RU136078U1

RU136078U1 - DRILLING RIG "MOBILMASH 125/2700"

Info

Publication number: RU136078U1
Application number: RU2013119365/03U
Authority: RU
Inventors: Ирина Александровна Лузгина; Владимир Иванович Нечаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "АЛТАЙГЕОМАШ" (ООО "ТД АЛТАЙГЕОМАШ")
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-12-27

Abstract

Мобильная буровая установка, содержащая подъемный блок на раме самоходного шасси, состоящий из приводного двигателя, раздаточного редуктора, валы которого находятся в зацеплении с возможностью передачи крутящего момента на цепные редукторы трансмиссии тихого и быстрого хода однобарабанной лебедки с двумя дисковыми пневматическими муфтами, а также с возможностью передачи крутящего момента на привод ротора через вал, муфту и угловой редуктор, редуктора аварийного привода, вал которого соединен с трансмиссией аварийного привода и с трансмиссией тихого хода лебедки, телескопическую вышку с кронблоком, талевую систему с крюкоблоком, выполняющую связь лебедки с указанной вышкой, и буровое основание, отличающаяся тем, что раздаточный редуктор кинематически соединен с ротором через последовательно размещенные вал, дисковую пневматическую муфту включения привода ротора, дисковый тормоз ротора, моментомер и реверсивный угловой редуктор, а талевая система установки дополнительно снабжена успокоителем талевого каната, снабженным двумя степенями свободы и амортизационной пружиной на плавающей каретке.A mobile drilling rig containing a lifting unit on a self-propelled chassis frame, consisting of a drive motor, a transfer gearbox, whose shafts are meshed with the possibility of transmitting torque to the transmission gearboxes of a silent and high speed transmission of a single-drum winch with two pneumatic disk couplings, and also with the possibility of transmitting torque to the rotor drive through a shaft, a clutch and an angular gearbox, an emergency drive gearbox, the shaft of which is connected to the emergency drive transmission and to silent winch transmission, telescopic tower with crown block, tackle system with hook block, which connects the winch to the specified tower, and a drilling base, characterized in that the transfer gear is kinematically connected to the rotor through a series shaft, a pneumatic disk rotary drive clutch, a disk brake rotor, moment meter and a reversible angular gear, and the tackle system of the installation is additionally equipped with a caliper of the tackle rope, equipped with two degrees of freedom and a shock absorber Ruzyne on a floating carriage.

Description

Полезная модель УСТАНОВКА БУРОВАЯ «МОБИЛМАШ 125/2700» (далее «МОБИЛМАШ 125/2700») относится к области глубокого бурения и представляет собой мобильную буровую установку, которая может быть использована для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин с номинальной грузоподъемностью, преимущественно, 125 тонн, и может быть использована для бурения скважин глубиной до 2700 м, для спуска и подъема насосно-компрессорных, бурильных и обсадных труб, насосных штанг, проведения бурильных работ, в том числе, разбуривания цементных мостов, пробок, пакеров, промывки отложений песка и парафина в скважине, установки цементных мостов, ловильных работ и других операций при текущем, капитальном ремонте и освоении газовых, нефтяных и нагнетательных скважин, в том числе, пробуренных, преимущественно, в твердых породах, в том числе, со скальными пропластками. Аббревиатура названия и грузоподъемности «МОБИЛМАШ 125/2700» обозначается разработчиком в производстве и при продажах.Utility model DRILLING RIG “MOBILMASH 125/2700” (hereinafter “MOBILMASH 125/2700”) refers to the field of deep drilling and is a mobile drilling rig that can be used for drilling and repairing oil and gas wells with a nominal lifting capacity of mainly 125 tons, and can be used for drilling wells up to 2700 m deep, for lowering and lifting tubing, drill and casing pipes, sucker rods, drilling operations, including drilling cement bridges, plugs, packers, etc. washing sand and paraffin deposits in the well, installing cement bridges, fishing operations and other operations during ongoing, overhaul and development of gas, oil and injection wells, including those drilled mainly in hard rocks, including with rock layers . The abbreviation for the name and load capacity "MOBILMASH 125/2700" is indicated by the developer in production and during sales.

