SU1638309A1

SU1638309A1 - Well boring device

Info

Publication number: SU1638309A1
Application number: SU884495482A
Authority: SU
Inventors: Михаил Степанович Овчаров; Ольга Богдановна Скопинцева; Юрий Алексеевич Соколов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Фундаментостроения "Союзспецфундаменттяжстрой"
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к строительству и буровой технике и м.б. использовано дл бурени скважин. Цель изобретени - уменьшение высоты и повышение эффективности работы за счет увеличени нагрузки на забой. Устройство подвешено на базовой машине и состоит из телескопической штанги (Ш), рабочего органа (РО), каната подвески Ш, соединенного с барабаном 18 лебедки, вращател и механизма принудительной подачи РО. Механизм включает гидроцилиндры 27, корпуса которых установлены на раме базовой машины, обойму 28 с конической внутренней поверхностью, втулки (В) 16, размещенные на канате, и подпружиненные конические сухари 29, размещенные внутри обоймы 28 с возможностью взаимодействи с В 16. Обойма 28 соединена со штоком гидроцилиндров. Нижн секци Ш скреплена с РО и соединена с нижним концом каната подвески Ш с возможностью вращени Барабан 18 установлен с возможностью осевого перемещени . Торцовые поверхности В 16 выполнены в форме сферы, одни - выпуклыми, другие - вогнутыми. Внутренние отверсти В 16 имеют двусторонние скосы Центрирующие кольца Ш установлены между В 16 и внутренними поверхност ми секций Ш. Вращатель передает момент Ш и РО, а осевую нагрузку осуществл ет механизм принудительной подачи РО. При опускании штоков гидроцилиндров 27 обойма 28 взаимодействует с сухар ми 29, последние обжимают В 16 и опускают канат подвески и РО, раздвига секции Ш. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. б-б г Ё О OJ 00 СО о оThe invention relates to the construction and drilling equipment and m. used for drilling wells. The purpose of the invention is to reduce the height and increase efficiency by increasing the load on the face. The device is suspended on a base machine and consists of a telescopic rod (W), a working body (PO), a suspension cable W connected to a winch drum 18, a rotator and a forced delivery mechanism PO. The mechanism includes hydraulic cylinders 27, the shells of which are mounted on the frame of the base machine, a yoke 28 with a conical inner surface, sleeves (B) 16 placed on a rope, and spring-loaded tapered crackers 29 placed inside the yoke 28 with the possibility of interaction with B 16. The yoke 28 is connected with a rod of hydraulic cylinders. The lower section W is fastened to the PO and is connected with the lower end of the rope of the suspension W with the possibility of rotation. The drum 18 is mounted with the possibility of axial movement. The face surfaces of the B16 are shaped like a sphere, some convex, others concave. The inner holes B16 have double-sided bevels. The centering rings W are installed between B 16 and the inner surfaces of the sections W. When lowering the rods of the hydraulic cylinders 27, the yoke 28 interacts with the breadcrumbs 29, the latter crimp into B 16 and lower the rope of the suspension and the RO, pushing the section Sh. 2 z. f-ly, 7 ill. bb g yo oj 00 so about

Description

Изобретение относитс к строительству и буровой технике и может быть использовано дл бурени скважин.The invention relates to the construction and drilling technology and can be used for drilling wells.

Цель изобретени - уменьшение высоты и повышение эффективности работы за счет увеличени нагрузки на забой.The purpose of the invention is to reduce the height and increase efficiency by increasing the load on the face.

На фиг. 1 изображено устройство дл бурени , общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2 (гидроцилиндры условно совмещены с плоскостью разреза ); на фиг.4 - нижн часть устройства, продольный разрез; на фиг.5 - узел I на фиг.4; на фиг.6 - гидрокинематическа схема устройства; на фиг.7 - узел II на фиг.З.FIG. 1 shows a drilling device, a general view; FIG. 2 is a view A of FIG. one; on fig.Z - section bb in figure 2 (hydraulic cylinders are conventionally combined with the plane of the section); 4 shows the lower part of the device, a longitudinal section; figure 5 - node I in figure 4; 6 is a hydrokinematic scheme of the device; 7 - node II in Fig.Z.

