SU1027358A1

SU1027358A1 - Apparatus for drilling holes

Info

Publication number: SU1027358A1
Application number: SU823423288A
Authority: SU
Inventors: Борис Федорович Брюхов; Адольф Сергеевич Телешов; Виктор Павлович Судаков
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1983-07-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН , включающее вращатель, шпиндель, . буровой став и узел соединени шпиндел с буровым ставом, содержащий Установленную на шпинделе подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещени соответственно относительно шпиндел и бурового става, отличающеес тем, что, с целью сокращени времени вспомогательных операций при сборке и разборке бурового става, устройство снабжено обоймой и поворотным фиксауором с приводом, обойма установлена на буровом ставе с возможностью в;заимодействи с ним посредством винтовых выступов , выполненных соответственно на внешней поверхности бурового ста- . ва и внутренней поверхности обоймы, S и с торцом подпружиненной втулки, при чем на наружной поверхности обоймы выполнены упоры дл взаимодействи с поворотным фиксатором.DEVICE FOR DRILLING WELLS, including rotator, spindle,. drilling rig and spindle coupling assembly with a drilling rig containing a spring-loaded bushing mounted on the spindle, having the possibility of axial movement relative to the spindle and drilling rig, respectively, characterized in that in order to reduce the time of auxiliary operations during assembly and disassembly of the drilling rod, the device is equipped with a yoke and rotary fixator with a drive, the holder is installed on the drill rod with the possibility of; borrowing with it by means of screw projections, made respectively on the outside th surface of the drill station-. v and the inner surface of the yoke, S and with the end of the spring-loaded sleeve, with stops on the outer surface of the yoke being made to interact with the pivot lock.

