RU156918U1

RU156918U1 - DRILLING RIG

Info

Publication number: RU156918U1
Application number: RU2014152313/03U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Безбородый
Original assignee: Дмитрий Александрович Безбородый
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-11-20

Abstract

1. Буровая установка, включающая обсадную трубу; сборник для приема буровой мелочи и резервуар для промывочной жидкости, выполненные в виде открытой сверху емкости; буровую штангу, коаксиально с зазором установленную в обсадной трубе; привод для обеспечения ее вращательного движения; вертлюг с отверстием на боковой стороне для подачи в него промывочной жидкости; буровую коронку; гидрокомпрессор, выход которого связан с боковым отверстием вертлюга, а вход с резервуаром для промывочной жидкости, отличающаяся тем, что сборник для приема буровой мелочи и резервуар для промывочной жидкости выполнены в виде единой емкости, имеющей донное отверстие для связи с обсадной трубой и боковое отверстие для связи с гидрокомпрессором; буровая штанга выполнена в виде набора одинаковых трубчатых секций, снабженных элементами для соединения секций между собой, а буровая коронка выполнена со сквозным центральным отверстием и закреплена на первой секции буровой штанги, при этом вертлюг расположен между буровой штангой и приводом, а на узле, образованном приводом и вертлюгом установлены усилительные элементы.2. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что усилительные элементы выполнены в виде ручек для поступательного перемещения с использованием мускульной силы или в виде устройства, обеспечивающего такое перемещение.3. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что емкость резервуара для промывочной жидкости и сбора буровой мелочи выполнена из любого материала любой формы, в частности прямоугольной.1. A drilling rig, including a casing; a collection for receiving drill fines and a reservoir for flushing fluid, made in the form of a tank open on top; drill rod coaxially installed with a clearance in the casing; drive to ensure its rotational movement; swivel with an opening on the side to supply flushing fluid to it; drill bit; a hydraulic compressor, the outlet of which is connected to the side hole of the swivel, and the inlet to the tank for flushing fluid, characterized in that the collector for receiving drill fines and the tank for flushing fluid are made in the form of a single tank having a bottom hole for communication with the casing pipe and a side hole for connection with a hydraulic compressor; the drill rod is made in the form of a set of identical tubular sections equipped with elements for connecting the sections to each other, and the drill bit is made with a through central hole and is mounted on the first section of the drill rod, while the swivel is located between the drill rod and the drive, and on the node formed by the drive and swivel mounted reinforcing elements. 2. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the reinforcing elements are made in the form of handles for translational movement using muscle strength or in the form of a device providing such movement. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the capacity of the reservoir for flushing fluid and collecting drill fines is made of any material of any shape, in particular rectangular.

Description

Полезная модель относится к устройствам для бурения скважин в грунте с промывкой и может быть использована для создания скважин для забора и подъема грунтовых вод с водоносных горизонтов, гидробурения артезианских скважин, колодцев, а также скважин на дачных участках и огородах.The utility model relates to devices for drilling wells in the soil with flushing and can be used to create wells for sampling and lifting groundwater from aquifers, drilling of artesian wells, wells, as well as wells in summer cottages and gardens.

Известно устройство для бурения скважин по патенту РФ №2082866, Е21В 21/00, Е21В 10/02, 1997 г., представляющее собой буровой снаряд, содержащий породоразрушающий инструмент в виде коронки с промывочными каналами, пакер и двойную бурильную колонну с наружными и внутренними трубами, кольцевое пространство между которыми разделены ребрами на две изолированные по всей длине колонны полостями. В процессе бурения рабочие элементы коронки разрушают горную породу, которая посредством промывной жидкости по разным каналам транспортируется в виде керна и бурового шлама на поверхность. Буровой снаряд предназначен для бурения скважен с промывкой с постоянным выносом керна, имеет сложную конструкцию, что ограничивает область его применения, определяемую геологическими нуждами.A device for drilling wells according to the patent of the Russian Federation No. 2082866, ЕВВ 21/00, Е21В 10/02, 1997, which is a drill containing a rock cutting tool in the form of a crown with flushing channels, a packer and a double drill string with outer and inner pipes , the annular space between which is divided by ribs into two cavities isolated along the entire length of the column. During drilling, the working elements of the crown destroy the rock, which is transported through different channels through the washing fluid in the form of core and drill cuttings to the surface. The drill is designed for drilling wells with flushing with a constant core removal, has a complex structure, which limits the scope of its application, determined by geological needs.