Известна установка буровая МБУ 125 (Патент РФ №67615), которая содержит подъемный блок на раме самоходного шасси, состоящий из приводного двигателя, раздаточного редуктора, валы которого находятся в зацеплении с возможностью передачи крутящего момента через соединительные элементы на цепные редукторы трансмиссии тихого и быстрого хода однобарабанной лебедки с двумя дисковыми пневматическими муфтами, а также - с возможностью передачи крутящего момента на привод ротора, редуктора аварийного привода, вал которого соединен с трансмиссией аварийного привода и с трансмиссией тихого хода лебедки, телескопическую вышку с кронблоком, талевую систему с крюкоблоком, выполняющую связь лебедки с указанной вышкой, и буровое основание. Техническим результатом известного решения является упрощение конструкции установки с сохранением ее функциональных возможностей за счет применения однобарабанной лебедки, которая наиболее компактна и проста по конструкции по сравнению с двухбарабанной лебедкой с буровым и тартальным барабанами, примененной в известных решениях. Недостатком указанной известной установки является трудоемкость в обслуживании.A well-known drilling rig MBU 125 (RF Patent No. 67615), which contains a lifting unit on the frame of a self-propelled chassis, consisting of a drive motor, a transfer gearbox, the shafts of which are meshed with the possibility of transmitting torque through the connecting elements to the chain transmission gearboxes of silent and high speed transmission single-drum winch with two pneumatic disc couplings, as well as with the possibility of transmitting torque to the rotor drive, emergency drive gearbox, the shaft of which is connected to the transmission a drive drive and with a silent winch transmission, a telescopic tower with a crown block, a tackle system with a hook block, connecting the winch to the specified tower, and a drilling base. The technical result of the known solution is to simplify the design of the installation while maintaining its functionality through the use of a single-drum winch, which is the most compact and simple in construction compared to a double-drum winch with drilling and tartar drums, used in known solutions. The disadvantage of this known installation is the complexity of the service.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является мобильный ремонтно-буровой агрегат, предназначенный для бурения, освоения, ремонта, восстановления скважин (Патент РФ №2204680). Агрегат включает самоходную транспортную базу, например грузовой автомобиль, на платформе которой смонтированы вышка с талевой системой, буровая однобарабанная лебедка, механический привод основных механизмов, гидравлический привод вспомогательных механизмов и гидравлические аутригеры. Привод основных механизмов снабжен реверсивным электродвигателем постоянного тока, установленным на платформе перед буровой лебедкой, который кинематически связан с раздаточным редуктором привода буровой лебедки и ротором. А раздаточный редуктор кинематически соединен с ротором через последовательно размещенные вал, муфту и реверсивный угловой редуктор. Этот агрегат обеспечивает повышение надежности и эффективности работы за счет включения в состав реверсивного электродвигателя постоянного тока, что позволяет при соответствующих условиях переходить от привода двигателя автомобиля на работу с приводом от электродвигателя, с присущими этому виду привода преимуществами.Closest to the proposed technical solution is a mobile repair and drilling unit, designed for drilling, development, repair, restoration of wells (RF Patent No. 2204680). The unit includes a self-propelled transport base, for example, a truck, on the platform of which a derrick with a tackle system is mounted, a single-drum drilling winch, a mechanical drive of the main mechanisms, a hydraulic drive of auxiliary mechanisms and hydraulic outriggers. The drive of the main mechanisms is equipped with a reversible direct current electric motor mounted on a platform in front of the drawworks, which is kinematically connected with a draw gear drive gear of the drawworks and a rotor. A transfer gear is kinematically connected to the rotor through a sequentially placed shaft, clutch and a reversible angular gear. This unit provides increased reliability and operational efficiency due to the inclusion of a DC direct current electric motor, which, under appropriate conditions, allows switching from a car engine drive to an electric motor drive, with the advantages inherent in this type of drive.

Однако указанный известный буровой агрегат может не обеспечить стабильный процесс бурения в условиях твердых пород. Это объясняется недостаточным согласованием изменения в этой ситуации крутящего момента и частоты вращения ротора посредством муфты (особенно, если она не пневматическая дисковая) и углового редуктора.However, this known drilling unit may not provide a stable drilling process in hard rock conditions. This is due to insufficient coordination of changes in this situation of torque and rotor speed by means of a coupling (especially if it is not a pneumatic disk) and an angular gearbox.

Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в обеспечении стабильности процесса бурения в твердых породах за счет улучшенного согласования изменяющихся при прохождении твердых пород крутящего момента и частоты вращения раздаточного редуктора и ротора, за счет минимизирования скользящего с рывками движения породоразрушающего инструмента, а также за счет снятия эффекта «пружины», который образуется на бурильной колонне с указанным инструментом при бурении в твердых породах.The technical result achieved by the proposed utility model is to ensure the stability of the drilling process in solid rocks due to improved matching of the torque and rotational speed of the transfer gear and rotor that changes with the passage of solid rocks, by minimizing the rock-cutting tool sliding with jerks, and also by removing the effect of the "spring", which is formed on the drill string with the specified tool when drilling in solid rocks.

Поставленный технический результат достигается предлагаемой «МОБИЛМАШ 125/2700», содержащей подъемный блок на раме самоходного шасси, состоящий из приводного двигателя, раздаточного редуктора, валы которого находятся в зацеплении с возможностью передачи крутящего момента на цепные редукторы трансмиссии тихого и быстрого хода однобарабанной лебедки с двумя дисковыми пневматическими муфтами, а также с возможностью передачи крутящего момента на привод ротора через карданный вал, муфту и угловой редуктор, редуктора аварийного привода, вал которого соединен с трансмиссией аварийного привода и с трансмиссией тихого хода лебедки, телескопическую вышку с кронблоком, талевую систему с крюкоблоком, выполняющую связь лебедки с указанной вышкой, и буровое основание, при этом новым является то, что раздаточный редуктор кинематически соединен с ротором через последовательно размещенные карданный вал, дисковую пневматическую муфту включения привода ротора, дисковый тормоз ротора, моментомер и реверсивный угловой редуктор, а талевая система установки дополнительно снабжена успокоителем талевого каната, снабженного двумя степенями свободы и амортизационной пружиной на плавающей каретке.The technical result achieved is achieved by the proposed "MOBILMASH 125/2700", containing a lifting unit on the frame of a self-propelled chassis, consisting of a drive motor, a transfer gearbox, the shafts of which are meshed with the possibility of transmitting torque to the chain gearboxes of the quiet and high speed transmission of a single-drum winch with two with pneumatic disk couplings, as well as with the possibility of transmitting torque to the rotor drive through a cardan shaft, a coupling and an angular gearbox, an emergency drive gearbox, a shaft which is connected to the emergency drive transmission and the winch quiet running transmission, a telescopic tower with a crown block, a tackle system with a hook block, which connects the winch to the specified tower, and a drilling base, while the new one is that the transfer gear is kinematically connected to the rotor through successively placed cardan shaft, pneumatic disc clutch for turning on the rotor drive, rotor disc brake, torque meter and a reversible angular gear, and the tackle system of the installation is additionally equipped with callers a resident of a hoist rope equipped with two degrees of freedom and a damping spring on a floating carriage.

Указанный технический результат достигается за счет совокупности конструктивных узлов, входящих в конструкцию предлагаемой мобильной буровой установки, и их взаимосвязи.The specified technical result is achieved due to the combination of structural units included in the design of the proposed mobile drilling rig, and their relationship.