Description

1C1C

0000

елate

00 1 Изобретение относитс к горной пр мышленности, в частности к устройствам дл бурени скважин. Известно устройство дл бурени скважин, содержащее двигатель, редуктор , корпус, шпиндель, стакан, па дающую втулку и переходник дл соеди нёни со штангой бурового става Cl } Недостатками устройства вл ютс : продолжение вращени шпиндел и става буровых, штанг после отключени двигател в режиме расхода кинетичес кой энергии, накопленной вращающейс системой, содержащей двигатель, шестерни , вал и шпиндель редуктора, ста кан и став буровых штанг (вращение а фазе выбега или замедлени ), остановка шпиндел и става буровь1х штанг в случайном угловом положении, часто не совпадающем с заданным, необходимость кратковременного пуска двигател дл устранени углового отклонени бурового става и повторение этой операции пока не будет достигну остановка става буровых штанг в заданном угловом положении, ориентированном относительно взаимодействую щих со штангой устройств и необходимом дл вылолнени последующих механизированных операций, например пода чи ключа или толкател дл размыкани пружинного заика, и, в результате, не производительные затраты времени на выполнение перечисленных операций. Известно устройство дл бурени скважин, включающее вращатель, шпиндель , буровь е штанги и узел соединени бурового става с вращателем бурового станка, содержащий установленную на шпинделе подпружиненную втулку , имеющую возможность осевого пере мещени соответственно относительно шпиндел и бурового става 23 Устройство позвол ет сократить врем на соединение бурового става с вращателем, но его недостатком вл етс случайное угловое положение буровой штанги после отключени вращател , не совпадающее с ориентированными относительно взаимодействующих со штангой устройств дл выполнени последующих механизированных операций . Цель изобретени - сокращение времени вспомогательных операций при сборке и разборке бурового стаба. Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл бурени скважин. 582 включающее вращатель, шпиндель, буровой став и узел соединени шпиндел с буровым ставом, содержащий установленную на шпинделе подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещени соответственно относительно шпиндел и бурового става, снабжено обоймой и поворотным фиксатором с приводом, обойма установлена на бу ровом ставе с возможностью взаимодействи с ним посредством винтовых выступов , выполненных соответственно на внешней поверхности бурового стаBia и внутренней поверхности обоймы, и с торцом подпружиненной втулки, причем на наружной поверхности обоймы . выполнены упоры дл взаимодействи с поворотным фиксатором. На фиг.1 изображено устройство дл бурени скважин; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1 (взаимное положение деталей , исходное соответствует фазе вращени перед отключением двигател ). Устройство дл бурени скважин включает вращатель 1, шпиндель 2, буровой став, состо щий из штанги 3 и жестко св занной с ней муфты , котора посредством замкового шарикового подшипника 5 закреплена на конце шпиндел 2 с возможностью его относительного вращени , и узел соединени шпиндел с буровым ставом, содержащий установленную на шпинделе 2 втулку 6 с пружиной 7 и рпорным кольцом 8, имеющую возможность осевого перемещени соответственно относительно шпиндел и бурового става посредством шлицов 9 и кулачкового соединени 10, обойму 11, поворотный фиксатор 12, установленный на кронштейне 13, и его привод 14. Муфта 4 и обойма 11 посред ством винтовых выступов 15 и 16, выполненных соответственно на внешней поверхности муфты и внутренней поверхности обоймы, соединены между собой и с возможностью относительного поворота и продольного перемещени в осевом направлении. Обойма 11 соединена с регулируемым ограничителем 17, напрймер , посредством резьбы с возможностью регулировани величины зазора 2 и взаимодействует с торцом подпружиненной втулки 6. На наружной поверхности обоймы 11 выполнены упоры 18 дл взаимодействи с поворотным фиксатором 12. Поворотный фиксатор 12, установленный на кронштейне 13, соединен с 31 приводом 1, включение которого на пр мой и обратный ход сблокировано с отключением и включением двигател вращател посредством, например, электрогидравлической системы управлени (не показана). Поперечные оси хвостовика муфты 4 и соединенной с ним штанги 3 определ ющие их заданное угловое положение относительно взаимодействующих устройств, базированы относительно опорной поверхности упора 18, на-; пример, ось К-К и лыски параллельны поверхностио( , число и расположение упоров 18 на обойме 11 соответствует числу возможных угловых положений штанги относительно враимодействующего устройства, например, взаимодействию ключа и штанги резьбового соединени с двум лысками соответст вуют два возможных угловых положени штанги (через 180°) и два диаметраль но противоположных упора на обойме, а взаимодействию ключа и штанги с безрезьбовым замком одностороннего размыкани соответствуют одно угловое положение штанги и один упор на обойме. Угловое положение установленных муфты k и штанги 3 (заданное положение ) соответствует расположению взаи модействующих с ними yctpoftcTB, например , поперечна ось штанги совпадает по направлению с продольно осью клюуа , (не показан), стрелка Кд соответствует его продольной оси и направлению подачи. Кронштейн 13 установле г так, что опорна плоскость b поворотного фиксатора 12 в рабочем положении смещена относительно заданного углового положени К -KQ на угол срабатывани Р . Величина угла срабатывани определ ет соотношение угла наклона винтовой поверхности выступов 15 и 16, их радиуса и длины хода В обоймы 11. В процессе бурени вращательного движение шпиндел 2 передаетс посредством шлицевого соединени втулке 6, посредством кулачков - ведомой муфте k и соединенной с ней штан ге 3. После того как бурение окончено , двигатель вращател отключаетс , одновременно с этим включаетс сблокированный с ним привод , поворотный фиксатЬр 12 перемещаетс по направлению стрелки В в рабочее положение и , взаимодейству с опорной по 8 . :. 4 верхностью q упора 18, останавливает обойму 11 в положение ОЕ, при этом вЬе други,е части системы продолжают вращательное движение от положени ОЕ к положению ОКо. По мере поворота в пределах .угла винтовые выступы 15 поворачивающей с муфты 4 взаимодействуют с винтовыми выступами 1б остановленной обоймы 11, и вращательное движение муфты преобразуетс в движе- . ние обоймы в осевом направлении, указанном стрелкой Г, при этом обойма 11 в том же направлении сдвигает по шлицам контактирующую с ней втулку 6, . пружины 7 которой сжимаютс , а кулачки 10 расцепл ютс , отключа ведомую муфту А и раздел вращающуюс систему на две части. Неравные по количеству запасенной кинетической энергии . После этого взаимосв занное вращательное и поступательное движение муфты k и обоймы 11 продолжаетс , причем поворот обладающего наименьшим количеством кинетической энергии става буровых штанг3 и ведомой муфты А заканчиваетс в заданном положении Kp-Kj5 в момент взаимодействи регули руемого ограничител 17 с торцевой частью винтовых выступов 15. Когда зазор 1 между ними выбран полностью, вращение обладающих наибольшим количеством кинетической энергии втулки 6, шпиндел 2, валов и шестерен редуктора и высокооборотного ротора двигател (не показаны) в фазе выбега продолжаете и может бб1ТЬ заторможено с помощью известных устройств механического или электрического типов во врем подачи ключа или выполнени последующих операций. После того как наращивание бурового става очередной штангой закончено и ключ отведен, включаетс привод k (на обратный ход) и сблокированный с ним двигатель. вращател , поворотный фиксатор 12 отводитс в исходное положение и освобождает обой f 11, а шпиндель 2, втулка б и контактирующа с ней обойма 11 поворачиваютс относительно неподвижных муфты и штанги 3 при этом взаимодействие деталей осуществлйетс в обратном пор дке. Втулка 6 и обойма 11 за счет усили пружин 7 и взаимодействи винтовых выступов 16 и 15 перемещаютс в осевом направлении, противоположном указанному стрелкой Г, до зацеплени кулачков, в результате вращательное движение шпиндел через00 1 The invention relates to the mining industry, in particular to devices for drilling wells. A device for drilling