SU1713442A3 - Бурильна машина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к буровой технике. Цель изобретени  - повь1шениеустойчивости машины и увеличение глубины проходки. Бурильна  машина содержит ведущую трубу (ВТ) 5, подвешенную на стреле 3, установленной с возможностью поворота на раме 1 ротор 7, через который ВТ 5 может перемещатьс  аксиально, приводные механизмы, предусмотренные в роторе дл  приведени  ВТ 5 во вращение, и инструмент 8 вращательного бурени , в частности спиральный бур, закрепленный на нижнем конце ВТ 5. Ротор 7 ч содержит два боковых выступа, расположенных симметрично относительно продольной оси ВТ 5, рама 1 имеет две направл ющие, выполненные одна против другой, в которые вход т выступы. Предусмотрены средства блокировки выступов на заранее определенной высоте в направл ющих. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.^ ipud^слссо4::*.fe>&СО

Description

Изобретение относитс  к буровым устройствам .

Цель изобретени  - повышение устойчивости машины и увеличение глубины бурени .

На фиг. 1 схематически изображена предлагаема  бурильна  машина со спиральным буром и буровым долотом, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (увеличенный масштаб); на фиг, 3 - то же, горизонтальный разрез на уровне направл ющего канала в самой верхней части (увеличенный масштаб); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - машина, наход ща с  в положении дл  бурени  нaJ лoннoй скважины по отношению к вертикальной линии; на фиг. 6 - машина на фиг. 1, когда она примен етс  дл  бурени  скважины ударногрейферным способом, вид сбоку.

Бурильна  машина (фиг. 1) содержит раму 1, установленную на гусеничном ходу 2, стрелу 3, установленную на тележке 4, перемещаемой по раме 1 параллельно ее продольной оси, ведущую трубу 5, подвешенную на тросе 6 к верхнему концу стрелы, ротор 7, через который аксиально может перемещатьс  ведуща  труба 5, и буровой орган в виде спирадьного бура 8, установленный на нижнем конце ведущей трубы.

Рама 1 содержит передний каркас 9 в продолжении продольных сторон, каркас состоит из стоек 10, соединенных траверсами 11, и опираетс  на грунт через опоры 12, управл емые гидроцилиндрами 13. Рама 1 содержит привод 14 подачи и центральную гидравлическую установку 15. На тележке 4 установлена не только стрела 3, но и кабина 16 управлени , перва  лебедка 17, на барабане которой намотан трос 6, и втора  лебедка 18, трос 19 которой запасован на верхнем конце стрелы и удерживает буровое долото 20. Крометого, на ней установлен гидроцилиндр 21 и опорно-поворотный круг 22 дл  поворота стрелы от первого в средней продольной плоскости рамы и от второго - вокруг вертикальной оси, лежащей в этой плоскости.

Стрела 3 в передней части имеет кронштейн 23, предназначенный дл  блокировани  ротора 7 (фиг. 6), когда спиральный бур 8 не используетс  или когда оператор поворачивает стрелу 3 вокруг указанной вертикальной оси дл  разгрузки грунта, оставшегос  на витках спирального бура. Она состоит из телескопических элементов, но может иметь и жесткую конструкцию.

В соответствии с изобретением ротор 7 содержит два боковых выступа 24, проход щих симметрично относительно продольной оси ведущейтрубы, с обеих сторон средней продольной плоскости рамы. Кроме того , каркас 9 имеет внутри качающуюс  раму 25 (фиг. 2 и 5), котора  на внутренних поверхност х продольных сторон имеет два направл ющих канала 26, расположенных один против другого, дл  вхождени  выступов . Кроме того, предусмотрены средства блокировани  выступов 24 в каналах

0 26.

Средства блокировки 27 (фиг. 3 и 4) состо т из зубчатых реек 28, установленных неподвижно на поверхност х напротив каналов 26, зубчатых тел 29, установленных в

5 повеохност х выступов 24, которые наход тс  перед зубчатыми рейками 28, когда ротор находите в качающейс  раме, а зубь  зубчатой рейки и зубчатые тела плотно вход т в зацепление друг с другом, и средств 30

0 управлени , перемещающих зубчатые тела 29 относительно зубчатых реек с целью блокировани  или деблокировани  выступов 24 в каналах 26.

Каналы 26 ограничены каждый двум 

5 трубами 3t квадратного сечени , закрепленными параллельно одна другой на внутренних поверхност х продольных сторон качающейс  рамы и образующих пространство , постепенно расшир ющеес  к их верхней части (фиг. 1, 5 и 6) дл  облегчени  вхождени  выступов 24 между ними.

Кроме того, средства 30 управлени  состо т из гидроцилиндров 32. установленных задними част ми один к другому в выступах

5 24 и перемещающих в противоположных направлени х оба зубчатых тела 29 одного и того же выступа.

Гидроцилиндры 32 соединены источником рабочей жидкости (не изображен) под

0 давлением посредством одного трубопровода 33, вход щего в их камеры со стороны днища, или посредством двух трубопроводов 34, вход щих в их камеры со стороны штока. Их шток св зан с соответствующим

5 зубчатым телом посредством штифта 35, что позвол ет им прижимать зубчатые тела 29 к зубчатым рейкам 28, когда рабоча  жидкость под давлением подаетс  в их камеры со стороны днища, или отодвигать их от

0 зубчатых реек, когда рабоча  жидкость под давлением подаетс  в их камеры со стороны штоков.

Зубчатые тела 29 направл ютс  при их перемещении шпонками 36 (фиг. 3 и 4), причем последние установлены в дополнительных полост х, выполненных в противолежащих поверхност х 24, а зубчатые тела могут перемещатьс  в них.

