RU81525U1

RU81525U1 - ROTARY DRILLING INSTALLATION

Info

Publication number: RU81525U1
Application number: RU2008142709/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Писарев; Григорий Наумович Гензель; Валерий Сергеевич Кузькин; Иван Андреевич Тимошков; Тимофей Валерьевич Кузькин
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2009-03-20

Abstract

Установка вращательного бурения относится к области горного дела и может быть использована при сооружении вертикальных восходящих, наклонных, горизонтальных и нисходящих скважин с помощью вращательного бурения, в том числе в горных выработках, опасных по газу и пыли. Снижение времени доставки буровой установки на рабочую точку с 5 часов до 2,5 часа, времени подготовки к сооружению нисходящей скважины в среднем с 7 часов до 0,5 часа, использование передней траверсы как опоры для гидроключа, сокращающее время на выполнение спуско-подъемных операций не менее чем на 25%, а также снижение доли ручного труда и повышение производительности труда стало возможным благодаря решению буровой установки во взрывобезопасном исполнении, выполнению в нижней раме бурового станка, основаниях маслостанции, бурового насоса и пульта управления крепежных узлов для монтажа транспортных колес и монтажных площадок для винтовых домкратов, При этом устройство для закрепления и фиксации бурового станка в камере горной выработки выполнено в виде зажимного устройства для закрепления анкера, которое установлено на нижней раме, поворотная рама снабжена двумя дополнительными поворотными полуосями, в задней траверсе выполнено отверстие для прохода гидроцилиндра подачи, аналогичное отверстию в передней траверсе с возможностью создания технологического зазора между передней траверсой и поверхностью земли, на опорной пяте штока гидроцилиндра установлено съемное зажимное устройство для обеспечения его крепления в отверстии для прохода гидроцилиндра в одной из траверс в зависимости от направления бурения, а устройство для захвата бурильных или фильтровых колон выполнено в виде гидроключа.A rotary drilling installation belongs to the field of mining and can be used in the construction of vertical ascending, deviated, horizontal and descending wells using rotary drilling, including in mine workings, which are dangerous in gas and dust. Reducing the delivery time of the drilling rig to the operating point from 5 hours to 2.5 hours, the preparation time for the construction of a downhole from an average of 7 hours to 0.5 hours, using the front beam as a support for the hydraulic key, reducing the time for tripping not less than 25%, as well as a decrease in the share of manual labor and increased labor productivity was made possible thanks to the decision of the drilling rig in explosion-proof design, the implementation in the lower frame of the drilling rig, the base of the oil station, mud pump the control panel of the mounting units for mounting the transport wheels and mounting platforms for screw jacks, while the device for fixing and fixing the drilling rig in the mining chamber is made in the form of a clamping device for fixing the anchor, which is mounted on the lower frame, the rotary frame is equipped with two additional rotary axles , in the rear traverse there is a hole for the passage of the supply hydraulic cylinder, similar to the hole in the front traverse with the possibility of creating a technological gap between eredney beam and the ground, on a supporting rod of the hydraulic cylinder is set heel removable clamping device to ensure its fixing in the hole for passage of the hydraulic cylinder in one of the traverse depending on the direction of drilling, and the device for gripping the drilling or columns of filter is designed as a gidroklyucha.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области горного дела и может быть использована при сооружении вертикальных восходящих, наклонных, горизонтальных и нисходящих скважин с помощью вращательного бурения, в том числе при проведении работ в горных выработках, опасных по газу и пыли.The inventive utility model relates to the field of mining and can be used in the construction of vertical ascending, deviated, horizontal and descending wells using rotary drilling, including during work in mining, dangerous for gas and dust.

В результате усложнения условий проведения горных работ возникла потребность в сооружении не только восстающих, но и горизонтальных и наклонных нисходящих скважин различного назначения: разведочно-дренажные, водосбросные, водопонижающие, в том числе и в опасных по газу и пыли горных выработках.As a result of the increasing complexity of mining operations, there was a need for the construction of not only rising, but also horizontal and inclined descending wells for various purposes: exploratory-drainage, spillway, water-lowering, including mine dangerous for gas and dust.

Из технического уровня известно устройство для сооружение полного веера скважин диаметром 85-105 мм в виде станка НКР-100, состоящего из пневмозахвата, подающего патрон, редуктора, двигателя, пульта управления, распорной колонки, бурильных колонн и пневмоударника. Распорная колонка служит для установки станка в камере и закрепления его в заданном направлении. При бурении горизонтальных и слабонаклонных скважин применяют колонны для горизонтального бурения, а для бурения вертикальных скважин - колонны вертикального бурения. Станок развивает усилие 12 кН и крутящий момент 330 нм. Передвижение станка по выработке осуществляют вручную, монтажно-демонтажные работы по установке колонок осуществляются вручную. Область применения станка ограничена его параметрами. Недостатком является не применимость для бурения в крепких и переменных по крепости породам из-за невозможности создания высоких осевых нагрузок и крутящих моментов. Кроме того, станок не предназначен для решения задач по сооружению дренажных скважин с высокими напорами грунтовых вод [К.И.Андреев, В.А.Латышев, В.Д.Андреев. Техника бурения при A device is known from the technical level for the construction of a complete fan of wells with a diameter of 85-105 mm in the form of an NKR-100 machine, consisting of a pneumatic gripper, feed chuck, gearbox, engine, control panel, spacer, drill strings and a hammer. The spacer column is used to install the machine in the chamber and fix it in a given direction. When drilling horizontal and slightly deviated wells, columns for horizontal drilling are used, and for drilling vertical wells - vertical drilling columns. The machine develops a force of 12 kN and a torque of 330 nm. The movement of the machine for the development is carried out manually, installation and dismantling work on the installation of columns is carried out manually. The scope of the machine is limited by its parameters. The disadvantage is the inapplicability for drilling in formations that are strong and variable in strength due to the impossibility of creating high axial loads and torques. In addition, the machine is not designed to solve the problems of constructing drainage wells with high groundwater heads [K.I. Andreev, V.A. Latyshev, V. D. Andreev. Drilling Technique

разработке месторождений полезных ископаемых. М. Недра 1987 г. с99-163].development of mineral deposits. M. Nedra 1987, pp. 99-163].