wells is known, which contains an engine, gearbox, housing, spindle, cup, dropping sleeve and adapter to connect the drill rod to the drill rod Cl} The drawbacks of the device are: continued rotation of the spindle and the drill rod, rod after the engine is turned off in the flow mode kinetic energy accumulated by a rotating system containing an engine, gears, a shaft and a spindle of a reducer, a stan kan and becoming drill rods (rotation in the run-down or deceleration phase), stopping the spindle and stopping the drill rods in randomly the angular position, which often does not coincide with the set point, the need for a short-term start of the engine to eliminate the angular deviation of the drill rod and the repetition of this operation until it stops stopping the rod of the drill rod in the predetermined angular position, oriented relative to the devices interacting with the rod and necessary for the completion of subsequent mechanized operations , for example, the supply of a key or a pusher to open the spring stutterer, and, as a result, the unproductive time spent on The listed operations. A device for drilling wells is known, which includes a rotator, a spindle, a drill rod and a joint assembly with a rotator of the drilling machine, which has a spring-loaded bushing mounted on the spindle, which can be axially displaced, respectively, relative to the spindle and the drilling rod. a drill rod with a rotator, but its disadvantage is the random angular position of the drill rod after turning off the rotator, which does not coincide with the oriented but interacting with the rod device for performing subsequent operations mechanized. The purpose of the invention is to reduce the time of auxiliary operations during assembly and disassembly of a drill stub. This goal is achieved by the fact that a device for drilling wells. 582 including a rotator, a spindle, a drill stand and a spindle joint assembly with a drill stand, comprising a spring-loaded bushing mounted on the spindle, having the possibility of axial movement relative to the spindle and drill stem, respectively, is provided with a yoke and a rotary lock with a drive, the yoke is mounted on the drill with the possibility interacting with it by means of screw protrusions made respectively on the outer surface of the drill bit and the inner surface of the yoke, and with the end of a spring-loaded sleeve , Wherein the outer surface of the ferrule. stops are provided for engagement with the pivot lock. 1 shows a device for drilling wells; figure 2 - section aa in figure 1; Fig. 3 is a section B-B in Fig. 1 (the relative position of the parts, the initial part corresponds to the phase of rotation before the engine is turned off). The device for drilling wells includes a rotator 1, a spindle 2, a drill rod consisting of a rod 3 and a coupling rigidly connected with it, which is fixed to the end of the spindle 2 with the possibility of its relative rotation by means of a lock ball bearing 5 a bearing comprising a sleeve 6 mounted on the spindle 2 with a spring 7 and a thrust ring 8, having the possibility of axial movement, respectively, relative to the spindle and the drill stand by means of the splines 9 and the cam connection 10, the yoke 11, a company retainer 12 mounted on the bracket 13 and its actuator 14. The coupling 4 and the yoke 11 are screwed together with the protrusions 15 and 16 respectively on the outer surface of the coupling and the inner surface of the yoke and with the possibility of relative rotation and longitudinal movement in axial direction. The sleeve 11 is connected to an adjustable stop 17, for example, by means of a thread, with the possibility of adjusting the size of the gap 2 and communicating with the end of the spring-loaded sleeve 6. On the outer surface of the sleeve 11 are stops 18 for engagement with the rotary lock 12. The rotary lock 12 mounted on the bracket 13, is connected to 31 by a drive 1, the inclusion of which in the forward and reverse stroke is blocked with the engine turning off and turning on by means of, for example, an electro-hydraulic control system (not shown). The transverse axes of the shank of the coupling 4 and the rod 3 connected to it, defining their given angular position relative to the interacting devices, are based on the support surface of the stop 18, on; For example, the KK axis and the flats are parallel to the surface (the number and location of the lugs 18 on the yoke 11 corresponds to the number of possible angular positions of the rod relative to the anti-acting device, for example, the interaction of the key and the rod of a threaded connection with two bald pockets correspond to two possible angular positions of the rod (via 180 °) and two diametrically opposed to the stop on the holder, and the interaction of the key and the bar with the one-sided threadless locking screw corresponds to one angular position of the bar and one emphasis to the holder. The new position of the installed coupling k and the rod 3 (the specified position) corresponds to the location of yctpoftcTB interacting with them, for example, the transverse axis of the rod coincides in direction with the longitudinal axis of the hookway, (not shown), arrow Cd corresponds to its longitudinal axis and feed direction. set so that the reference plane b of the rotary lock 12 in the working position is offset relative to the specified angular position K -KQ by the angle of operation P. The magnitude of the triggering angle determines the ratio of the angle of inclination of the helical surface of the projections 15 and 16, their radius and stroke length B of the cage 11. During the drilling process, the rotational movement of the spindle 2 is transmitted through a splined connection to the bushing 6, through the cams to the driven coupling k 3. After the drilling is completed, the rotator motor is turned off, at the same time the drive interlocked with it is turned on, the rotary lock 12 is moved in the direction of the arrow B to the working position and, interacting with porn 8. :. 4, with the top q of the stop 18, stops the yoke 11 to the OE position, while the other parts of the system continue to rotate from the OE position to the OKO position. As it rotates within the corner, the screw lugs 15 turning from the coupling 4 interact with the screw lugs 1b of the stopped holder 11, and the rotational movement of the coupling is converted into movement. the cage in the axial direction, indicated by the arrow G, while the cage 11 in the same direction slides the sleeve 6 in contact with it in the slots. the springs 7 of which are compressed, and the cams 10 uncouple by disconnecting the driven clutch A and the section of the rotating system into two parts. Unequal in the amount of stored kinetic energy. After that, the interconnected rotational and translational motion of the coupling k and the yoke 11 continues, and the rotation of the drill rod 3 and the driven coupling A, which has the least amount of kinetic energy, ends in the predetermined position Kp-Kj5 at the moment of interaction of the adjustable restrictor 17 with the end part of the screw lugs 15. When the gap 1 between them is completely selected, the rotation has the most kinetic energy of the sleeve 6, the spindle 2, the shafts and gears of the gearbox and the high-speed rotor of the engine (not rendered) in the coasting phase, continue and may be inhibited using known devices of mechanical or electrical types during key supply or subsequent operations. After the extension of the drill rod with the next bar is completed and the key is retracted, the drive k is turned on (in reverse) and the engine that is locked with it. the rotator, the rotary lock 12 is retracted and releases the f 11, and the spindle 2, the sleeve b and the contacting sleeve 11 rotates relative to the stationary coupling and the rod 3 in the reverse order. The sleeve 6 and the sleeve 11 due to the force of the springs 7 and the interaction of the screw protrusions 16 and 15 are moved in the axial direction opposite to the indicated arrow G, before the cam engages, as a result, the rotational movement of the spindle through