Известно устройство для гидробурения колодцев и скважин по патенту РФ №2060343, Е21В 7/18, Е21В 7/00, 1996 г., представляющее собой гидробур, содержащий установленные на трубопроводе сопловую насадку с эксцентрично расположенными к ее продольной оси наклонными под разным углом каналами, цилиндрический стакан, закрепленный на трубопроводе, трубу для отвода разрушенного грунта, закрепленную на цилиндрическом стакане, цилиндрический кожух, установленный коаксиально стакану с возможностью перемещения относительно последнего. При бурении скважины вода нагнетается насосом по трубопроводу в сопловую насадку. Выполнение насадки указанной конструкции обеспечивает ее вращение в горизонтальной плоскости и воздействие струй воды на дно скважины, обеспечивая заглубление гидробура.A device for the hydrodrilling of wells and wells according to the patent of the Russian Federation No. 2060343, ЕВВ 7/18, ЕВВ 7/00, 1996, which is a hydraulic drill containing a nozzle nozzle mounted on a pipeline with channels eccentrically located to its longitudinal axis, is known, a cylindrical cup mounted on the pipeline, a pipe for discharging the destroyed soil, mounted on the cylindrical cup, a cylindrical casing mounted coaxially to the cup with the possibility of movement relative to the latter. When drilling a well, water is pumped by a pump through a pipeline into a nozzle nozzle. The execution of the nozzle of this design ensures its rotation in the horizontal plane and the impact of water jets on the bottom of the well, providing deepening of the hydraulic drill.

Недостаток данного устройства заключается в сложности конструкции, трудоемкости ее транспортировки и возведения, а также в необходимости использования тяжелой техники, в частности трактора. Кроме того, к недостаткам устройства можно отнести ограниченную глубину бурения.The disadvantage of this device is the complexity of the design, the complexity of its transportation and construction, as well as the need to use heavy equipment, in particular a tractor. In addition, the disadvantages of the device include a limited drilling depth.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является буровая установка по патенту РФ №2282012, Е21В 21/00, Е21В 7/00, 2006 г., включающая обсадную трубу, на которой расположен сборник для приема разработанной буровой мелочи, и буровую коронку. В обсадной трубе коаксиально расположена буровая штанга, соединенная с приводом, обеспечивающим ее вращательное движение, а так же устройство, обеспечивающее ее перемещение вдоль оси в обоих направлениях. На крышке обсадной трубы имеется устройство, с впускным отверстием для прохода промывочной жидкости в скважину и обеспечивающее насосное действие на промывочную жидкость, с помощью которого текучая среда из скважины преобразуется в поток для транспортировки разработанной буровой мелочи в сборник, регулирование потоком обеспечивается клапанным устройством. К этому же устройству жестко крепится обсадная труба. В процессе разработки скважины в нее периодически подают промывочную жидкость для отвода буровой мелочи. Обсадная труба, в данном случае, выполнена перископической, а буровая коронка расположена в нижнем торце обсадной трубы.Closest to the proposed device is a drilling rig according to the patent of the Russian Federation No. 22822012, E21B 21/00, E21B 7/00, 2006, including a casing pipe, on which there is a collector for receiving the developed drill trifle, and a drill bit. A drill rod coaxially located in the casing is connected to a drive that provides its rotational movement, as well as a device that ensures its movement along the axis in both directions. There is a device on the casing cover with an inlet for the passage of flushing fluid into the well and providing a pumping action on the flushing fluid, with the help of which the fluid from the well is converted into a stream for transporting the developed drilling fines to the collector, flow control is provided by a valve device. The casing is rigidly attached to the same device. In the process of developing a well, flushing fluid is periodically supplied to it to divert drill fines. The casing, in this case, is made periscopic, and the drill bit is located at the lower end of the casing.

Рассматриваемое устройство довольно громоздко, сложно в изготовлении и эксплуатации, требует большого количества промывочной жидкости.The device in question is rather cumbersome, difficult to manufacture and operate, requires a large amount of flushing fluid.

Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции буровой установки и повышение производительности при проходке скважины за счет обеспечения удобства и простоты ее обслуживания.The objective of this utility model is to simplify the design of the drilling rig and increase productivity when driving the well by ensuring the convenience and ease of maintenance.