Благодаря тому, что раздаточный редуктор и ротор кинематически связаны последовательно размещенными карданным валом, дисковой пневматической муфтой включения привода ротора, дисковым тормозом ротора, моментомером и реверсивным угловым редуктором, обеспечивается стабильность процесса бурения особенно в твердых породах, например, в кварците. При попадания породоразрушающего инструмента в твердую породу происходит уменьшение частоты вращения ротора, т.е. отход от оптимального заданного режима бурения. Если это происходит длительное время, то указанный инструмент начинает неустойчиво работать. Поэтому очень важно обеспечить выход на оптимальный режим и его сохранение. В предлагаемой полезной модели в этой ситуации выход на заданный технологический режим бурения и его стабилизацию обеспечивается совокупностью узлов кинематической связи раздаточного редуктора и ротора, а также за счет наличия успокоителя каната, установленного на тралевой системе.Due to the fact that the transfer gear and the rotor are kinematically connected in series with a cardan shaft, a pneumatic rotary disc clutch, a rotor disc brake, a torque meter and a reversible angle gear, the stability of the drilling process is ensured especially in hard rocks, for example, in quartzite. When a rock cutting tool enters solid rock, the rotor speed decreases, i.e. departure from the optimal preset drilling mode. If this happens for a long time, then the specified tool starts to work unstable. Therefore, it is very important to ensure access to the optimal mode and its preservation. In the proposed utility model in this situation, access to a given technological drilling mode and its stabilization is ensured by a combination of kinematic connection nodes of the transfer gear and rotor, as well as due to the presence of a cable damper mounted on the trawl system.

При увеличении твердости породы и увеличения за счет этого момента нагрузки на вращающемся роторе, дисковая пневматическая муфта за счет проскальзывания позволяет снизить частоту вращения ротора или произвести его остановку при возможном заклинивании (причем именно дисковая пневматическая муфта, по сравнению с традиционными муфтами, позволяет это сделать без рывков, плавно, без удара, т.к. вращающий момент изменяется постепенно по мере увеличения силы нажатия на поверхности трения - диски). В этой ситуации угловой реверсивный редуктор обеспечивает изменение направления вращения ротора для выхода породоразрушающего инструмента из позиции заклинивания или из большого момента сопротивления породы. При этом происходит уменьшение сопротивления породы на инструмент и частота вращения ротора увеличивается, т.е. проскальзывание муфты прекращается. Но частота вращения ротора должна быть в пределах заданной оптимальной величины, чтобы обеспечить и требуемую скорость бурения, и исключить «зашлифовку» породы, особенно твердой (в случае высокой частоты вращения породоразрушающего инструмента), а также снять эффект «пружины» на бурильный инструмент. Для исключения этого явления в кинематическую схему включен моментомер, который выводит на табло параметры момента на роторе и скорость вращения ротора, а также дисковый тормоз ротора. При отклонении частоты вращения ротора от заданной (оптимальной) бурильщик производит переключение передач в коробке переключения передач шасси и за счет изменения при этом числа оборотов двигателя будет изменен тормозной момент тормоза ротора, скорость вращения ротора при этом изменится. А это обеспечит оптимальные условия для работы муфты. За счет этих двух эффектов частота вращения ротора будет приведена в заданный режим, т.е. будет согласование изменяющихся при прохождении твердых пород крутящего момента и частоты вращения раздаточного редуктора и ротора. Таким образом, благодаря указанной совокупности воздействия указанной муфты и указанного тормоза ротора будет поддерживаться стабильность процесса бурения, в том числе, в твердых породах.When the hardness of the rock increases and the load on the rotating rotor increases due to this moment, the disk pneumatic clutch due to slippage allows to reduce the rotor speed or to stop it when it is possible to jam (moreover, the disk pneumatic clutch, in comparison with traditional couplings, allows this without jerking, smoothly, without impact, because the torque changes gradually with increasing pressure on the friction surface - discs). In this situation, the angular reversible gearbox provides a change in the direction of rotation of the rotor to exit the rock cutting tool from the jamming position or from a large moment of rock resistance. In this case, the rock resistance to the tool decreases and the rotor speed increases, i.e. clutch slip stops. But the rotor speed must be within the specified optimal value to ensure the required drilling speed, and to exclude “grinding” of the rock, especially hard (in the case of a high rotational speed of the rock cutting tool), and also to remove the effect of the “spring” on the drilling tool. To eliminate this phenomenon, a moment meter is included in the kinematic diagram, which displays the parameters of the moment on the rotor and the rotor speed, as well as the rotor disc brake. If the rotor speed deviates from the set (optimal) driller changes gears in the gearbox of the chassis gear and due to the change in the number of engine revolutions, the braking torque of the rotor brake will be changed, the rotor speed will change. And this will provide optimal conditions for the operation of the coupling. Due to these two effects, the rotor speed will be brought into the specified mode, i.e. there will be a coordination of the torque and frequency of rotation of the transfer gearbox and rotor that changes with the passage of solid rocks. Thus, due to the specified combination of the effects of the specified clutch and the specified rotor brake, the stability of the drilling process will be maintained, including in solid rocks.

Выбор муфты и тормоза ротора дисковыми обусловлен, во-первых, их возможностью выполнять свои функции без рывков, плавно, без удара, т.к. вращающий момент, на который они оказывают воздействие, изменяется постепенно по мере увеличения силы нажатия на поверхности трения - диски, а во-вторых, совместимостью, согласованностью характера воздействия, что несомненно приведет к стабилизации процесса бурения.The choice of a rotor disc clutch and brake is determined, firstly, by their ability to perform their functions without jerking, smoothly, without impact, because the torque they act on changes gradually with increasing pressure on the friction surface — the discs, and secondly, the compatibility, consistency of the nature of the impact, which will undoubtedly lead to stabilization of the drilling process.