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является буровая установка для вращательного бурения УДБ-8.The closest set of essential features to the claimed utility model is a drilling rig for rotary drilling UDB-8.

Известная установка состоит из маслостанции, бурового насоса, пульта управления, бурильной или фильтровой колонн при бурении дренажных скважин и бурового станка. Буровой станок включает нижнюю раму с шарнирами, поворотную раму с направляющими, на которых установлены передняя и задняя траверсы, две полуоси, гидроцилиндр подачи, опорная пята штока которого жестко закреплена на задней траверсе, гидровилка, гидрозахват, подкосы, винтовые домкраты, винтовые распорки, вращатель с установленным на нем раскрепителем, и сальник вертлюг, соединенный со шпинделем [Отчет о НИР. Проведение приемочных испытаний и внедрения буровой установки УДБ-8, шифр 1.5-5(78)-А-10-83 с.7-11, г.Белгород, ВИОГЕМ 1978, рис.1.1].A known installation consists of an oil station, a mud pump, a control panel, drill or filter columns for drilling drainage wells and a drilling rig. The drilling rig includes a lower frame with hinges, a rotary frame with guides on which the front and rear traverses are mounted, two semi-axes, a supply hydraulic cylinder, the stem support of which is rigidly fixed to the rear traverse, hydraulic fork, hydraulic gripper, struts, screw jacks, screw struts, rotator with a breaker installed on it, and a swivel oil seal connected to the spindle [Research report. Acceptance testing and implementation of the UDB-8 drilling rig, code 1.5-5 (78) -A-10-83 p. 7-11, Belgorod, VIOGEM 1978, Fig. 1.1].

К недостаткам прототипа следует отнести стационарное закрепление опорной пяты. Так, при бурении вертикальной скважины опорная пята гидроцилиндра подачи закреплена стационарно на задней траверсе. Для изменения направления бурения, например, для бурения нисходящих скважин, необходимость снять вращатель с направляющих поворотной рамы, развернуть его на 180 градусов и вновь установить в этих направляющих. После этого поворотная рама в шарнире поворачивается вертикально вверх винтовыми подкосами и закрепляется в выработке винтовыми домкратами совместно с винтовой распоркой. Только в этом случае цилиндр подачи, жестко установленный на передней траверсе не будет мешать в работе. Передняя траверса с гидромеханизмами захвата бурильной или фильтровой колонн (гидровилка и гидрозахват) при таком развороте оказываются вверху и остаются незадействованными.The disadvantages of the prototype should include stationary fixation of the supporting heel. So, when drilling a vertical well, the support heel of the feed hydraulic cylinder is fixed stationary on the rear crosshead. To change the direction of drilling, for example, for drilling downhill wells, the need to remove the rotator from the guides of the rotary frame, rotate it 180 degrees and re-install in these guides. After that, the swivel frame in the hinge is rotated vertically upward by screw struts and fixed in the working with screw jacks together with a screw strut. Only in this case, the feed cylinder, rigidly mounted on the front traverse will not interfere with work. The front traverse with hydromechanisms for capturing a drill or filter string (hydraulic fork and hydraulic gripper) at this turn are at the top and remain unused.

Шпиндель вращателя в своем крайнем нижнем положении располагается в непосредственной близости от низа подвижной рамы, т.е. практически у поверхности земли. При таком расположении шпинделя невозможно установить кондуктор в нисходящей скважине, а также осуществлять операции по спуску-подъему бурового инструмента. Поэтому приходится устанавливать либо дополнительную раму, либо другое основание. При этом разборку бурильной колонны производят вручную.The spindle of the rotator in its extreme lower position is located in close proximity to the bottom of the movable frame, i.e. almost at the surface of the earth. With this arrangement of the spindle, it is impossible to install the conductor in the downhole, as well as to carry out operations for lowering and raising the drilling tool. Therefore, it is necessary to install either an additional frame or another base. At the same time, the drill string is disassembled manually.

К недостаткам можно отнести ручную транспортировку к месту монтажа тяжелых узлов буровой установки: маслостанции, бурового насоса и бурового станка.The disadvantages include manual transportation to the installation site of the heavy components of the drilling rig: oil station, mud pump and drilling rig.

Недостатком прототипа является крепление бурового станка с помощью винтовых домкратов и винтовых распорок, которые при бурении раскручиваются, буровой станок смещается от оси скважины, что приводит к искривлению скважины, износу бурового инструмента и вращателя, а также созданию аварийных ситуаций.The disadvantage of the prototype is the mounting of the drilling rig using screw jacks and screw struts, which are unwound during drilling, the drilling rig is shifted from the axis of the well, which leads to bending of the well, wear of the drilling tool and rotator, as well as the creation of emergency situations.