Поставленная задача решена в предложенной буровой установке, включающей обсадную трубу, на которой расположен сборник для приема разработанной буровой мелочи, буровую штангу, коаксиально с зазором установленную в обсадной трубе, и соединенную с приводом, обеспечивающим ее вращательное движение и поступательное перемещение вдоль центральной оси, и буровую коронку, благодаря тому, что согласно полезной модели, она дополнительно снабжена вертлюгом, закрепленным между буровой штангой и приводом, при этом на узле, образованном приводом и вертлюгом установлены усилительные элементы, а на боковой стороне вертлюга выполнено отверстие для подачи в него промывочной жидкости, кроме того установка снабжена гидрокомпрессором, выход которого связан с отверстием вертлюга, а вход со сборником для приема буровой мелочи, являющимся одновременно резервуаром для промывочной жидкости, и выполненным в виде открытой емкости, имеющей донное отверстие для связи с обсадной трубой и боковое отверстие для связи с гидрокомпрессором, при этом буровая штанга выполнена в виде набора одинаковых трубчатых секций, снабженных элементами для соединения секций между собой, а буровая коронка выполнена со сквозным центральным отверстием и закреплена на первой секции буровой штанги.The problem is solved in the proposed drilling rig, including a casing, on which there is a collector for receiving the developed drill trifle, a drill rod coaxially with a gap installed in the casing, and connected to a drive that provides its rotational movement and translational movement along the central axis, and the drill bit, due to the fact that according to the utility model, it is additionally equipped with a swivel fixed between the drill rod and the drive, while on the node formed by the drive and reinforcing elements are installed with a swivel and a hole is made on the side of the swivel for supplying flushing fluid to it, in addition, the installation is equipped with a hydraulic compressor, the outlet of which is connected to the swivel hole, and the inlet is with a collector for receiving drilling stuff, which is also a reservoir for flushing fluid, and is made in the form of an open container having a bottom hole for communication with the casing pipe and a side hole for communication with the hydraulic compressor, while the drill rod is made in the form of a set of identical ubchatyh sections, provided with elements for connecting the sections to each other, and the drill bit is formed with a through central opening and secured to the first section of the drill rod.

Наличие гидрокомпрессора и вертлюга в составе буровой установки, позволяет создать замкнутый контур циркуляции промывочной жидкости, обеспечивая мощный направленный поток ее через вертлюг, трубчатую буровую штангу, центральное сквозное отверстие буровой коронки в скважину, а затем с захваченной потоком буровой мелочью подняться по стенкам скважины и обсадной трубе в сборник для приема буровой мелочи, откуда она снова поступает в гидрокомпрессор, что приводит к повышению скорости бурения и позволяет увеличить производительность процесса бурения в целом. Выполнение сборника для приема буровой мелочи и резервуара для промывочной жидкости в виде одной емкости упрощает конструкцию буровой установкиThe presence of a hydraulic compressor and a swivel as part of the drilling rig allows you to create a closed loop of flushing fluid circulation, providing a powerful directed flow through the swivel, tubular drill rod, the central through hole of the drill bit into the well, and then climb the borehole wall and casing pipe into the collection tank for receiving drill fines, from where it again enters the hydraulic compressor, which leads to an increase in the drilling speed and allows to increase the productivity PAS drilling in general. The implementation of the collector for receiving drilling stuff and a reservoir for flushing fluid in the form of a single tank simplifies the design of the drilling rig