Благодаря тому, что в талевую систему дополнительно встроен успокоитель талевого каната, снабженный двумя степенями свободы и амортизационной пружиной на плавающей каретке, обеспечивается эффективное снижение вибрации каната как при сматывания его на барабан лебедки, так и при разматывании для осуществления подъема и регулируемого спуска бурильных и обсадных колонн, регулируемой подачи долота на забой в режиме регулятора подачи долота, что обеспечивает минимизирование скользящего с рывками движения породоразрушающего инструмента, особенно в твердых породах, и положительно влияет на стабилизацию процесса бурения.Due to the fact that the caliper of the hoist rope, equipped with two degrees of freedom and a damping spring on the floating carriage, is additionally integrated in the hoisting system, the vibration of the rope is effectively reduced both when winding it onto the winch drum and when unwinding it for lifting and adjustable lowering of drill and casing columns, adjustable bit feed to the face in the mode of the bit feed regulator, which minimizes the rock-cutting tool sliding with jerks, sobenno in hard rock, and has a positive effect on the stabilization of the drilling process.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид установки; на фиг.2 - кинематическая схема установки; на фиг.3 - успокоитель талевого каната.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the installation; figure 2 is a kinematic diagram of the installation; figure 3 - pacifier hoist rope.

Заявленная полезная модель «МОБИЛМАШ 125/2700» содержит раму 1 самоходного шасси, например, шасси БА3-69099, имеющую колесную формулу 12x12, на которой расположены узлы и элементы подъемного блока, в том числе приводной двигатель 2, например, ТМЗ-843110, оснащенный двухскоростной коробкой отбора мощности 3, который посредством вала связан с раздаточным редуктором 4 привода буровой лебедки 5 и ротора 6, например, РУП-560 с захватом клиньевым пневматическим. На борту подъемного блока расположен монтажный пульт 7, с которого управляют телескопическим гидроцилиндром подъема вышки 8, состоящей из двух секций, и гидроцилиндром выдвижения верхней секции вышки. Электрооборудование подъемного блока (24 В) подключено к электрооборудованию шасси. Подъемный блок оснащен аварийным освещением напряжением 24 В, габаритными огнями для движения по дорогам общего назначения. Основное освещение установки (220 В) выполнено во взрывозащищенном исполнении. На полуприцепе размещено буровое основание.The claimed utility model "MOBILMASH 125/2700" contains a frame 1 of a self-propelled chassis, for example, the chassis BA3-69099, having a wheel formula 12x12, on which the nodes and elements of the lifting block are located, including a drive motor 2, for example, TMZ-843110, equipped a two-speed power take-off box 3, which is connected via a shaft to a transfer gear 4 of a drawworks drive 5 and a rotor 6, for example, RUP-560 with pneumatic wedge gripping. On board the lifting unit there is an assembly panel 7, from which the telescopic hydraulic cylinder for lifting the tower 8, consisting of two sections, and the hydraulic cylinder for extending the upper section of the tower are controlled. The electrical equipment of the lifting unit (24 V) is connected to the electrical equipment of the chassis. The lifting unit is equipped with 24 V emergency lighting, parking lights for driving on general roads. The main lighting of the installation (220 V) is made in explosion-proof design. A drilling base is placed on the semitrailer.

На раме 1 в средней ее части установлена однобарабанная лебедка 5, имеющая трансмиссии тихого 9, быстрого 10 хода и трансмиссию 11 аварийного привода. «Быстрая» скорость предназначена для подъема и спуска бурильной колонны. «Тихая» скорость предназначена для работы с обсадной колонной и ликвидацией аварий во время эксплуатации установки.On the frame 1 in its middle part, a single-drum winch 5 is installed, having quiet transmissions 9, 10 fast speeds and an emergency drive transmission 11. "Fast" speed is designed to raise and lower the drill string. Silent speed is designed to work with the casing and to eliminate accidents during operation of the installation.

Лебедка 5 состоит из барабана 12, вспомогательного гидротормоза 13, тормоза 14 барабана лебедки, дисковых пневматических муфт 15 и 16 (в качестве таких муфт могут быть использованы известные муфты, примененные, например, в подъемном агрегате АЗИНМАШ-37А (см. инструкцию по эксплуатации ЗАПА.ОО.00.000 ИЭ «Подъемный агрегат АЗИНМАШ-37А», Москва, Внешторгиздат, Изд. №3159М 1973 г., стр.19, рис.10; стр.28, рис.27), и редуктора 17 аварийного привода. Также лебедка 5 связана с талевой системой 18 с крюкоблоком, выполняющей связь лебедки с вышкой 8. Талевая система при этом снабжена успокоителем 19 талевого каната, снабженного двумя степенями свободы и амортизационной пружиной 20 на плавающей каретке 21 (фиг.3). Благодаря именно такому выполнению успокоителя обеспечивается значительное снижение вибрации и рывков каната как в горизонтальной (за счет пружины), так и в вертикальной плоскостях (за счет плавающей каретки), что особенно важно при работе породоразрушающего инструмента в твердых породах, когда возможно резкое изменение скорости бурения во времени.Winch 5 consists of a drum 12, an auxiliary hydraulic brake 13, a brake 14 of a winch drum, pneumatic disk couplings 15 and 16 (known couplings used, for example, in the AZINMASH-37A lifting unit (see ZAPA operating instructions, can be used as such couplings) .OO.00.000 IE “AZINMASH-37A Lifting Unit”, Moscow, Vneshtorgizdat, Publishing House No. 3159M 1973, p. 19, fig. 10; p. 28, fig. 27), and emergency gearbox 17. 5 is connected with the tackle system 18 with a hook block, connecting the winch to the tower 8. The tackle system It is shaken by the calming device 19 of the hoist rope, equipped with two degrees of freedom and a damping spring 20 on the floating carriage 21 (Fig. 3). Due to this embodiment of the calming device, a significant reduction in vibration and jerking of the rope is provided both in the horizontal (due to the spring) and in the vertical planes (due to the floating carriage), which is especially important when working with a rock cutting tool in hard rocks, when a sharp change in drilling speed over time is possible.