Недостатком является также то, что для производства работ по свинчиванию и развинчиванию бурильных или фильтровых колонн в прототипе установлены различные зажимные устройства: гидровилка - для бурильных колонн, гидрозахват - для фильтровых колонн, что усложняет конструкцию.The disadvantage is that for the work on screwing and unscrewing drill or filter columns in the prototype, various clamping devices are installed: hydraulic fork for drill columns, hydraulic gripper for filter columns, which complicates the design.

Кроме того, в буровой установке применяются электромоторы, магнитные пускатели и другая электроаппаратура, выполненная не во взрывозащищенном исполнении. На пульте управления распределители имеют алюминиевые крышки, а гидронасосы и гидромоторы имеют алюминиевые корпуса. Это исключает возможность использования прототипа в горных выработках, опасных по газу и пыли.In addition, electric motors, magnetic starters and other electrical equipment not made in explosion-proof versions are used in the rig. On the control panel, the distributors have aluminum covers, and the hydraulic pumps and hydraulic motors have aluminum bodies. This eliminates the possibility of using the prototype in mining dangerous for gas and dust.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа и расширения арсенала установок вращательного бурения.The objective of the utility model is to eliminate the disadvantages of the prototype and expand the arsenal of rotary drilling rigs.

Техническими результами, которые могут быть достигнуты при реализации полезной модели являются:The technical results that can be achieved by implementing the utility model are:

- реализация назначения с позитивным результатом, включая возможность бурения скважин в выработках, опасных по газу и пыли;- the implementation of the assignment with a positive result, including the possibility of drilling wells in workings hazardous for gas and dust;

- расширение функциональных возможностей,- expansion of functionality

- обеспечение возможности бурения восходящих и нисходящих скважин без перестановки вращателя;- providing the possibility of drilling ascending and descending wells without moving the rotator;

- создание технологического зазора между передней траверсой и поверхностью земли;- creating a technological gap between the front traverse and the ground;

- повышение производительности труда;- increase in labor productivity;

- снижение доли ручного труда;- reduction in the proportion of manual labor;

- обеспечение взрывобезопасности.- ensuring explosion safety.

Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных результатов стало возможным благодаря тому, что в известной буровой установке вращательного бурения, включающей маслостанцию, гидронасосы, гидромоторы, пульт управления с распределителями, буровой насос, бурильную или фильтровую колонны с породоразрушающим инструментом, буровой станок, в состав которого входят нижняя рама с шарнирной опорой для полуосей поворотной рамы и подкосы для фиксации положения поворотной рамы, устройство для закрепления и фиксации бурового станка в камере горной выработки, поворотная рама с двумя поворотными полуосями и гидроцилиндром подачи со штоком, крепящимся опорной пятой, передняя и задняя траверсы в виде плит, при этом на передней траверсе выполнено отверстие для прохода гидроцилиндра подачи, закреплены направляющие поворотной рамы, выполненные в виде труб, для перемещения вращателя с сальником вертлюгом под действием гидроцилиндра подачи, на нижней раме бурового станка, основаниях маслостанции, бурового насоса и пульта управления выполнены The solution of this problem and the achievement of the above results became possible due to the fact that in the well-known rotary drilling rig, which includes an oil station, hydraulic pumps, hydraulic motors, a control panel with distributors, a mud pump, a drill or filter string with a rock cutting tool, a drilling rig, which includes lower frame with hinged support for the semi-axes of the rotary frame and struts for fixing the position of the rotary frame, a device for securing and fixing the drilling rig in the cam a mine excavation, a rotary frame with two rotary axes and a supply hydraulic cylinder with a rod fastened by a supporting fifth, front and rear traverses in the form of plates, while a hole for the passage of the supply hydraulic cylinder is made on the front traverse, guides of the rotary frame made in the form of pipes are fixed, to move the rotator with the swivel packing under the action of the supply hydraulic cylinder, on the lower frame of the drilling rig, the bases of the oil station, the mud pump and the control panel

крепежные узлы для монтажа транспортировочных колес и монтажные площадки для винтовых домкратов, устройство для закрепления и фиксации бурового станка в выработке выполнено в виде зажимного устройства для закрепления анкера, которое установлено на нижней раме, поворотная рама снабжена двумя дополнительными поворотными полуосями, в задней траверсе выполнено отверстие для прохода гидроцилиндра подачи, аналогичное отверстию в передней траверсе с возможностью создания технологического зазора между передней траверсой и поверхностью земли, на опорной пяте штока гидроцилиндра установлено съемное зажимное устройство для обеспечения его крепления в отверстии для прохода гидроцилиндра в одной из траверс в зависимости от направления бурения, а устройство для захвата бурильных или фильтровых колон выполнено в виде гидроключа.mounting units for mounting the transport wheels and mounting platforms for screw jacks, a device for securing and fixing the drilling rig in the working hole is made in the form of a clamping device for securing the anchor, which is installed on the lower frame, the rotary frame is equipped with two additional rotary half shafts, a hole is made in the rear traverse for the passage of the supply hydraulic cylinder, similar to the hole in the front traverse with the possibility of creating a technological gap between the front traverse and the surface If, on the supporting heel of the hydraulic cylinder rod, a removable clamping device is installed to secure it in the hole for the hydraulic cylinder passage in one of the traverses, depending on the direction of drilling, and the device for gripping drill or filter columns is made in the form of a hydraulic wrench.