Устройство дл бурени скважин смонтировано на базовой машине 1 посредством верхнего 2 и нижнего 3 кронштейнов, к которым посредством рамы 4 и раскосов 5 прикреплен конический редуктор 6. Выходной вал редуктора (вращател ) 6 через муфту 7 соединен с цилиндрическим редуктором 8, который в свою очередь св зан с выходным валом базовой машины 1. Кожух 9 жестко соединен с корпусом (верхней крышкой) вращател 6, установленного на раме 4 базовой машины. Внутри кожуха 9 размещена телескопическа штанга квадратного сечени , состо ща из нижней 10, средней 11 и верхней 12 секций. Количество секций зависит от глубины скважины.The device for drilling wells is mounted on the base machine 1 by means of the upper 2 and lower 3 brackets, to which a bevel gear 6 is attached by frame 4 and braces 5. The output shaft of the gearbox (rotator) 6 is connected via a coupling 7 to a cylindrical gear 8, which in turn associated with the output shaft of the base machine 1. The casing 9 is rigidly connected to the housing (upper cover) of the rotator 6 mounted on the frame 4 of the base machine. Inside the housing 9 there is a telescopic rod of square section, consisting of the lower 10, the middle 11 and the upper 12 sections. The number of sections depends on the depth of the well.

Нижн секци 10 посредством подшипникового узла, состо щего из подшипников 13 и конусного коуша 14, соединена с нижним концом каната 15 подвески (фиг.4 и 5). На канате 15 подвески размещены втулки 16, торцовые поверхности которых выполнены в форме сферы. Одни торцы втулок выпуклые, другие - вогнутые. Внутренние отверсти втулок могут иметь двусторонние скосы 17 дл центрации их относительно канала 15. Верхний конец каната 15 подвески соединен с барабаном 18 лебедки посредством замка 19, который может перемещатьс по барабану с помощью болта 20. Барабан имеет винтовую канавку 21 дл размещени каната 15 с втулками 16. Барабан лебедки установлен на оси 22 с возможностью перемещени вдоль нее. Дл вращени барабана 18 применен гидромотор 23 и зубчата передача 24 (фиг.6). Блок 25 обеспечивает поджатие каната 15 с втулками 16 к барабану. На нижней секции 10 закреплен рабочий орган 26, Механизм принудительной подачи рабочего органа(не обозначен) кроме втулок 16 включает гидроцилиндры 27, корпуса которых установлены на верхней крышке вращател 6, обойму 28 с конической внутренней поверхностью, соединенную со штоками гидроцилиндров 27, и конические сухари 29, поджатые пружинами 30 относительно обоймы 28. На кожухе 31, скрепленном с кожухом 9, установлен упор 32 с возможностью взаимодействи с сухар ми 29.The lower section 10 is connected to the lower end of the suspension cable 15 (Figures 4 and 5) by means of a bearing assembly consisting of bearings 13 and a tapered cage 14. On the rope 15 suspension hubs 16 are placed, the end surfaces of which are made in the shape of a sphere. Some ends of the sleeves are convex, others are concave. The inner openings of the sleeves may have double-sided bevels 17 to center them relative to the channel 15. The upper end of the suspension cable 15 is connected to the winch drum 18 by means of a lock 19, which can be moved along the drum by means of a bolt 20. The drum has a helical groove 21 for accommodating the cable 15 with bushings 16. The winch drum is mounted on axis 22 with the possibility of movement along it. A hydraulic motor 23 and a gear transmission 24 (Fig. 6) are used to rotate the drum 18. Block 25 provides preload rope 15 with sleeves 16 to the drum. The lower section 10 is fixed working body 26, the mechanism for forcing the working body (not labeled) except the sleeves 16 includes hydraulic cylinders 27, the body of which is installed on the upper cover of the rotator 6, the holder 28 with a conical inner surface connected to the rods of the hydraulic cylinders 27, and conical crackers 29, preloaded by the springs 30 relative to the yoke 28. On the casing 31, bonded to the casing 9, a stop 32 is installed with the possibility of interaction with the crackers 29.