включенную муфту передаетс буровым штангам.the engaged clutch is transferred to the drill rods.

Предлагаемое устройство сразу после отключени двигател обеспечивает разрыв кинематической цепи в системе вращающихс в фазе выбега частей, отдел обладающий наименьшим количеством кинематической энергии став буро1зых штанг от остальных частей, в т. ч. и от высокооборотного ротора двигател , обладающего наибольшим количеством кинетической энергии, и автоматическую остановку буровых штангThe proposed device immediately after turning off the engine provides a break in the kinematic chain in the system of parts rotating in the run-out phase, the section with the least kinematic energy becoming the brown rods from the other parts, including the high-speed rotor of the engine with the most kinetic energy, and automatic drill rod stop

//

в заданном положении, ориентированном относительно взаимодействующих со штангой устройств, например ключа или толкател , что позвол ет переходить S к последующим механизированным вспомогательным операци м - подаче ключа и размыканию замка.in a predetermined position, oriented relative to devices interacting with the rod, for example a key or a pusher, which allows S to proceed to subsequent mechanized auxiliary operations — keying and opening of the lock.

. .

Таким образом, использование пред0-ладлагаемого устройства позволит сократить врем проведени всопомогательных операций при сборке и разборке бурового ставд.Thus, the use of the proposed device will reduce the time required for auxiliary operations when assembling and disassembling a drill rod.

///////////л.у///////////л.у

-ЗГ-ZG

Claims

WELL DRILLING DEVICE, including rotator, spindle,. a drill stand and a connection unit between the spindle and the drill stand, comprising a spring-loaded sleeve mounted on the spindle, having axial movement relative to the spindle and the drill stand, which, in order to reduce the time of auxiliary operations during assembly and disassembly drill stand, the device is equipped with a cage and a rotary fixator with a drive, the cage is mounted on the drill stand with the possibility of interaction with it by means of screw protrusions made respectively on the external surface drilling rod and the inner surface of the cage, and spring-loaded sleeve with an end at the outer surface than on the yoke abutments made to interact with the rotary latch.