В частном примере выполнения буровой установки маслостанция дополнительно оснащена не менее чем одним датчиком отключения электропитания при достижении температуры масла выше 60 градусов. блоки магнитных пускателей и электромоторы выполнены во взрывобезопасном исполнении, распределители пульта управления снабжены крышками из стали, а гидронасосы, гидромоторы и буровой насос снабжены корпусами из стали для обеспечения работы в выработках, опасных по газу и пыли.In a particular example of a drilling rig, the oil station is additionally equipped with at least one power cut-off sensor when the oil temperature reaches above 60 degrees. the magnetic starter blocks and electric motors are made in explosion-proof design, the control panel distributors are equipped with steel covers, and the hydraulic pumps, hydraulic motors and the mud pump are equipped with steel bodies to ensure work in workings hazardous in gas and dust.

Расширение функциональных возможностей достигнуто благодаря выполнению в конструкции задней траверсы отверстия для прохода гидроцилиндра, аналогичного отверстию в передней траверсе, что обеспечивает формирование технологического зазора между передней траверсой и земной поверхностью при бурении нисходящих скважин, который достаточен для установления кондуктора. Снабжение пяты штока гидроцилиндра подачи съемным зажимным устройством обеспечивает возможность закрепления гидроцилиндра подачи в The expansion of functionality was achieved due to the construction of a rear crosshead for an opening for a hydraulic cylinder passage similar to that in the front crosshead, which ensures the formation of a technological gap between the front crosshead and the earth's surface when drilling downhill wells, which is sufficient to establish a conductor. The supply of the heel of the rod of the feed cylinder with a removable clamping device provides the possibility of fixing the feed cylinder in

отверстии для его прохода на одной из траверс, т.е. одно из отверстий для прохода гидроцилиндра подачи совмещает функцию обеспечения прохода с функцией крепления съемного зажимного устройства. Так, при бурении восходящих скважин опорная пята устанавливается в отверстии задней траверсы, а при бурении нисходящей скважины - в отверстии передней траверсы. При этом разворачивается на 180 градусов только гидроцилиндр подачи без разворота вращателя, сохраняя функции передней траверсы как площадки для осуществления спуско-подъемных операций с сохранением функциональных возможностей расположенного на ней устройства для захвата бурильной или фильтровой колонн в виде гидроключа. Таким образом, бурение скважин разного направления осуществляют без перестановки вращателя.holes for its passage on one of the traverses, i.e. one of the holes for the passage of the supply hydraulic cylinder combines the function of providing passage with the function of fastening a removable clamping device. So, when drilling ascending wells, the support heel is installed in the hole of the rear beam, and when drilling a downhole in the hole of the front beam. In this case, only the supply hydraulic cylinder is turned 180 degrees without turning the rotator, preserving the functions of the front cross beam as a platform for carrying out tripping operations while maintaining the functionality of the device located on it for gripping a drill or filter string in the form of a hydraulic wrench. Thus, the drilling of wells of different directions is carried out without shifting the rotator.

Снижение доли ручного труда достигнуто благодаря выполнению на нижней раме бурового станка, основаниях маслостанции, бурового насоса и пульта управления крепежных устройств для монтажа транспортных колес и винтовых домкратов для подъема и спуска их на транспортные базы, благодаря чему эти узлы могут быть доставлены по горной выработке к месту монтажа в условиях отсутствия рельсовых путей. Снижение уровня ручного труда и повышение надежности закрепления бурового станка достигнуто за счет его закрепления на анкере, который зажимают в зажимном устройстве для закрепления анкера, установленном на нижней раме, а также за счет установки на передней траверсе гидроключа, что одновременно повышает производительность труда.The reduction in the share of manual labor was achieved thanks to the fastening devices for mounting transport wheels and screw jacks for lifting and lowering them to transport bases on the lower frame of the drilling rig, the base of the oil station, the mud pump and the control panel, so that these units can be transported by mining to installation site in the absence of rail tracks. Reducing the level of manual labor and improving the reliability of fixing the drilling rig is achieved by fixing it on the anchor, which is clamped in a clamping device for securing the anchor mounted on the lower frame, as well as by installing a hydraulic key on the front crosshead, which simultaneously increases labor productivity.

Снабжение поворотной рамы двумя дополнительными поворотными полуосями позволяет увеличить технологический зазор между нижней траверсой и поверхность земли, что делает возможным бурение нисходящих скважин без дополнительных приспособлений, т.е. дополнительно расширяет функциональные возможности установки.The supply of the rotary frame with two additional rotary half shafts allows to increase the technological gap between the lower traverse and the ground surface, which makes it possible to drill downhill wells without additional devices, i.e. further extends the functionality of the installation.

Взрывобезопасность установки обеспечивается датчиком отключения электропитания при достижении температуры масла выше 60 градусов, выполнением электромоторов и блоков магнитных пускателей во взрывобезопасном исполнении, выполнением крышек распределителей пульта управления из стали а также корпусов гидронасосов, гидромоторов и бурового насоса из стали. Такое исполнение дополнительно расширяет функциональные возможности буровой установки.The explosion safety of the installation is ensured by a power outage sensor when the oil temperature exceeds 60 degrees, the execution of electric motors and magnetic starter blocks in explosion-proof design, the execution of the covers of the control panel distributors from steel as well as the cases of hydraulic pumps, hydraulic motors and a mud pump made of steel. This design further extends the functionality of the rig.

Заявляемую полезную модель иллюстрируют следующие фигуры:The inventive utility model is illustrated by the following figures:

Фиг 1 Показан общий вид буровой установки: маслостанция, пульт управления, буровой станок, буровой насос, бурильная колонна.Fig 1 shows a General view of the drilling rig: oil station, control panel, drilling rig, mud pump, drill string.