Подвод жидкости к гидроцилиндрам 27Liquid supply to hydraulic cylinders 27

и гидромотору 23 осуществл етс от базовой машины через гидромагистрали 33 - 38. В гидромагистрали установлен напорный золотник 39 дл обеспечени последова0 тельной работы гидромотора и гидроцилиндров .and the hydraulic motor 23 is carried out from the base machine through the hydraulic lines 33 to 38. A hydraulic spool 39 is installed in the hydraulic line to ensure the successive operation of the hydraulic motor and hydraulic cylinders.

Дл обеспечени вертикальной устойчивости каната 15с втулками 16 применены подвижные центрирующие кольца 40, уста5 новленные между втулками 16 и внутренними поверхност ми секций телескопической штанги.To ensure the vertical stability of the rope 15 with the sleeves 16, movable centering rings 40, installed between the sleeves 16 and the inner surfaces of the telescopic rod sections, are used.

Устройство дл бурени скважин работает следующим образом.The device for drilling wells works as follows.

0 В транспортном положении секции 10 - 12 телескопической штанги наход тс в сложенном положении в кожухах 9 и 31 (фиг.1), рабочий орган 26 прижат к коническому редуктору 6. канат 15с втулками 16 полностью0 In the transport position, sections 10 to 12 of the telescopic rod are in the folded position in shells 9 and 31 (Fig. 1), the working body 26 is pressed against the bevel gearbox 6. The rope 15 is completely bushing with the sleeves 16

5 намотан на барабан 18, при этом барабан находитс в крайнем левом положении, штоки гидроцилиндров 27 - в выдвинутом состо нии, а сухари 29 разомкнуты.5 is wound on a drum 18, while the drum is in the leftmost position, the rods of the hydraulic cylinders 27 are in the extended state, and the crackers 29 are open.

Маневрами базовой машины 1 совме0 щают ось рабочего органа с намеченной осью скважины. Включают вращение рабочего органа 26 от вала отбора мощности через цилиндрический 8 и конический 6 редукторы . Подачей жидкости через гидрома5 гистраль 33 привод т во вращение гидромотор 23. Гидромагистраль 33 сообщена с гидромагистралью 35, поэтому жидкость поступает одновременно и к напорному золотнику 39, который настроенThe maneuvers of the base machine 1 combine the axis of the working body with the intended axis of the well. Include the rotation of the working body 26 from the power shaft through a cylindrical 8 and bevel gears 6. The flow of fluid through the hydroma5 histral 33 causes the hydraulic motor 23 to rotate. The hydraulic line 33 is connected to the hydraulic line 35, so the liquid flows simultaneously to the pressure slide valve 39, which is tuned

0 на определенное давление, достаточное дл выполнени вспомогательной операции подъема и опускани каната 15с телескопической штангой. При вращении гидромотора 23 приводитс во вращение зубчата 0 at a predetermined pressure sufficient to perform the auxiliary operation of raising and lowering the rope 15c with a telescopic rod. When the motor 23 is rotated, the gear is rotated

5 передача 24, котора в свою очередь вращает ось 22, последн , соответственно, через шлицевое соединение - барабан 18, на котором намотан канат 15с втулками 16. Происходит опускание рабочего органа 26 на5 gear 24, which in turn rotates the axis 22, the latter, respectively, through a spline connection — a drum 18, on which the rope 15 is wound with sleeves 16. Lowering of the working member 26 takes place

0 забой. Как только рабочий орган входит в контакт с забоем, в гидромагистрали 35 поднимаетс давление жидкости, достига значени , при котором открываетс напорный золотник 39.0 bottom. As soon as the tool comes into contact with the bottom, fluid pressure rises in the hydraulic line 35, reaching a value at which the pressure valve 39 opens.