Раздаточный редуктор 4 установлен параллельно относительно продольной оси лебедки 5 и содержит три вала 22, 23 и 24, находящиеся в зацеплении с возможностью передачи крутящего момента через соединительные элементы на трансмиссии тихого 9 и быстрого хода 10 лебедки 5 и привода ротора 6 соответственно.The transfer gear 4 is installed parallel to the longitudinal axis of the winch 5 and contains three shafts 22, 23 and 24, which are meshed with the possibility of transmitting torque through the connecting elements to the silent transmission 9 and high speed 10 of the winch 5 and rotor drive 6, respectively.

Барабан 12 лебедки 5 состоит из сварного барабана с канавками, связанного с валом шпоночным соединением. Вал соединен с опорными элементами рамы через подшипники, а на торцах барабана укреплены тормозные обода (на фиг. не показано).The drum 12 of the winch 5 consists of a welded drum with grooves associated with a shaft keyed connection. The shaft is connected to the supporting elements of the frame through bearings, and brake rims are attached to the ends of the drum (not shown in FIG.).

Большая дисковая пневматическая муфта с вертлюжком подвода воздуха размещена на конце вала 22 со стороны трансмиссии тихого хода 9.A large pneumatic disk clutch with an air supply swivel is located on the end of the shaft 22 from the side of the silent transmission 9.

Со стороны трансмиссии быстрого хода 10 размещена малая дисковая пневматическая муфта с вертлюжком.On the side of the high-speed transmission 10, a small pneumatic disk clutch with a swivel is placed.

Все трансмиссии одеваются на пустотелые шлицевые валы, которые установлены на подшипниках. Большая дисковая пневматическая муфта состоит из зубчатого колеса, соединенного с пустотелым шлицевым валом ведущего и ведомого дисков и снабжена вкладышами, нажимными секторами, диафрагмой, с возможностью взаимного контактирования. Трансмиссия служит для привода лебедки с помощью редукторов. Все редукторы выполнены цепными с цельносварными маслонаполненными корпусами и смотровыми окнами.All transmissions are worn on hollow spline shafts that are mounted on bearings. The large pneumatic disk clutch consists of a gear wheel connected to the hollow spline shaft of the drive and driven drives and is equipped with inserts, pressure sectors, a diaphragm, with the possibility of mutual contact. The transmission is used to drive the winch with gears. All gearboxes are made of chain with all-welded oil-filled housings and viewing windows.

Редуктор 25 тихого хода и редуктор 26 быстрого хода крепятся сверху через полый вал на валу лебедки 5, а снизу с помощью опорных элементов на раме 1, также на раме установлена трансмиссия 11 аварийного привода при помощи опорных элементов.Silent gear reducer 25 and high speed gearbox 26 are mounted on top through the hollow shaft to the winch shaft 5, and from below using support elements on frame 1, an emergency drive transmission 11 is also installed on the frame using support elements.

В цепных редукторах для монтажа звездочек цепи и натяжного устройства цепи имеются крышки. Звездочки вращаются на шарикоподшипниках и установлены в боковые крышки редуктора. В редукторе 25 тихого хода находятся звездочки с числом зубьев Z=15, Z=60, в редукторе 26 быстрого хода - Z=36, Z=39, а в редукторе 17 аварийного привода - Z=17, Z=34.Chain gearboxes have covers for mounting chain sprockets and chain tensioners. The sprockets rotate on ball bearings and are installed in the side covers of the gearbox. In the gearbox 25 of quiet running there are sprockets with the number of teeth Z = 15, Z = 60, in gearbox 26 of high speed - Z = 36, Z = 39, and in gearbox 17 of the emergency drive - Z = 17, Z = 34.

Редуктор аварийного привода 17 служит для аварийного привода лебедки 5 с помощью гидромоторов (на фиг. не показано), которые установлены в крышку редуктора с возможностью передачи вращательного момента на вал редуктора 17. На шлицевых валах гидромоторов закреплены шестерни (Z=18), которые находятся в постоянном зацеплении с венцом (Z=120). Венец закреплен болтами и штифтами на ведущем диске, который в свою очередь посажен с помощью шлицевых пазов и втулок на вал редуктора 17. Шлицевой конец вала редуктора 17 через соединительные элементы соединен с валом аварийного привода лебедки и рычагом включения аварийного привода.The emergency drive gear 17 serves to emergency drive the winch 5 using hydraulic motors (not shown in Fig.), Which are installed in the gearbox cover with the possibility of transmitting torque to the gearbox shaft 17. Gears are attached to the splined shafts of the hydraulic motors (Z = 18), which are located in constant engagement with the crown (Z = 120). The crown is fixed by bolts and pins on the drive disk, which, in turn, is seated with the help of splined grooves and bushings on the gear shaft 17. The splined end of the gear shaft 17 is connected through the connecting elements to the emergency drive shaft of the winch and the emergency drive start lever.

Редуктор 17 аварийного привода имеет разъемный корпус (на фиг. не показано), состоящий из сварного корпуса с крышкой, соединенных между собой болтами через прокладку. В редуктор 17 аварийного привода заливается масло трансмиссионное, например, зимой ТМ 5-12 (-40°С; +140°С), летом ТАД-17И (-25°С; +140°С) ГОСТ 23656-79 в количестве 1,8 литра до верхней метки на щупе маслоуказателя.The emergency drive gearbox 17 has a detachable casing (not shown in FIG.), Consisting of a welded casing with a cover, interconnected by bolts through a gasket. Transmission oil is poured into the gearbox 17 of the emergency drive, for example, in winter TM 5-12 (-40 ° С; + 140 ° С), in the summer TAD-17I (-25 ° С; + 140 ° С) GOST 23656-79 in the amount of 1 , 8 liters to the top mark on the dipstick.