Фиг.2 Показана схема бурового станка при бурении нисходящей скважины: поворотная рама, поворотные полуоси для бурения восстающей скважины, дополнительные поворотные полуоси для бурения нисходящей скважины, гидроцилиндр подачи в положении для бурения нисходящей скважины, передняя и задняя траверсы,, направляющие, вращатель, сальник вертлюг, гидроключ, нижняя рама, подкос, шарнирная опора для поворотной рамы, крепежные узлы для установки транспортировочных колес, зажимное устройство для закрепления анкера, монтажные площадки для установки винтовых домкратов.Figure 2 shows a diagram of a drilling rig during downhole drilling: a rotary frame, rotary half shafts for drilling an uphole, additional rotary half shafts for drilling a downhole, a supply hydraulic cylinder in a position for drilling a downhole, front and rear traverses, guides, rotator, oil seal swivel, hydraulic key, lower frame, strut, articulated support for the swing frame, mounting units for installing the transport wheels, clamping device for securing the anchor, mounting pads for installation and screw jacks.

Фиг.3 Показана передняя траверса на период бурения нисходящей скважины: передняя траверса, опорная пята штока гидроцилиндра подачи, съемное зажимное устройство.Figure 3 shows the front traverse for the period of drilling a downhole: front traverse, support heel of the rod of the hydraulic supply cylinder, a removable clamping device.

Фиг.4 Показана передняя траверса: передняя траверса, отверстие под бурильную колонну, отверстие под направляющие поворотной рамы, отверстие для прохода гидроцилиндра подачи на период бурения восходящей скважины и под съемное зажимное устройство пяты штока гидроцилиндра подачи, отверстие для крепление гидроключа.Figure 4 shows the front traverse: the front traverse, the hole for the drill string, the hole for the guides of the swing frame, the hole for the passage of the supply hydraulic cylinder for the period of drilling the ascending well and under the removable clamping device of the heel of the stem of the hydraulic supply cylinder, the hole for attaching the hydraulic key.

Буровая установка вращательного бурения (фиг.1) включает маслостанцию 1, гидронасосы, гидромоторы (на фиг. не показаны), пульт управления 2 с распределителями (на фиг. не показаны), буровой насос 3, буровой станок 4, а также бурильную 5 колонну, оснащенную породоразрушающим инструментом 6.The rotary drilling rig (FIG. 1) includes an oil station 1, hydraulic pumps, hydraulic motors (not shown in FIG.), A control panel 2 with distributors (not shown in FIG.), A mud pump 3, a drilling rig 4, and a drill string 5 equipped with rock cutting tool 6.

Буровой станок 4 (фиг.2) в свою очередь содержит нижнюю 7 и поворотную 8 рамы. Нижняя 7 рама снабжена шарнирной опорой 9 для двух поворотных полуосей 10 поворотной 8 рамы и подкосами 11 для фиксации ее положения. На нижней 7 раме также установлено зажимное устройство 12 для закрепления и фиксации бурового станка 4 в выработке (на фиг. не показана) на анкере 13. Поворотная рама 8 снабжена двумя поворотными полуосями 10 для бурения восходящей скважины (на фиг. не показана) и двумя дополнительными поворотными полуосями 14 для бурения нисходящей скважины (на фиг. не показана). При этом шарнирная опора 9 используется также и при бурении нисходящих скважин. На поворотной 8 раме размещен гидроцилиндр подачи 15 со штоком (на фиг. не показан), крепящийся съемно опорной пятой 16 (фиг.3) в передней 17 или задней 18 траверсах в виде плит. Для этого опорная пята 16 оснащена съемным зажимным устройством 19, а в передней 17 и задней 18 траверсах выполнено по одному аналогичному отверстию 20 для прохода гидроцилиндра подачи 15 при смене направления бурения с возможность размещения в них съемного зажимного устройства 19 (фиг.4). В передней 17 траверсе также выполнены отверстие 21 под буровой снаряд, отверстие 22 под крепление устройства для захвата бурильных и фильтровых колонн (на фиг. не показаны), выполненное в виде гидроключа 23, и отверстие 24 под направляющие 25 поворотной 8 рамы. Направляющие 25 выполнены в виде труб и служат для перемещения вращателя 26 с сальником вертлюгом 27 под действием гидроцилиндра подачи 15. Выполнение устройство для захвата бурильных 5 или фильтровых колонн в виде The drilling rig 4 (figure 2), in turn, contains a lower 7 and a rotary 8 frame. The lower 7 frame is equipped with a hinged support 9 for two rotary axles 10 of the rotary 8 frame and struts 11 to fix its position. A clamping device 12 is also installed on the bottom 7 frame for securing and fixing the drilling rig 4 in a working hole (not shown in FIG.) On the anchor 13. The swing frame 8 is equipped with two rotary half shafts 10 for drilling an ascending well (not shown in FIG.) And two additional rotary axles 14 for drilling a downhole (in Fig. not shown). In this case, the articulated support 9 is also used when drilling downhill wells. On the rotary 8 frame there is a supply hydraulic cylinder 15 with a rod (not shown in Fig.), Which is mounted removably by a supporting heel 16 (Fig. 3) in the front 17 or rear 18 traverses in the form of plates. For this, the support heel 16 is equipped with a removable clamping device 19, and in the front 17 and rear 18 of the traverse there is one similar hole 20 for passing the feed hydraulic cylinder 15 when changing the direction of drilling with the possibility of placing a removable clamping device 19 therein (Fig. 4). In the front beam 17, a hole 21 for a drill, a hole 22 for attaching a device for gripping drill and filter columns (not shown), made in the form of a hydraulic key 23, and a hole 24 for the guides 25 of the rotary 8 frame are also made. The guides 25 are made in the form of pipes and are used to move the rotator 26 with the gland swivel 27 under the action of the supply cylinder 15. The device for capturing drill 5 or filter columns in the form

