращателем.This drilling rig has limited application possibilities, requires site preparedness. In addition, the design of the articulated joints for fastening the hydraulic cylinder, levers, carriage with a rotator is rather complicated.

Наиболее близким техническим решением является буровая установка ПБУ-650, выпускаемая ОАО "Алтайгеомаш" [650.html], содержащая санное основание, утепленное укрытие, мачту с кронблоком и гидроцилиндрами подъема, механизм свинчивания-развинчивания бурильных труб, рабочий механизм с вращателем и механизмом подачи бурильных труб, вспомогательное и ремонтное оборудование.The closest technical solution is the PBU-650 drilling rig manufactured by Altaygeomash OJSC [650.html], which contains a sled base, an insulated shelter, a mast with a crown block and lifting hydraulic cylinders, a drill pipe screwing and unscrewing mechanism, a working mechanism with a rotator and a feed mechanism drill pipe, auxiliary and repair equipment.

Недостатками этой установки являются ее большой вес, сложная гидравлическая схема, малый угол поворота вращателя вокруг вертикальной оси.The disadvantages of this installation are its large weight, complex hydraulic circuit, and a small angle of rotation of the rotator around the vertical axis.

Техническими результатами, решаемыми полезной моделью, являются уменьшение затрат времени на установку ее и непосредственно производство буровых работ; возможность плавного регулирования работы бурового инструмента, что позволяет как увеличить производительность бурения, так и эффективность использования установки в целом. Это позволит производить автономные геологопоисковые работы в сложных климатических условиях.The technical results solved by the utility model are to reduce the time required to install it and directly carry out drilling operations; the possibility of smoothly regulating the operation of the drilling tool, which allows both to increase drilling productivity and the efficiency of the installation as a whole. This will allow for autonomous geological exploration in difficult climatic conditions.

Указанные технические результаты достигаются тем, что буровая установка, включающая транспортное основание с защитным укрытием, снабженную средствами механизации работ по спуску-подъему рабочих инструментов мачту с возможностью ее установочного перемещения посредством гидроцилиндров, силовую установку, рабочий механизм с вращателем и механизмом подачи бурильных труб, механизм свинчивания-развинчивания бурильных труб, вспомогательное и ремонтное оборудование, дополнительно содержит по меньшей мере 4 снабженные фиксирующими приспособлениями устройства для установки основания в рабочее положение, например, домкраты, с автономным управлением каждого устройства, при этом мачта выполнена из секций, причем нижняя секция снабжена подкосами и выполнена с направляющими, вращатель выполнен в виде двухскоростного редуктора с жестко закрепленным на нем пружинно-гидравлическим патроном и снабжен приводным регулируемым гидромотором, механизм подачи выполнен в виде установленной с возможностью перемещения по направляющим мачты и снабженной антифрикционными вкладышами каретки, и гидроцилиндра, закрепленного на каретке и в нижней части мачты, при этом редуктор вращателя шарнирно закреплен на каретке.The indicated technical results are achieved by the fact that the drilling rig, including a transport base with a protective shelter, equipped with mechanization tools for lowering and lifting working tools, a mast with the possibility of its installation movement by means of hydraulic cylinders, a power plant, a working mechanism with a rotator and a drill pipe feed mechanism, a mechanism make-up and unscrewing of drill pipes, auxiliary and repair equipment, further comprises at least 4 equipped with fixing devices by assemblies of the device for installing the base in the working position, for example, jacks, with autonomous control of each device, while the mast is made of sections, the lower section being equipped with struts and made with guides, the rotator is made in the form of a two-speed gearbox with a spring-hydraulic rigidly fixed to it the cartridge and is equipped with a drive adjustable hydraulic motor, the feed mechanism is made in the form of a mast mounted with the ability to move along the guides and equipped with anti-friction liners reletki, and a hydraulic cylinder mounted on the carriage and in the lower part of the mast, while the rotary gearbox is pivotally mounted on the carriage.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид буровой установки, на фиг.2 вид сверху и на фиг.3 показан вращатель с пружинно-гидравлическим гидропатроном и механизмом подачи.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a general view of a drilling rig, in Fig. 2 is a top view and in Fig. 3 is shown a rotator with a spring-hydraulic hydro-cartridge and a feed mechanism.

Установка включает основание 1, утепленное здание с чехлом 2 закрепленное к ограждению (в здании буровой установки смонтированы средства механизации для производства спуско-подъемных операций), лебедку рабочую 3, мачту буровую 4, гидроцилиндры спуска и подъема мачты 5, силовую установку 6, рабочий механизм 7 с вращателем, состоящим из пружинно-гидравлического патрона 9, двухступенчатого редуктора 8 и приводного регулируемого гидромотора 10, механизм подачи бурильных труб 11 (включает гидроцилиндр подачи 18, корпус каретки 20 и антифрикционные вкладыши 19) и труборазворот 12, буровой насос 13, гидравлический бак 14, пульт управления 15, снабженные фиксирующими устройствами гидроцилиндры 16, подкосы нижней секции мачты 17.The installation includes a base 1, a heat-insulated building with a cover 2 fixed to the fence (mechanization tools for hoisting operations are mounted in the building of the rig), a working winch 3, a mast mast 4, hydraulic cylinders for lowering and lifting the mast 5, power unit 6, operating mechanism 7 with a rotator consisting of a spring-hydraulic cartridge 9, a two-stage gearbox 8 and a variable speed drive motor 10, a drill pipe feed mechanism 11 (includes a feed hydraulic cylinder 18, a carriage housing 20 and anti-friction bearings palms 19) and pipe 12, mud pump 13, hydraulic tank 14, control panel 15, hydraulic cylinders 16 equipped with locking devices, struts of the lower mast section 17.