Раздаточный редуктор 4 посредством карданного вала 24 кинематически соединен с ротором 6 через последовательно установленные: дисковую пневматическую муфту 27 включения привода ротора, дисковый тормоз 28 ротора, моментомер 29 и реверсивный угловой редуктор 30, который обеспечивает вращение выходного вала, сообщающегося с ротором, в любую сторону без предпочтительности.The gearbox 4 through the driveshaft 24 is kinematically connected to the rotor 6 through sequentially installed: a disk pneumatic clutch 27 for turning on the rotor drive, a disk brake 28 of the rotor, a torque meter 29 and a reversible angular gearbox 30, which allows the output shaft to communicate with the rotor to rotate in any direction without preference.

Вышка 8 служит для выполнения спуско-подъемных операций во время бурения и обсадки скважин. Она состоит из двух секций: нижней и верхней, представляющих собой сварные фермы П-образной формы (с открытой передней гранью), сваренные из труб прямоугольного и квадратного сечения. К верхней секции приварена рама кронблока. При эксплуатации вышка 8 является опорой для бурильных труб, устанавливаемых в вертикальное положение, кроме того на ней монтируется ряд устройств и приспособлений для различных технологических целей при строительстве скважин, например, в опорные проушины и фланцы, которые имеются в нижней части нижней секции, подвешивается балкон верхового (на фиг. не показано). На верхней секции имеется поддон для укладки крюкоблока в транспортном положении. Нижняя и верхняя секции вышки оборудованы лестницами-стремянками (на фиг. не обозначено).The tower 8 serves to carry out tripping operations during drilling and casing of wells. It consists of two sections: the lower and upper, which are welded trusses of a U-shape (with an open front face), welded from pipes of rectangular and square cross-section. The crown block frame is welded to the upper section. In operation, the tower 8 is a support for drill pipes installed in a vertical position, in addition, a number of devices and devices for various technological purposes are mounted on it during well construction, for example, in the supporting eyes and flanges that are in the lower part of the lower section, the balcony is suspended horse (not shown in Fig.). On the upper section there is a pallet for laying the hook block in the transport position. The lower and upper sections of the tower are equipped with step ladders (not indicated in Fig.).

Предлагаемая мобильная буровая установка «МОБИЛМАШ 125/2700» работает следующим образом. Установка для проведения работ при глубоком бурении, обслуживании и ремонте скважин устанавливается на рабочей площадке, с несущей способностью грунта не менее 15 кг/см². Под колеса шасси устанавливают противооткатные упоры. К откидным площадкам, которыми оснащена установка, крепят опоры и устанавливают лестницы с перилами (на фиг. не показано). Собирают и устанавливают в рабочее положение устройства и приспособления с креплением на вышке. Снимают с крюков вышки оттяжки, канат подвески ключей, канат страхового устройства верхового рабочего и расправляют их. Фиксируют крюкоблок. Перед подъемом вышки 8 отсоединяют откидные болты передней опоры. Отсоединяют элементы фиксации верхней секции вышки относительно нижней и подают напряжение на пульт управления. Подъем вышки начинают при давлении не более 180 кгс/см². Опускание вышки производят при давлении в пределах от 40 до 50 кгс/см². Положение вышки фиксируют с помощью откидных болтов на задней опоре.The proposed mobile drilling rig "MOBILMASH 125/2700" works as follows. Installation for work during deep drilling, maintenance and repair of wells is installed on the working platform, with a bearing capacity of the soil of at least 15 kg / cm ² . Under the wheels of the chassis set chocks. To the folding platforms with which the installation is equipped, supports are fixed and stairs with a railing are installed (not shown in Fig.). Assemble and install in working position devices and appliances with mounts on the tower. Remove the guy rods from the hooks of the towers, the key suspension rope, the rope of the riding worker insurance device and straighten them. The hook block is fixed. Before lifting the tower 8, the hinged bolts of the front support are disconnected. Disconnect the fixation elements of the upper section of the tower relative to the lower and apply voltage to the control panel. The rise of the tower begins at a pressure of not more than 180 kgf / cm ² . Lowering the tower is carried out at a pressure in the range from 40 to 50 kgf / cm ² . The position of the tower is fixed with the help of hinged bolts on the rear support.

Закрепляют оттяжки: силовые оттяжки натягивают с усилием 10 кН (до отсутствия провисания), при этом момент затяжки должен составлять 20 кг.м; ветровые оттяжки закрепляют к якорям и натягивают с усилием 10 кН, при этом момент затяжки должен составлять 20 кг.м; стабилизирующие оттяжки балкона верхового рабочего закрепляют к якорям и натягивают с усилием 5 кН, при этом момент затяжки должен составлять 10 кг.м. Затем устанавливают рабочие площадки.Fasten braces: tighten the braces with a force of 10 kN (until there is no sagging), while the tightening torque should be 20 kg.m; wind braces are fixed to the anchors and pulled with a force of 10 kN, while the tightening torque should be 20 kg.m; the stabilizing guy wires of the balcony of the riding worker are fixed to the anchors and pulled with a force of 5 kN, while the tightening torque should be 10 kg.m. Then establish the working platform.