гидроключа 23 облегчает процесс свинчивания и развинчивания этих колонн. Снижение доли ручного труда достигается благодаря тому, что на нижней раме бурового станка 4, основаниях маслостанции 1, бурового насоса 3 и пульта управления 2 выполняют крепежные узлы 28 для монтажа транспортировочных колес (на фигуре не показаны) и монтажные площадки 29 для установки винтовых домкратов (на фиг. не показаны) для подъема при монтаже транспортировочных колес и спуска на землю.hydrokey 23 facilitates the process of screwing and unscrewing these columns. The reduction in the share of manual labor is achieved due to the fact that on the lower frame of the drilling rig 4, the bases of the oil station 1, the mud pump 3 and the control panel 2, fastening units 28 are made for mounting the transport wheels (not shown in the figure) and mounting platforms 29 for installing screw jacks ( in Fig. not shown) for lifting during installation of the transport wheels and lowering to the ground.

Для взрывобезопасного ведения горных работ при сооружении не только восстающих, но и горизонтальных, наклонных и нисходящих скважин различного назначения: разведочно-дренажных, водосбросных, водопонижающих, в том числе и в опасных по газу и пыли горных выработках, буровая установка снабжена блоками магнитных пускателей и электромоторами (на фигуре не показаны), выполнеными во взрывобезопасном исполнении, маслостанция 1 дополнительно оснащена не менее чем одним датчиком отключения электропитания при достижении температуры масла выше 60 градусов (на фиг. не показан) крышки распределителей (на фиг. не показаны) пульта управления 2 выполнены из стали, корпуса бурового насоса 3, гидронасосов и гидромоторов (на фигуре не показаны) выполнены из стали.For explosion-proof mining operations during the construction of not only rising, but also horizontal, inclined and descending wells for various purposes: exploration-drainage, spillway, water-lowering wells, including mine workings hazardous for gas and dust, the drilling rig is equipped with blocks of magnetic starters and explosion-proof electric motors (not shown in the figure), oil station 1 is additionally equipped with at least one power-off sensor when the oil temperature reaches above 60 degrees (not shown in FIG.) the distributor covers (not shown in FIG.) of the control panel 2 are made of steel, the mud pump housing 3, hydraulic pumps and hydraulic motors (not shown in the figure) are made of steel.

Заявляемая установка вращательного бурения работает следующим образом.The inventive installation of rotary drilling works as follows.

Буровую установку доставляют в камеру (на фиг. не показана) горной выработки на транспортных тележках (на фиг не показаны). С помощью винтовых домкратов (на фиг. не показаны), установленных на монтажных площадках 29 нижней 7 рамы бурового станка 4 поднимают буровой станок 4 над транспортной тележкой и удаляют ее. Закрепляют в соответствующих крепежных узлах 28 на нижней 7 раме транспортировочные колеса (на фигуре не показаны), устанавливают The drilling rig is delivered to a chamber (not shown in FIG.) Of a mine in transport carts (not shown in FIG.). Using screw jacks (not shown in FIG.) Installed on mounting sites 29 of the lower 7 frame of the drilling rig 4, the drilling rig 4 is lifted above the transport trolley and removed. Fasten the transportation wheels (not shown in the figure) in the corresponding mounting nodes 28 on the lower 7 frame, set

под эти колеса направляющие швеллера (на фиг. не показаны), опускают буровой станок 4 и перекатывают его в заданную точку камеры (на фиг. не показана) горной выработки Аналогично доставляют маслостанцию 1, пульт управления 2 и буровой насос 3, после чего монтируют буровую установку. Буровой станок 4 раскрепляют в горной выработке камеры путем закрепления его зажимного устройства 12 на анкере (на фиг. не показан), укрепленном в почве горной выработки. Сооружают восходящую скважину (на фиг. не показана). Для этого устанавливают в отверстие 20 для прохода гидроцилиндра подачи, выполненного в задней 18 траверсе, съемного зажимного устройства 19 опорной пяты 16 и фиксируют его. Подают вращателем 26 бурильную 5 колонну с породоразрушающим инструментом 6 и бурят с прямой промывкой. Захват бурильной 5 или фильтровой колонн при свинчивании и развинчивании осуществляют гидроключем 23. Бурение нисходящей скважины этой же установкой осуществляют путем установки в отверстие 20 для прохода гидроцилиндра подачи 15, выполненного в передней 17 траверсе, съемного зажимного устройства 19 опорной пяты 16 и фиксируют его. После этого разворачивают поворотную 8 раму вокруг двух дополнительных полуосей 14 на 180 градусов. При этом между передней траверсой 17 и поверхностью земли образуется технологический зазор (на фиг. не показан), достаточный, чтобы вести бурение без дополнительных приспособлений. При этом вращатель 26 не переставляют.under these wheels, channel guides (not shown in FIG.), lower the drilling rig 4 and roll it to a predetermined chamber point (not shown in FIG.) of the mine working. Oil station 1, control panel 2 and mud pump 3 are delivered similarly, and then the drilling rig is mounted installation. The drilling rig 4 is fastened in the mining of the chamber by fixing its clamping device 12 to the anchor (not shown in FIG.), Mounted in the soil of the mining. An uphole is being constructed (not shown in FIG.). For this, a removable clamping device 19 of the support foot 16 is installed in the hole 20 for the passage of the feed hydraulic cylinder made in the rear 18 of the traverse and fix it. The rotary drill 26 is fed with a drill string 5 with a rock cutting tool 6 and drilled with direct washing. When drilling and unscrewing, drill 5 or filter columns are seized with a hydraulic key 23. Drilling a downhole with the same installation is carried out by installing a removable clamping device 19 of the support foot 16 in the hole 20 for passing the feed hydraulic cylinder 15, made in the front beam 17, and fix it. After that, the rotary 8 frame is deployed around two additional axle shafts 14 by 180 degrees. At the same time, a technological gap is formed between the front traverse 17 and the ground surface (not shown in Fig.), Sufficient to conduct drilling without any additional devices. However, the rotator 26 is not rearranged.

