RU2024722C1

RU2024722C1 - Drilling rig

Info

Publication number: RU2024722C1
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Лобанов; А.А. Шурыгин
Original assignee: Специальное конструкторское бюро по геологоразведочной технике "Геотехника"
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: drilling rig has base, guides, carriage moved along guides by means of feed mechanism. Movable swivel head is located between guides and attached to carriage for locking in working position by means of threaded joint and displacement to the side from hole axis with the aid of displacement mechanism with lever. Lever is found from inner side of guide hinged to it with its one end and has gripping member on the other end. Swivel head surface has projection square to plane of swivel head plane for interaction with lever gripping member. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым установкам с подвижным вращателем, в которых в процессе спуско-подъемных операций необходимо отводить вращатель от оси скважины. The invention relates to the mining industry, and in particular to drilling rigs with a movable rotator, in which during the round-trip operations it is necessary to divert the rotator from the well axis.

Известен буровой станок, содержащий каретку, корпус которой перемещается в направляющих мачты и соединен гибкими звеньями с механизмом подачи, подвижный вращатель, шарнирно закрепленный на корпусе посредством двух стоек с отверстиями, узел фиксации вращателя в рабочем положении и привод смещения вращателя в виде двух гидроцилиндров, корпуса которых закреплены шарнирно на корпусе каретки, а штоки имеют цапфы с осями в отверстиях стоек. В этом станке механизм отвода вращателя с оси скважины сложен и громоздок, а средство фиксации ненадежно. A well-known drilling rig containing a carriage, the body of which moves in the guide masts and is connected by flexible links to the feed mechanism, a movable rotator pivotally mounted on the body by means of two racks with holes, the rotor fixation unit in the working position and the rotator bias drive in the form of two hydraulic cylinders, the body which are pivotally mounted on the carriage body, and the rods have trunnions with axes in the holes of the racks. In this machine, the mechanism for removing the rotator from the axis of the well is complex and cumbersome, and the fixing means is unreliable.

Наиболее близким из известных к предлагаемому является буровой станок, содержащий основание, направляющие, каретку, перемещаемую по направляющим посредством механизма подачи, подвижный вращатель, установленный на каретке с возможностью фиксации в рабочем положении и смещения в сторону от рабочего положения, механизм смещения вращателя с рычагом, поворачиваемым в плоскости смещения [2]. В известном буровом станке отвод вращателя от оси скважины производится с помощью специальных гидроцилиндров и системы рычагов и стоек, закрепленных на каретке, а фиксация вращателя в рабочем положении основана на поддержании постоянного давления в гидроцилиндре в процессе бурения. При потере давления система каретка - вращатель может потерять устойчивость, что скажется на надежности фиксации. Само механическое средство фиксации ненадежно из-за возможности непопадания щековины в паз выступа, выполненного на вращателе. The closest known to the proposed one is a drilling rig containing a base, guides, a carriage moving along the guides by means of a feed mechanism, a movable rotator mounted on the carriage with the possibility of fixing in the working position and shifting away from the working position, the rotator biasing mechanism with a lever, rotated in the displacement plane [2]. In the well-known drilling machine, the rotator is diverted from the well axis using special hydraulic cylinders and a system of levers and racks mounted on the carriage, and the rotation of the rotator in the working position is based on maintaining a constant pressure in the hydraulic cylinder during drilling. In case of pressure loss, the carriage-rotator system may lose stability, which will affect the reliability of fixation. The mechanical fixation tool itself is unreliable due to the possibility of the cheek not falling into the groove of the protrusion made on the rotator.

Задача изобретения состоит в создании бурового станка, в котором простыми и надежными средствами осуществляется смещение вращателя в сторону от оси скважины и обратный перевод его в рабочее положение. The objective of the invention is to create a drilling rig, in which simple and reliable means is the displacement of the rotator to the side of the axis of the well and its reverse translation into working position.