На чертеже представлена заявляемая буровая установка, содержащая обсадную трубу 1, в которой с зазором расположена трубчатая буровая штанга 2, с установленной на торце буровой коронкой 3, имеющей центральное осевое отверстие. Сама буровая штанга 2 представляет собой набор одинаковых трубчатых секций, с элементами для соединения секций между собой при наращивании ее длинны, по мере углубления разрабатываемой скважины. Резервуар для промывочной жидкости и сбора буровой мелочи 4 представляет собой открытую емкость, которая может быть выполнена из любого материала, любой формы, в частности прямоугольной. В нем выполнены донное отверстие 5 для связи с обсадной трубой 1 и боковое отверстие 6 для связи с входом 7 гидрокомпрессора 8. Выход 9 гидрокомпрессора 8 соединен с вертлюгом 10, который одним торцом соединен с приводом 11, а на другом его торце закреплена секция буровой штанги 2. В качестве привода 11 может быть использовано любое вращающее устройство. На узле, образованном соединенными вместе приводом 11 и вертлюгом 10, установлены силовые элементы 12, обеспечивающие ему вместе с буровой штангой 2 поступательное перемещение вдоль оси. Эти силовые элементы 12 могут быть выполнены либо в виде ручек для поступательного перемещения с использованием мускульной силы (как показано на чертеже), либо в виде любого устройства, обеспечивающего такое перемещение. Соединение гидрокомпрессора 8 с вертлюгом 10 обеспечивают, например шлангом 13. В качестве промывочной жидкости может быть использована вода.The drawing shows the inventive drilling rig comprising a casing 1, in which a tubular drill rod 2 is positioned with a gap, with a drill bit 3 having a central axial hole mounted on the end face. The drill rod 2 itself is a set of identical tubular sections, with elements for connecting the sections to each other while increasing its length, as the well being deepens. The reservoir for flushing fluid and collecting drill fines 4 is an open container, which can be made of any material, any shape, in particular rectangular. It has a bottom hole 5 for communication with the casing 1 and a side hole 6 for communication with the inlet 7 of the hydraulic compressor 8. The output 9 of the hydraulic compressor 8 is connected to the swivel 10, which is connected to the actuator 11 with one end and a section of the drill rod is fixed to its other end 2. As the drive 11 can be used with any rotating device. On the node formed by the drive 11 and the swivel 10 connected together, power elements 12 are installed, providing it along with the drill rod 2 translational movement along the axis. These power elements 12 can be made either in the form of handles for translational movement using muscle strength (as shown in the drawing), or in the form of any device that provides such movement. The connection of the hydraulic compressor 8 with the swivel 10 is provided, for example, with a hose 13. Water can be used as a washing liquid.

Работа буровой установки осуществляется следующим образом: В заранее определенном месте земельного участка бурят отверстие, в которое устанавливают обсадную трубу 1. на выступающую над уровнем земли часть обсадной трубы 1 через донное отверстие 5 надевают резервуар 4 для промывочной жидкости и сбора буровой мелочи, уплотняя место соединения.The drilling rig is operated as follows: In a predetermined location of the land, a hole is drilled into which the casing 1 is installed. A reservoir 4 for flushing fluid and collecting drill bits is put on the part of the casing 1 protruding above the ground 5, sealing the junction .

К боковому отверстию 6 резервуара 4 подсоединяют вход 7 гидрокомпрессора 8, а его выход 9 соединяют с боковым отверстием вертлюга 10, например, посредством шланга 13. Вертлюг 10 одним торцом закрепляют на приводе 11, а на другом его торце закрепляют первую секцию буровой штанги 2 с буровой коронкой 3 и опускают конец буровой штанги с буровой коронкой в обсадную трубу. Резервуар 4 заполняют промывочной жидкостью и включают гидрокомпрессор 8. Вода из резервуара 4 через выпускное боковое отверстие 6 гидрокомпрессором 7 нагнетается через вертлюг 10 в трубчатый корпус буровой штанги 2. Включают привод 11, запускающий вертлюг 10, задающий вращательное движение буровой штанге 2. Одновременно путем воздействия на силовые элементы 12 узла соединения вертлюга и привода буровой штанге 2 с насадкой 3 задают осевое перемещение вниз вдоль корпуса обводной трубы 1. Буровая насадка 3, заглубляясь, вращается в горизонтальной плоскости, направленный поток воды под высоким давлением через осевое отверстие буровой коронки устремляется на дно скважины, разрушая грунт и заглубляя скважину. Вращение и поступательное движение буровой штанги в сочетании с циркулирующим потоком воды обеспечивают выемку грунта по сечению буровой скважины и вынос грунта из скважины. Разрушаемый грунт потоком воды вытесняется из скважины по кольцевому зазору между буровой штангой 2 и обводной трубой 1 и транспортируется в резервуар 4, где оседает на дне, а очищенная от него вода через боковое выпускное отверстие 6 нагнетается гидрокомпрессором через вертлюг 10 в трубчатый корпус буровой штанги 2, обеспечивая круговую циркуляцию промывочной воды. В процессе бурения после достижения верхним краем секции буровой штанги 2 верхнего края обводной трубы 5 отключают привод 11 и гидрокомпрессор 8, рассоединяют вертлюг и буровую штангу, подсоединяют к нижней секции следующую секцию, наращивая буровую штангу. Процесс наращивания буровой штанги секциями повторяют до достижения буровой насадкой водоносного слоя. Затем размонтируют буровую установку в обратном порядке и удаляют буровую штангу из скважины, заменяя ее либо постоянно действующей трубой для поднятия воды либо устанавливая в нее, например, столбики различного назначения или элементы фундаментов, и т.п.The inlet 7 of the hydraulic compressor 8 is connected to the side opening 6 of the tank 4, and its outlet 9 is connected to the side opening of the swivel 10, for example, by means of a hose 13. The swivel 10 is fixed with one end to the actuator 11, and the first section of the drill rod is fixed on its other end 2 s drill bit 3 and lower the end of the drill rod with the drill bit into the casing. The reservoir 4 is filled with flushing fluid and the hydraulic compressor 8 is turned on. Water from the reservoir 4 is pumped through the swivel 10 through the swivel side hole 6 into the tubular body of the drill rod 2. The actuator 11 starts the swivel 10, which determines the rotational movement of the drill rod 2. Simultaneously by acting on the power elements 12 of the node connecting the swivel and the drive of the drill rod 2 with the nozzle 3 set the axial movement down along the body of the bypass pipe 1. The drill nozzle 3, deepening, rotates in horizontal loskosti directed flow of water under high pressure through an axial bore of the drill bit tends to the bottom of the well, destroying the ground and buried well. Rotation and translational movement of the drill rod in combination with a circulating stream of water provide excavation along the cross section of the borehole and soil removal from the well. Destructible soil is displaced from the well by the water flow along the annular gap between the drill rod 2 and the bypass pipe 1 and transported to the tank 4, where it settles at the bottom, and the water purified from it through the lateral outlet 6 is pumped by a hydraulic compressor through the swivel 10 into the tubular body of the drill rod 2 providing circular circulation of washing water. During drilling, after the upper edge of the section of the drill rod 2 reaches the upper edge of the bypass pipe 5, the actuator 11 and the hydraulic compressor 8 are disconnected, the swivel and the drill rod are disconnected, the next section is connected to the lower section, increasing the drill rod. The process of building up the drill rod in sections is repeated until the drill nozzle reaches the aquifer. Then, the drilling rig is unmounted in the reverse order and the drill rod is removed from the well, either by replacing it with a permanently operating pipe to raise water or by installing, for example, columns for various purposes or foundation elements, etc.