Практическое применение заявляемой полезной модели показано на примерах конкретного выполнения. Горные выработки взрывоопасны по газу.The practical application of the claimed utility model is shown by examples of specific performance. Mines are explosive in gas.

Пример 1Example 1

Буровая установка вращательного бурения испытана на подземном месторождении в зоне нефтегазоносной провинции.The rotary drilling rig has been tested in an underground field in the oil and gas province.

Установка вращательного бурения имеет следующие параметры:A rotary drilling rig has the following parameters:

- масса маслостанции, кг- mass of oil station, kg 12501250 - масса пульта управления, кг- mass of the control panel, kg 160160 - масса бурового насоса, кг- weight of the mud pump, kg 650650 - масса бурового станка, кг- weight of the drilling rig, kg 12151215 - диаметр бурения, мм- drilling diameter, mm 112112

- глубина бурения- drilling depth

при диаметре бурения 350 м, мwith a drilling diameter of 350 m, m 350350 - крутящий момент, кН м- torque, kN m 1,71.7 - осевое усилие, кН- axial force, kN 120120

- предельное давление гидростатического- ultimate pressure hydrostatic

давления грунтовых вод при буренииgroundwater pressure while drilling

дренажных скважин, МПаdrainage wells, MPa 6060 - приводная мощность установки, кВт- drive power of the installation, kW 51,551.5 - приводная мощность бурового насоса, кВт- drive power of the mud pump, kW 11eleven

На нижней раме бурового станка, основаниях маслостанции, бурового насоса и пульта управления выполняют крепежные узлы для монтажа транспортировочных колес и монтажные площадки для установки винтовых домкратов для подъема при монтаже транспортировочных колес и спуска с транспортных тележек.On the lower frame of the drilling rig, the bases of the oil station, the mud pump and the control panel, fastening assemblies for mounting the transport wheels and mounting platforms for installing screw jacks for lifting when mounting the transport wheels and lowering from the transport trolleys are performed.

Опорная пята штока гидроцилиндра подачи оснащена съемным зажимным устройством, а в передней и задней траверсах выполнено по одному аналогичному отверстию для прохода гидроцилиндра подачи при смене направления бурения с возможность размещения в них съемного зажимного устройства и его фиксации.The support heel of the rod of the feed hydraulic cylinder is equipped with a removable clamping device, and in the front and rear traverses there is one similar hole for the passage of the feed hydraulic cylinder when changing the direction of drilling with the possibility of placing a removable clamping device in them and fixing it.

Поворотная рама снабжена двумя поворотными полуосями для бурения восходящей скважины и двумя дополнительными поворотными полуосями для бурения нисходящих скважинThe pivoting frame is equipped with two pivoting half shafts for drilling an ascending well and two additional pivoting half shafts for drilling downhill

Захват бурильной или фильтровой колонн при свинчивании и развинчивании осуществляют гидроключем.The capture of drill or filter columns during make-up and unscrewing is carried out with a hydraulic key.

Для безопасного ведения горных работ при сооружении не только восстающих, но и горизонтальных и наклонных нисходящих скважин различного назначения: разведочно-дренажные, водосбросные, водопонижающие, в том числе и в опасных по газу и пыли горных выработках, блоки магнитных пускателей и электромоторы выполнены во взрывобезопасном исполнении, маслостанция дополнительно оснащена не менее чем одним датчиком отключения электропитания при достижении температуры масла выше 60 градусов, распределители пульта управления имеют крышки из стали, буровой насос, гидронасосы и гидромониторы имеют корпус из стали.For the safe conduct of mining operations during the construction of not only rising, but also horizontal and inclined descending wells for various purposes: exploration-drainage, spillway, water-lowering, including in gas mines and dust mines, blocks of magnetic starters and electric motors are made in explosion-proof execution, the oil station is additionally equipped with at least one power cut-off sensor when the oil temperature reaches above 60 degrees, the control panel distributors have steel covers, the mud pump, hydraulic pumps and hydraulic monitors have a steel casing.

Буровой станок раскрепляют в горной выработке камеры путем установления его зажимного устройства на анкере, укрепленном в горной выработке.The drilling rig is unfastened in the mining of the chamber by installing its clamping device on the anchor, mounted in the mining.

Время доставки и монтажно-демонтажных работ составило 2, 5 часа.Delivery time and installation and dismantling work was 2.5 hours.