Работа «МОБИЛМАШ 125/2700» заключается в работе ротора и в работе лебедки. Однобарабанная лебедка 5, предназначенная для подъема и опускания бурильного инструмента, обсадных и насосно-компрессорных труб, содержит барабан 12 лебедки с валом, который посредством дисковых пневматических фрикционных муфт 15 и 16 соединен напрямую и установлен соосно с основными двигателями, расположенными по разные стороны барабана. Для увеличения тягового усилия на барабане 12 лебедки 5, с соответствующим снижением скорости подъема, работа осуществляется через цепные передачи. Управление лебедкой осуществляется с помощью рычагов и рукояток тормоза 14, а также с пульта управления и обеспечивается пневматической системой лебедки. При включении пневматических дисковых муфт 15 и 16, звездочки тихого и быстрого хода муфт соединяются с валом барабана лебедки 5. Вращение задает привод лебедки с раздаточного редуктора 4, имеющего два выхода на лебедку, с одного выхода 22 на редуктор 25 тихого хода, с другого 23 - на редуктор 26 быстрого хода. Крутящий момент от трансмиссии к барабану 12 лебедки передается с подачей воздуха через штуцер вертлюжка подвода воздуха под диафрагму, расположенную на наружном диске большой пневматической муфты. Тормоз 14 лебедки имеет ручное пневматическое и механическое управление, которое приводится в действие тормозным рычагом, который обеспечивает плавное торможение с постепенным увеличением тормозного усилия.The work of MOBILMASH 125/2700 consists in the operation of the rotor and in the operation of the winch. A single-drum winch 5, designed to raise and lower the drilling tool, casing and tubing, contains a winch drum 12 with a shaft, which is connected directly by means of pneumatic friction clutches 15 and 16 and mounted coaxially with the main engines located on opposite sides of the drum. To increase traction on the drum 12 of the winch 5, with a corresponding decrease in the lifting speed, work is carried out through chain transmissions. The winch is controlled using levers and brake levers 14, as well as from the control panel and is provided with a pneumatic winch system. When the pneumatic disk couplings 15 and 16 are turned on, the sprockets for quiet and high speed couplings are connected to the shaft of the winch drum 5. The rotation sets the winch drive from the transfer gearbox 4, which has two outputs to the winch, from one output 22 to the slow-speed gearbox 25, from the other 23 - to the gearbox 26 high speed. The torque from the transmission to the winch drum 12 is transmitted with air supply through the nozzle of the swivel air supply under the diaphragm located on the outer disk of the large pneumatic clutch. The winch brake 14 has manual pneumatic and mechanical control, which is actuated by the brake lever, which provides smooth braking with a gradual increase in braking force.

Использование однобарабанной лебедки 5 обеспечивает полную остановку и удержание груза в неподвижном состоянии некоторое время (до 30 секунд) до момента наложения основного тормоза 14. При бурении двигатель работает в режиме регулятора подачи долота. Система управления приводом обеспечивает полную управляемость приводными электродвигателями, даже при торможении на подъеме и разгоне на спуске. Основное торможение производится с помощью электродвигателя, аварийное - механическим тормозом рычагом включения аварийного привода. Успокоитель 19 каната, встроенный в талевую систему, обеспечивает снижение вибрации и рывков каната при работе, что позволяет повысить стабильность процесса бурения.Using a single-drum winch 5 provides a complete stop and hold of the load in a stationary state for some time (up to 30 seconds) until the main brake 14 is applied. During drilling, the engine operates in the mode of the bit feed regulator. The drive control system provides complete controllability of the drive electric motors, even during braking on the rise and acceleration on the descent. The main braking is done with the help of an electric motor, emergency braking is done with a mechanical brake using the emergency drive lever. The rope stabilizer 19, which is integrated in the hoist system, provides a reduction in vibration and rope jerking during operation, which improves the stability of the drilling process.