Поставленная задача решается за счет того, что в буровом станке, содержащем основание, каретку, перемещаемую по направляющим посредством механизма подачи, подвижный вращатель, установленный на каретке с возможностью фиксации в рабочем положении и смещения в сторону от рабочего положения, механизм смещения вращателя с рычагом, поворачиваемым в плоскости смещения, рычаг механизма смещения размещен с внутренней стороны направляющей и шарнирно присоединен к ней одним своим концом, а на другом конце рычага установлен захватный элемент, при этом подвижный вращатель размещен между направляющими и имеет на обращенной к рычагу поверхности выступ для взаимодействия с захватным элементом рычага, причем в рабочем положении оси шарнира и выступа лежат в вертикальных плоскостях, параллельных плоскости рабочей поверхности направляющих, а вертикальная плоскость рабочих поверхностей направляющих и плоскость, в которой лежит ось выступа, расположены по обе стороны от плоскости, в которой находится ось шарнира, при этом механизм фиксации вращателя на каретке выполнен в виде резьбового соединения. The problem is solved due to the fact that in the drilling rig containing the base, the carriage, moved along the guides by the feed mechanism, a movable rotator mounted on the carriage with the possibility of fixing in the working position and offset to the side from the working position, the rotator bias mechanism with a lever, rotated in the plane of displacement, the lever of the displacement mechanism is placed on the inside of the guide and pivotally attached to it by one end thereof, and a gripping element is mounted on the other end of the lever, this movable rotator is located between the rails and has a protrusion on the surface of the lever facing the lever, and in the operating position, the axis of the hinge and the protrusion lie in vertical planes parallel to the plane of the working surface of the guides, and the vertical plane of the working surfaces of the guides and the plane, which lies the axis of the protrusion, are located on both sides of the plane in which the axis of the hinge is located, while the mechanism for fixing the rotator on the carriage is made in the form of a threaded th connection.

Решению задачи способствует также то, что захватный элемент рычага выполнен в виде проушины с зевом, в проеме которой установлена поворотная кольцеобразная шайба с боковым пазом, причем зев проушины, паз и отверстие шайбы выполнены с размерами, соответствующими диаметру выступа, выполненного в виде пальца. The task is also facilitated by the fact that the gripping element of the lever is made in the form of an eye with a pharynx, in the opening of which a rotary ring-shaped washer with a side groove is installed, moreover, the eye pharynx, groove and washer hole are made with dimensions corresponding to the diameter of the protrusion made in the form of a finger.

Решению задачи способствует также то, что поворотная шайба выполнена из двух сопрягаемых торцами частей, соединенных штифтами, и снабжена поводковым кольцом, а также то, что на каретке установлены упоры. Такое выполнение бурового станка позволяет с помощью механизма подачи и одного рычага, соединяющего направляющую с корпусом вращателя, осуществлять отвод вращателя от оси скважины, а также перевод его в рабочее положение. The problem is also facilitated by the fact that the rotary washer is made of two mating parts connected by pins, and is equipped with a leash ring, as well as the fact that stops are installed on the carriage. This embodiment of the drilling rig allows using the feed mechanism and one lever connecting the guide to the body of the rotator, to carry out the rotation of the rotator from the axis of the well, as well as translating it into working position.

Жесткая фиксация вращателя в рабочем положении на каретке с помощью резьбового соединения надежна и устойчива, а выполнение шайбы поворотной, устанавливаемой в захватном элементе, предотвращает самопроизвольноe расцепление соединения рычаг - вращатель. Rigid fixation of the rotator in the working position on the carriage by means of a threaded connection is reliable and stable, and the execution of a rotary washer installed in the gripping element prevents spontaneous disengagement of the lever-rotator connection.

На фиг.1 изображен буровой станок, общий вид; на фиг.2 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.4 - сечение по В-В на фиг. 2; на фиг.5 - вид по стрелке Д на фиг.2; на фиг.6 - сечение по Е-Е на фиг.3; на фиг.7 - сечение по Г-Г на фиг.3; на фиг.8 - сечение по И-И на фиг.5; на фиг.9 - вид по стрелке Ж на фиг.5. Figure 1 shows the drilling rig, a General view; figure 2 is a section along BB in fig. 1; figure 3 is a view along arrow a in figure 1; figure 4 is a section along bb in fig. 2; figure 5 is a view along arrow D in figure 2; in Fig.6 is a section along EE in Fig.3; in Fig.7 is a section along G-G in Fig.3; in Fig.8 is a section along II in Fig.5; figure 9 is a view along arrow W in figure 5.

Буровой станок содержит основание 1, жестко связанные с ним две направляющие 2, каретку 3, перемещаемую по направляющим 2. Между направляющими 2 проходит подвижный вращатель 4, который установлен на каретке 3. Направляющие 2 представляют сварную конструкцию коробчатой формы с полозьями 5 на передних гранях направляющих 2, по которым скользит каретка 3. Каретка 3 также представляет конструкцию коробчатой формы, внутри которой размещен подвижной вращатель 4. Перемещение каретки 3 осуществляется посредством механизма подачи 6, представляющего собой два гидроцилиндра, гильзы 7 которых жестко закреплены на каретке 3, а штоки 8 - на направляющих 2. The drilling rig contains a base 1, two guides 2 rigidly connected to it, a carriage 3 moving along the guides 2. Between the guides 2 there is a movable rotator 4, which is mounted on the carriage 3. The guides 2 represent a welded box-shaped structure with runners 5 on the front edges of the guides 2, along which the carriage 3 slides. The carriage 3 also represents a box-shaped structure, inside which a movable rotator 4 is placed. The movement of the carriage 3 is carried out by means of a feed mechanism 6, representing oh two hydraulic cylinders, the liners 7 of which are rigidly fixed to the carriage 3, and the rods 8 - on the guides 2.