Перестановка гидроцилиндра подачи на переднюю траверсу для сооружения нисходящей скважины заняла 1 час.Rearrangement of the supply hydraulic cylinder to the front crosshead for the construction of the downhole well took 1 hour.

Время на закрепление бурового станка в камере горной выработке и составило 0,5 часа.The time to fix the drilling rig in the chamber of the mine and amounted to 0.5 hours.

Пример 2. Прототип.Example 2. The prototype.

Установка вращательного бурения УДБ-8.Rotational drilling rig UDB-8.

- масса маслостанции, кг- mass of oil station, kg 800800 - масса пульта управления, кг- mass of the control panel, kg 160160 - масса бурового насоса, кг- weight of the mud pump, kg 650650 - масса бурового станка, кг- weight of the drilling rig, kg 12001200

Доставка в камеру горной выработки узлов буровой установки вручную. Время доставки составляет 5 часов.Manual delivery to the mining chamber of the drilling rig units. Delivery time is 5 hours.

Время на закрепление бурового станка в камере горной выработки составило 1 час.The time to fix the drilling rig in the mining chamber was 1 hour.

Крепление пяты штока гидроцилиндра подачи стационарное на задней траверсе.Mounting the heel of the rod of the hydraulic supply cylinder is stationary on the rear traverse.

Переход на сооружение нисходящей скважины осуществляют путем переустановки вращателя на 180 градусов. Время переустановки вращателя составляет 5-6 часов.The transition to the construction of the downhole is carried out by reinstalling the rotator 180 degrees. The rotation time of the rotator is 5-6 hours.

Время на установку подкладной рамы и закрепления на ней бурового станка составило 2 часа.The time to install the underframe and fix the drilling rig on it was 2 hours.

Как видно из примеров, создана новая установка вращательного бурения, реализующая свое назначение с позитивным результатом. Функциональные возможности установки расширены за счет обеспечения возможности бурения восходящих, горизонтальных, наклонных и нисходящих скважин без перестановки вращателя и создания технологического зазора между передней траверсой и поверхностью земли, а также обеспечения возможности бурения скважин в выработках, опасных по газу и пыли, так как она выполнена во взрывобезопасном исполнении.As can be seen from the examples, a new installation of rotary drilling has been created, realizing its purpose with a positive result. The installation’s functionality has been expanded by providing the possibility of drilling ascending, horizontal, inclined and descending wells without shifting the rotator and creating a technological gap between the front traverse and the earth’s surface, as well as providing the possibility of drilling wells in workings hazardous in gas and dust, as it is made explosion proof.

Снижение времени доставки буровой установки на рабочую точку при увеличении ее веса во взрывобезопасном исполнении с 5 часов (пример 2) до 2,5 часа (пример 1), времени подготовки к сооружению нисходящей скважины в среднем с 7 часов (пример 2) до 0,5 часа (пример 1), использование передней траверсы как опоры для гидроключа, сокращающее время на выполнение спуско-подъемных операций не менее чем на 25%, а также снижение доли ручного труда привело к повышению ее производительности труда.Reducing the delivery time of the drilling rig to the operating point with an increase in its explosion-proof weight from 5 hours (Example 2) to 2.5 hours (Example 1), preparation time for a downhole well from an average of 7 hours (Example 2) to 0, 5 hours (example 1), the use of the front traverse as a support for the hydraulic key, reducing the time for tripping and lifting operations by at least 25%, as well as a decrease in the share of manual labor, led to an increase in its labor productivity.

Claims

1. A rotary drilling rig, including an oil station, hydraulic pumps, hydraulic motors, a control panel with distributors and electric motors, a mud pump, a drill or filter string with rock cutting tools, a drilling rig, which includes a lower frame with a hinged support for the axle shafts of the rotary frame and struts for fixing the position of the rotary frame, a device for fixing and fixing the drilling rig in the mining chamber, a rotary frame with two rotary axles and a supply hydraulic cylinder with pcs com, fastening the support fifth, the front and rear traverses in the form of plates, while on the front traverse there is a hole for the passage of the supply hydraulic cylinder, the guides of the rotary frame made in the form of pipes are fixed to move the rotator with the swivel gland under the action of the supply hydraulic cylinder and a gripper drill or filter columns, characterized in that on the lower frame of the drilling rig, the bases of the oil station, the mud pump and the control panel are made mounting units for mounting transport wheels and mounting platforms for screw jacks, a device for securing and fixing the drilling rig in the mining chamber is made in the form of a clamping device for securing the anchor, which is installed on the lower frame, the rotary frame is equipped with two additional rotary half shafts, a hole for the passage of the feed hydraulic cylinder is made in the rear cross-beam, similar to the hole in the front traverse with the possibility of creating a technological gap between the front traverse and the surface of the earth, on the supporting heel of the hydraulic cylinder rod A removable clamping device has been introduced to ensure its fastening in the hole for the passage of the hydraulic cylinder in one of the traverses, depending on the direction of drilling, and the device for gripping drill or filter columns is made in the form of a hydraulic key.

2. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the oil station is additionally equipped with at least one power failure sensor when the oil temperature reaches above 60 °.

3. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the magnetic starter blocks and electric motors are made in explosion-proof design.

4. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the covers of the control panel distributors are made of steel with the possibility of ensuring work in workings hazardous in gas and dust.

5. The drilling rig according to claim 1, characterized in that the housing of the hydraulic pumps, hydraulic motors and the mud pump are made of steel with the ability to provide work in workings hazardous in gas and dust.