Механизм подачи выполнен из гидроцилиндра подачи 18, антифрикционных вкладышей каретки 19, расположенных в корпусе каретки 20.The feed mechanism is made of a hydraulic supply cylinder 18, antifriction liners of the carriage 19 located in the housing of the carriage 20.

Буровая установка работает следующим образом: после доставки непосредственно к месту работ в первую очередь поднимается буровая мачта 4 в рабочее положение с помощью гидроцилиндров подъема-спуска мачты 5. Мачта 4 представляет собой пространственную металлическую конструкцию прямоугольного сечения, выполненную из секций, нижняя секция снабжена подкосами.. Основание 1 с расположенным на нем зданием 2 установки затем центруется по отвесу (или элеватору) автономно управляемыми устройствами для установки 16, например домкратами, в качестве которых могут быть применены гидравлические цилиндры двухстороннего действия с ходом 800 мм, снабженные стопорными устройствами. При непосредственном производстве буровых работ рабочей лебедкой 3 заносятся буровые штанги и скручиваются между собой при производстве спуско-подъемных операций труборазворотом 12, например, РТ 1200. Механизм подачи 11 состоит из гидроцилиндра 18, закрепленного на каретке и в нижней части мачты на шарнирных подшипниках. Ход штока - до 2500 мм. Для уменьшения трения при перемещении каретки по стойкам мачты 4 в корпусе каретки 20 закреплены антифрикционные фторопластовые пластины 19. Крутящий момент и осевое усилие на породоразрушающий инструмент передается через подвижный вращатель, представленный на фиг.3. Направляющими для перемещения вращателя являются стойки нижней секции мачты 4. При работе ведущая штанга зажимается пружинно-гидравлическим патроном 9 и гидромотором 10. Через двухступенчатый редуктор 8 передается вращение на снаряд, осевое давление передается через гидроцилиндр подачи 18. Весь процесс бурения скважины осуществляется с пульта управления 15 машиниста буровой установки, он предназначен для управления узлами станка и укомплектован приборами гидравлического управления, контрольно-измерительной аппаратурой, световой индикацией и пусковыми кнопками.The drilling rig works as follows: after delivery directly to the place of work, the mast 4 is first raised to its working position using the mast lifting and lowering hydraulic cylinders 5. Mast 4 is a spatial metal structure of rectangular section made of sections, the lower section is equipped with struts. The base 1 with the building 2 of the installation located on it is then centered on a plumb line (or elevator) with independently controlled devices for installation 16, for example jacks, as In these cases, double-acting hydraulic cylinders with a stroke of 800 mm, equipped with locking devices, can be used. In the direct production of drilling operations, the drill rods are brought in by the working winch 3 and twisted together during the round-trip operations with a pipe-turn 12, for example, PT 1200. The feed mechanism 11 consists of a hydraulic cylinder 18, mounted on the carriage and in the lower part of the mast with articulated bearings. Stroke - up to 2500 mm. To reduce friction when moving the carriage along the posts of the mast 4, the antifriction fluoroplastic plates 19 are fixed in the carriage body 20. The torque and axial force are transmitted to the rock cutting tool through the movable rotator shown in FIG. 3. The guides for moving the rotator are the racks of the lower section of the mast 4. During operation, the drive rod is clamped by a spring-hydraulic cartridge 9 and a hydraulic motor 10. Through a two-stage gearbox 8, rotation is transmitted to the projectile, axial pressure is transmitted through the feed hydraulic cylinder 18. The entire drilling process is carried out from the control panel 15 rig operator, it is designed to control machine components and is equipped with hydraulic control devices, instrumentation, light indicator and start buttons.

Основные преимущества буровой установки УБ-3,5 - возможность плавного регулирования работы бурового оборудования из-за максимального гидрофицированного исполнения всех рабочих узлов, что улучшает возможности бурения скважин как с пневмоударником (30-50 об/мин), так и при алмазном бурении (500-800 об/мин). Уменьшены затраты времени бурового персонала на центрацию буровой установки, что увеличивает время на бурение скважин с соответствующим повышением производительности труда.The main advantages of the UB-3,5 drilling rig are the possibility of smoothly regulating the operation of drilling equipment due to the maximum hydroficated design of all working units, which improves the possibility of drilling wells with a hammer (30-50 rpm) and diamond drilling (500 -800 rpm). The time spent by the drilling personnel on centering the drilling rig is reduced, which increases the time for drilling wells with a corresponding increase in labor productivity.

Claims

A drilling rig, including a transport base with a protective shelter, equipped with mechanization tools for launching and lifting working tools, a mast with the possibility of its installation movement by means of hydraulic cylinders, a power plant, a working mechanism with a rotator and a feed mechanism for drill pipes, a screw-up and unscrew mechanism for drill pipes and repair equipment, characterized in that it further comprises at least 4 provided with fixing devices devices for tanovka the base in the working position, for example, jacks, with autonomous control of each device, while the mast is made of sections, the lower section is equipped with struts and made with guides, the rotator is made in the form of a two-speed gearbox with a spring-hydraulic cartridge rigidly fixed on it and equipped with adjustable hydraulic motor, the feed mechanism is made in the form of a carriage mounted with the ability to move along the mast guides and equipped with anti-friction liners, and a hydraulic cylinder, closed captive on the carriage and the lower part of the mast, the gear rotator is hinged on the carriage.