Подвижный вращатель 4 подвешен на оси 9, закрепленной в каретке 3, и в рабочем положении зафиксирован на каретке с помощью механизма фиксации, выполненного в виде резьбового соединения 10. Подвижный вращатель имеет возможность смещения от рабочего положения (отвода от оси скважины) путем поворота вращателя на оси 9 при расфиксированном резьбовом соединении 10. Для ограничения угла поворота вращателя 4 на оси 9 при расфиксированном положении относительно каретки 3 на вращателе выполнены упоры 11, вступающие в контакт с кареткой 3 в момент совмещения оси шпинделя 12 вращателя с осью 13 скважины. The movable rotator 4 is suspended on the axis 9, mounted in the carriage 3, and in the working position is fixed on the carriage using a locking mechanism made in the form of a threaded connection 10. The movable rotator has the ability to be displaced from the working position (retraction from the axis of the well) by turning the rotator on axis 9 when the threaded joint is unlocked 10. To limit the angle of rotation of the rotator 4 on the axis 9, when the position is relative to the carriage 3, the stops 11 are made on the rotator and come into contact with the carriage 3 at the moment of alignment Nia spindle axis 12 of the rotator 13 with the borehole axis.

Механизм смещения подвижного вращателя 4 в сторону от оси 13 скважины содержит рычаг 14, размещенный с внутренней стороны одной из направляющих 2 и одним своим концом шарниром 15 присоединенный к ней. Второй конец рычага 14 снабжен захватным элементом 16. На боковой поверхности 17 корпуса вращателя 4, обращенной к рычагу 14, выполнен выступ 18 для взаимодействия с захватным элементом 16. В рабочем положении оси выступа 18 и шарнира 15 лежат в вертикальных плоскостях 19, 20 соответственно, параллельных плоскости 21 рабочих поверхностей направляющих 2. Вертикальная плоскость 22, проходящая через ось шпинделя 12 вращателя параллельно плоскости 21 рабочих поверхностей направляющих, и вертикальная плоскость 19, в которой лежит ось выступа 18, расположены по обе стороны от вертикальной плоскости 20, в которой находится ось шарнира 15. Выступ 18 выполнен в виде цилиндрического пальца, а захватный элемент 16 образован проушиной с зевом 23, в отверстии которой установлен фиксатор в виде кольцеобразной шайбы 24 с боковым пазом 25 и отверстием 26. Причем размеры зева 23, паза 25 и отверстия 26 соответствуют диаметру d пальцевого выступа 18. Шайба 24 составлена из двух частей, сопрягаемых торцами и соединенных штифтами. Для удобства поворота внутри проушины шайба 24 имеет поводок. Фиксация рычага 14 относительно направляющей 2 осуществлена с помощью пружины, представляющей изогнутую упругую пластину, закрепленную одним концом на направляющей 2 и охватывающей рычаг. The mechanism for shifting the movable rotator 4 away from the axis 13 of the well comprises a lever 14 located on the inside of one of the guides 2 and attached to it by one hinge 15. The second end of the lever 14 is provided with a gripping element 16. On the side surface 17 of the rotator housing 4 facing the lever 14, a protrusion 18 is made for interacting with the gripping element 16. In the working position, the axis of the protrusion 18 and the hinge 15 lie in the vertical planes 19, 20, respectively parallel to the plane 21 of the working surfaces of the guides 2. The vertical plane 22 passing through the axis of the spindle 12 of the rotator parallel to the plane 21 of the working surfaces of the guides, and the vertical plane 19, in which lies the axis of the protrusion 18, are located both sides of the vertical plane 20, in which the axis of the hinge 15 is located. The protrusion 18 is made in the form of a cylindrical pin, and the gripping element 16 is formed by an eye with a pharynx 23, in the hole of which a latch is installed in the form of an annular washer 24 with a side groove 25 and an opening 26. Moreover, the sizes of the pharynx 23, the groove 25 and the holes 26 correspond to the diameter d of the finger protrusion 18. The washer 24 is composed of two parts, mated by the ends and connected by pins. For ease of rotation inside the eye, the washer 24 has a leash. The lever 14 is fixed relative to the guide 2 by means of a spring representing a curved elastic plate fixed at one end to the guide 2 and enclosing the lever.