Предложенная конструкция буровой установки является малогабаритной, быстро и легко разбирается и монтируется, имеет небольшой вес. За счет компактности она может эксплуатироваться на дачных участках без повреждения посадок, а также в помещениях, например в банях, кухнях и т.п. Установка содержит универсальные компоненты, такие, как резервуар для жидкости и сбора измельченного в скважине грунта, который дополнительно может быть использован как упаковочная тара при транспортировке установки. За счет - круговой циркуляции промывочной жидкости установка не требует большого ее запаса. Циркуляция промывочной жидкости с большой скоростью позволяет производить бурение в широком диапазоне глубин.The proposed design of the drilling rig is small-sized, quickly and easily disassembled and mounted, has a small weight. Due to its compactness, it can be operated in summer cottages without damaging landings, as well as in rooms, for example, in baths, kitchens, etc. The installation contains universal components, such as a reservoir for the liquid and the collection of ground crushed in the well, which can additionally be used as packaging packaging for transportation of the installation. Due to - the circular circulation of the washing liquid, the installation does not require a large supply of it. Circulation of flushing fluid at high speed allows drilling in a wide range of depths.

Claims

1. A drilling rig, including a casing; a collection for receiving drill fines and a reservoir for flushing fluid, made in the form of a tank open on top; drill rod coaxially installed with a clearance in the casing; drive to ensure its rotational movement; swivel with an opening on the side to supply flushing fluid to it; drill bit; a hydraulic compressor, the outlet of which is connected to the side hole of the swivel, and the inlet to the tank for flushing fluid, characterized in that the collector for receiving drill fines and the tank for flushing fluid are made in the form of a single tank having a bottom hole for communication with the casing pipe and a side hole for connection with a hydraulic compressor; the drill rod is made in the form of a set of identical tubular sections equipped with elements for connecting the sections to each other, and the drill bit is made with a through central hole and is mounted on the first section of the drill rod, while the swivel is located between the drill rod and the drive, and on the node formed by the drive and swivel mounted reinforcing elements.

2. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the reinforcing elements are made in the form of handles for translational movement using muscle strength or in the form of a device providing such movement.

3. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the capacity of the reservoir for flushing fluid and collecting drill fines is made of any material of any shape, in particular rectangular.