Вращение на ротор 6 передается от раздаточного редуктора 4 через карданный вал 24, дисковую пневматическую муфту 27, моментомер 29 к реверсивному угловому редуктору 30, далее через выходной вал приводит в действие ротор 6 при помощи карданного вала. При этом управление привода ротора производится следующим образом. При вращающемся карданном вале 24 происходит сцепление с ним муфты 27 и вращающий момент передается на моментомер 29 и через угловой реверсивный редуктор 30 на ротор 6. Ротор 6 начинает вращаться и производить бурение. При увеличении твердости породы и увеличения за счет этого момента нагрузки на вращающемся роторе 6, муфта 27 за счет проскальзывания позволяет снизить частоту вращения ротора 6 или произвести его остановку при возможном заклинивании. В этой ситуации угловой реверсивный редуктор 30 обеспечивает изменение направления вращения ротора 6 для выхода породоразрушающего инструмента из позиции заклинивания или из большого момента сопротивления породы. При этом происходит уменьшение сопротивления породы на инструмент и частота вращения ротора увеличивается, т.е. проскальзывание муфты 27 прекращается. Но частота вращения ротора 6 должна быть в пределах заданной оптимальной величины, чтобы обеспечить и требуемую скорость бурения, и исключить «зашлифовку» породы, особенно твердой (в случае высокой частоты вращения породоразрушающего инструмента), и снять эффект «пружины», который образуется на бурильном инструменте, особенно при бурении в твердых породах. Для исключения этого явления в кинематическую схему включен моментомер 29, который выводит на табло параметры момента на роторе и скорость вращения ротора, а также дисковый тормоз 28 ротора. При отклонении частоты вращения ротора 6 от заданной (оптимальной) бурильщик производит переключение передач в коробке переключения передач шасси и за счет изменения при этом числа оборотов двигателя 2 будет изменен тормозной момент тормоза 28, скорость вращения ротора 6 при этом изменится. А это обеспечит оптимальные условия для работы муфты 27. За счет этих двух эффектов частота вращения ротора будет приведена в заданный режим, т.е. будет согласование изменяющихся при прохождении твердых пород крутящего момента и частоты вращения раздаточного редуктора и ротора. При этом тормоз 28 ротора еще служит как для остановки ротора 6, так и для снятия явления «пружины», которое образуется на бурильном инструменте при бурении, особенной в твердых породах. Таким образом, благодаря воздействию муфты 27 и дискового тормоза 28 ротора будет поддерживаться стабильность процесса бурения, в том числе, в твердых породах.Rotation to the rotor 6 is transmitted from the transfer gearbox 4 through the driveshaft 24, the pneumatic disk clutch 27, the torque meter 29 to the reversible angle gearbox 30, then the rotor 6 is driven through the output shaft using the driveshaft. The control of the rotor drive is as follows. With a rotating cardan shaft 24, clutch 27 engages with it and torque is transmitted to a torque meter 29 and through an angular reverse gear 30 to rotor 6. Rotor 6 starts to rotate and produce drilling. When increasing the hardness of the rock and increasing due to this moment the load on the rotating rotor 6, the coupling 27 due to slippage allows you to reduce the frequency of rotation of the rotor 6 or to stop it with a possible jamming. In this situation, the angular reversing gearbox 30 provides a change in the direction of rotation of the rotor 6 to exit the rock cutting tool from the jamming position or from a large moment of rock resistance. In this case, the rock resistance to the tool decreases and the rotor speed increases, i.e. clutch slip 27 is stopped. But the rotational speed of the rotor 6 must be within the specified optimal value to ensure the required drilling speed, and to exclude “grinding” of the rock, especially hard (in the case of a high rotational speed of the rock cutting tool), and to remove the effect of the “spring” that is formed on the drilling tool, especially when drilling in hard rock. To eliminate this phenomenon, a moment meter 29 is included in the kinematic diagram, which displays the parameters of the moment on the rotor and the rotor speed, as well as the disc brake 28 of the rotor. If the rotor 6 rotational speed deviates from the preset (optimal) driller changes gears in the gearbox of the chassis gear and due to the change in the speed of engine 2, the braking torque of the brake 28 will be changed, the rotational speed of the rotor 6 will change. And this will provide optimal conditions for the operation of the coupling 27. Due to these two effects, the rotor speed will be brought into the specified mode, ie there will be a coordination of the torque and frequency of rotation of the transfer gearbox and rotor that changes with the passage of solid rocks. In this case, the rotor brake 28 also serves both to stop the rotor 6 and to remove the “spring” phenomenon, which is formed on the drilling tool during drilling, especially in hard rocks. Thus, due to the impact of the clutch 27 and the rotor disc brake 28, the stability of the drilling process will be maintained, including in hard rock.

Установка вышки 8 в рабочее или транспортное положение, а также выдвижение верхней секции из нижней осуществляется при помощи гидросистемы, которая обеспечивает разворачивание в рабочее положение узлов и элементов установки. Управление установкой при эксплуатации включает управление гидроцилиндром подъема вышки и гидроцилиндром выдвижения верхней секции вышки. Электрооборудование подъемного блока (24В) подключено к электрооборудованию шасси.The installation of the tower 8 in the working or transport position, as well as the advancement of the upper section from the bottom is carried out using a hydraulic system, which ensures deployment in the working position of the nodes and installation elements. Installation control during operation includes control of the tower lifting cylinder and the extension cylinder of the upper section of the tower. The electrical equipment of the lifting unit (24V) is connected to the electrical equipment of the chassis.

Контроль за работой двигателя, подача сигнала пуска двигателя, аварийная остановка двигателя осуществляются с пульта управления оператора (бурильщика).Monitoring the operation of the engine, giving the engine start signal, emergency engine shutdown is carried out from the operator’s control panel (driller).

В рабочем положении используют определенные оттяжки: для восприятия нагрузки на установку кронблок и вышку 8 соединяют с рамой 1 двумя силовыми оттяжками; для ограничения перемещения вышки 8 при ветровых нагрузках применяют ветровые оттяжки; для ограничения перемещения балкона и восприятия ветровой нагрузки установлены стабилизирующие оттяжки балкона (оттяжки на фиг. не показаны).In the working position, certain guy wires are used: to absorb the load on the installation, the crown block and tower 8 are connected to frame 1 with two power guy wires; to limit the movement of the tower 8 during wind loads apply wind braces; To limit the movement of the balcony and the perception of wind load, stabilizing guy wires of the balcony are installed (guy wires in Fig. not shown).

Таким образом, заявленная установка значительно повышает эффективность бурения, обслуживания и ремонта нефтяных и газовых скважин, благодаря обеспечению стабильной работы при бурении скважин, в том числе, в твердых породах. Функциональные возможности установки позволяют ее использование при глубоком бурении нефтяных и газовых скважин.Thus, the claimed installation significantly increases the efficiency of drilling, maintenance and repair of oil and gas wells, due to the provision of stable operation when drilling wells, including in hard rock. The functionality of the installation allows its use in deep drilling of oil and gas wells.

Claims

A mobile drilling rig containing a lifting unit on a self-propelled chassis frame, consisting of a drive motor, a transfer gearbox, whose shafts are meshed with the possibility of transmitting torque to the transmission gearboxes of a silent and high speed transmission of a single-drum winch with two pneumatic disk couplings, and also with the possibility of transmitting torque to the rotor drive through a shaft, a clutch and an angular gearbox, an emergency drive gearbox, the shaft of which is connected to the emergency drive transmission and to silent winch transmission, telescopic tower with crown block, tackle system with hook block, which connects the winch to the specified tower, and a drilling base, characterized in that the transfer gear is kinematically connected to the rotor through a series shaft, a pneumatic disk rotary drive clutch, a disk brake rotor, moment meter and a reversible angular gear, and the tackle system of the installation is additionally equipped with a caliper of the tackle rope, equipped with two degrees of freedom and a shock absorber Ruzyne on a floating carriage.