5 Жидкость через гидррмагистрали 36 и 37 поступает в штоковые полости гидроцилиндров 27. Так как штоки гидроцилиндров св заны с обоймой 28 механизма принудительной подачи рабочего органа, происходит отход сухарей 29 от упора 32. Под5 Fluid through hydraulic lines 36 and 37 enters the rod end of the hydraulic cylinders 27. Since the hydraulic cylinder rods are connected to the holder 28 of the mechanism for the forced feed of the working body, the crackers 29 leave the stop 32.

действием пружин 30 сухари перемещаютс вверх по конической поверхности обоймы 28, зажимают втулки 16 на канате 15 и осуществл ют посредством гидроцилиндров подачу рабочего органа с усилием, необхо- димым дл разрушени грунтаthe action of the springs 30, the crackers move upwards along the conical surface of the sleeve 28, clamp the sleeves 16 on the rope 15 and carry out the working body with the force required for the destruction of the ground by means of hydraulic cylinders.

Максимальна вепичина задавлиеани рабочего органа 26 в грунт определ етс ходом штоков. После разрушени грунта подачей жидкости в гидромагистрали 34 и 38 происходит одновременное выдвижение штоков гидроцилиндров 27 и вращение гидромотора 23 в обратную сторону, что в свою очередь вызывает вращение барабана 18 и наматывание на него каната 15 При дости- жении сухар ми 29 упора 32 они перемещаютс вниз, сжима пружины 30, и освобождают от захвата втулки 16 на канате 15. Жидкость, продолжа поступать в гидро- могор, обеспечивает полный подъем каната 15, складывание телескопической штанги и выход рабочего органа с грунтом из забо За счет посто нного вращени рабсчв о органа от вала отбора мощности базовой машины происходит разбрасывание разрушенного грунта Затем цикл бурени повтор ют.The maximum depth of the working body 26 into the ground is determined by the stroke of the rods. After the destruction of the soil by supplying fluid to the hydraulic lines 34 and 38, the rods of the hydraulic cylinders 27 simultaneously move out and the hydraulic motor 23 rotates in the opposite direction, which in turn causes the drum 18 to rotate and the rope 15 winds on it. , compressing the spring 30, and freeing up from the grip of the sleeve 16 on the rope 15. The fluid, continuing to flow into the hydrocore, provides for a complete lift of the rope 15, folding the telescopic rod and the exit of the working body with the ground from the bottom. After this rotation of the organ from the power shaft of the base machine, the scattered ground is scattered. Then the drilling cycle is repeated.

Claims

Claims 1. A device for drilling wells, comprising a base machine frame, a rock-breaking work tool, a telescopic bar connected by a lower

a section with a working body, a telescopic rod suspension cable whose lower end is connected to the lower telescopic rod section, and the upper end with a winch drum and a rotator, characterized in that, in order to reduce the height and increase the work efficiency by increasing the load on the bottom, it is equipped a mechanism for forcing the working body, made of hydraulic cylinders, whose bodies are mounted on the frame. from a cage with a conical inner surface connected to the rods of hydrocyllindro from sleeves placed on a suspension cable, and from spring-loaded conical crackers placed inside the cage with the possibility of interaction with the sleeves, while the lower section of the telescopic rod is connected to the suspension cable to rotate the drum the winches are mounted with the possibility of axial movement, and the end surfaces of the bushings are made in the form of a sphere, some of which are convex, others are concave

2The device pop 1.different, with the fact that the inner holes of the sleeves are made with double-sided bevels.

3P1 device, characterized in that the telescopic rod is provided with centering rings installed between the sleeves and the inner surfaces of the telescopic rod sections.

Fig1

gz

Fig 2

9t

I

Sh

//

60C8C91

(Pig 7