Буровой станок работает следующим образом. В рабочем положении подвижный вращатель 4 резьбовым соединением 10 жестко соединен с кареткой 3 и не имеет возможности поворачиваться на оси 9. В процессе бурения подвижный вращатель вместе с кареткой 3 перемещается вдоль направляющей 2 по полозьям 5. Для освобождения устья скважины и отвода вращателя от оси 13 скважины фиксатор в виде шайбы 24 в проушине захватного элемента 16 рычага 14 устанавливают в положение "Открыто" до совмещения зева 23 и паза 25. Каретку 3 с вращателем 4 устанавливают с помощью механизма подачи 6 в положение, при котором отклонение рычага 14 от направляющей 2 позволяет совместить выступ 18 на вращателе 4 с пазом 25 шайбы 21. Затем шайбу 24 поворачивают внутри проушины 16, замкнув тем самым кинематическую связь между направляющей 2 и вращателем 4. Далее отсоединяют резьбовое соединение 10, освобождая вращатель 4 от жесткой связи с кареткой 3. Включают механизм подачи 6 вниз, и каретка 3 двигается по направляющей 2, при этом вращатель 4 совершает вращательное движение вокруг оси 9 и при остановке механизма подачи 6 удерживается в требуемом положении посредством кинематической связи с направляющей 2, образованной рычагом 14, зацепляющимся с выступом 18. При повороте вращатель 4 уходит в сторону, автоматически освобождая устье скважины. Остановку механизма подачи осуществляют при отводе вращателя 4 на достаточное расстояние от оси 13 скважины, контролируемое визуально. Выведение вращателя 4 в вертикальное положение осуществляется в обратном порядке. Drilling machine operates as follows. In the working position, the movable rotator 4 with a threaded connection 10 is rigidly connected to the carriage 3 and does not have the ability to rotate on the axis 9. During drilling, the movable rotator together with the carriage 3 moves along the guide 2 along the runners 5. To release the wellhead and divert the rotator from the axis 13 wells, a retainer in the form of a washer 24 in the eye of the gripping element 16 of the lever 14 is set to the “Open” position until the pharynx 23 and the groove 25 are aligned. The carriage 3 with the rotator 4 is set using the feed mechanism 6 to the position where The removal of the lever 14 from the guide 2 allows you to combine the protrusion 18 on the rotator 4 with the groove 25 of the washer 21. Then the washer 24 is turned inside the eyelet 16, thereby closing the kinematic connection between the guide 2 and the rotator 4. Next, disconnect the threaded connection 10, freeing the rotator 4 from the rigid connection with the carriage 3. The feed mechanism 6 is turned on and the carriage 3 moves along the guide 2, while the rotator 4 rotates around the axis 9 and, when the feed mechanism 6 stops, is held in the desired position by kinematic communication with the guide 2 formed by the lever 14, engaged with the protrusion 18. When turning, the rotator 4 goes to the side, automatically freeing the wellhead. The stop of the feed mechanism is carried out when the rotator 4 is withdrawn to a sufficient distance from the axis 13 of the well, which is visually controlled. The output of the rotator 4 in a vertical position is carried out in the reverse order.

Claims

1. DRILLING MACHINE, comprising a base, a carriage moving along the guides by means of a feeding mechanism, a movable rotator mounted on the carriage with the possibility of fixation in the working position and displacement to the side of the working position, the displacement mechanism of the rotator with a lever rotated in the displacement plane, characterized in that the lever of the biasing mechanism is placed on the inner side of the guide and pivotally attached to it by one end thereof, and a gripping element is mounted on the other end of the lever, while the movable rotator is placed between the guides and has a protrusion on the surface of the lever facing the lever, and in the operating position, the axis of the hinge and the protrusion lie in vertical planes parallel to the plane of the working surfaces of the guides, and a vertical plane passing through the axis of the rotator and parallel to the plane of the working surfaces guides, and the plane in which the axis of the protrusion lies, are located on both sides of the plane in which the hinge axis is located, while the mechanism for fixing the rotator and the carriage is made in the form of a threaded connection.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the gripping element of the lever is made in the form of an eye with a pharynx, in the aperture of which a rotary ring-shaped washer with a side groove is installed, the pharynx of the eye, the groove and the washer hole made with dimensions corresponding to the diameter of the protrusion made in the form of a finger.

3. The machine according to claim 2, characterized in that the rotary washer is made of two parts, mated with ends and fastened with pins, and equipped with a leash ring.

4. The machine for PP. 1 and 3, characterized in that the stops are mounted on the carriage.