бурильна  машина может быть использована дл  бурени  наклонных скважин. С

этой целью качающа с  рама 25 соединена с каркасом 9 шарнирно-поворотно вокруг горизонтальной оси 37, перпендикул рной средней продольной оси рамы 1, и может поворачиватьс  под действием двух гидроцилиндров 38, расположенных перпендикул рно оси 37.

На фиг. 5 гидроцилиндры 38 установлены шарнирно на раме 1 днищами, а на нижнем конце задней поперечной стороны качающейс  рамы 25 - свободными концами штоков поршней, ось 37 опираетс  на задние стойки 10 каркаса 9 выше точки св зи цилиндров 38 с качающейс  рамой 25. Подкос 39 установлен на свободном конце кронштейна 23 с целью опоры ведущей трубы 5 при подъеме спирального бура 8 из забо  скважины.

Дл  бурени  наклонной скважины следует заблокировать выступы 24 ротора 7 в направл ющих каналах 26 качающейс  рамы 25, котора  вначале была расположена вертикально, подать команду в гидроцилиндры 38 на желаемый наклон качающейс  рамы и переместить тележку 4 на раме 1 от положени  изображенного на фиг. 1, в положение , изображенное на фиг. 5, если наклон качающейс  рамы осуществл ть влево. Когда наклон качающейс  рамы осуществл ют вправо, отсутствует необходимость перемещени  тележки 4.

Предлагаемую машину можно использовать также дл  выполнени  скважин ударно-грейферным бурением. В этом случае она имеет захватный хомут 40, зажимающий буровую трубу 41, два захватных гидроцилиндра 42 дл  сообщени  возвратно-поступательного кругового движени  хомуту 40 и трубе 41, два рабочих гидроцилиндра 43, подсоединенных щарнирно к продольным сторонам каркаса 9, к которым подвешен хомут 40, и зажимной хомут 44 дл  удержани  трубы 41 при ее подъеме из скважины.,

Захватный хомут 40, ось которого расположена в средней продольной плоскости тележки 4, размещен под нижним концом направл ющих каналов 26 качающейс  рамы 25 и блокируетс  на трубе 41 гидроцилиндрами (не показаны). Кроме того, он открыт в части, направленной к передним поперечным сторонам качающейс  рамы 25 и каркаса 9 дл  облегчени  установки трубы 41 в хомут 40 и подъема указанной трубы. Именно с этой целью качающа с  рама 25 и каркас 9 также открыты с передних поперечных сторон (фиг. 2).

Бурова  труба 41 обычной конструкции снабжена на нижнем торце режущим башмаком и состоит из звеньев, соедин емых одно за другим по мере погружени  в грунт. Захватные гидроцилиндры 42 установлены между рамой 1 и двум  лапами 45, что позвол ет хомуту 40 выступать над продольными сторонами каркаса.

Зажимной хомут44 соединен шарнирно на продольных сторонах каркаса 9 с поворотом вокруг горизонтальной оси 46 и блоки0 руетс  на трубе 41. Как и захватный хомут

40,зажимной хомут может быть открыт в части, направленной к передним сторонам качающейс  рамы 25 и каркаса, также дл  облегчени  установки и подъема трубы 41.

5 Предусмотрена гидравлическа  след ща  система (не показана) дл  предотвращени  открыти  зажимного хомута до блокировани  захватного хомута на буровой трубе, а также дл  предотвращени  падени  буровой трубы в забой при ее подъеме.

Кроме того, бурильна  машина имеет

грейферный ковш 47 дл  удалени  грунта,

. накапливающегос  в буровой трубе 41. Этот

5 ковш (фиг. 6) прикреплен к свободному концу троса 19 и должен быть соосным с трубой

41,в которую он вводитс  дл  удалени  грунТа..

Ведуща  труба 5 представл ет собой

0 штангу квадратного сечени , но дл  бурени  скважин до п тидес ти метров необходимо , чТобы она состо ла из нескольких телескопических элементов. Вращение ведущей трубы обеспечиваетс  двум  гидро5 моторами (не,показаны), установленными в роторы. Два вертикальных гидроцилиндра 48 установлены с обеих сторон ведущей трубы 5 между верхней частью ротора 7 и кольцевой опорой 49, окружающей ведущую

0 трубу с целью передачи на спиральный бур усили  погружени  в грунт. Выступы 24 ротора выполнены со скобами 50 на их верхней и нижней поверхност х (фиг. 4), предназначенными дл  взаимодействи  с

5 зубчатыми рейками 28 дл  улучшени  направлени  ротора при перемещении вдоль каналов 26.

Машина работает следующим образом. Вначале ротор 7,блокируют относительно нижней части кронштейна 23. В этом случае осуществл ютс  следующие операции: регулируют наклон стрелы дл  того, чтобы ведуща  труба 5 была соосной с выполн емой скважиной; включают лебедку

5 17 дл  опускани  ротора 7 внутрь качающейс  рамы 25 так, чтобы выступы 24 переместились в направл ющие каналы 26; подают рабочую жидкость под давлением в камеры со стороны днища цилиндров 32 дл  того, чтобы зубчатые тела 29 ввести в зацепление с зубчатыми рейками 28 и заблокировать ротор 7 в качающейс  раме 25; включают гидромоторы, управл ющие вращением ведущей трубы 5, лебедку 17 дл  опускани  спирального бура 8 до уровн  грунта и гидроцилиндры 48 дл  того, чтобы заставить спиральный бур погружатьс  в грунт.

Затем, когда количество грунта, накопленного между витками спирального бура достаточно, отключают гидромоторы, вращающие ведущую трубу, подают рабочую жидкость под давлением в камеры со стороны штоков цилиндров 32 дл  выведени  зубчатых тел 29 из зацеплени  с зубчатыми рейками 28 и деблокировани  ротора 7, включают лебедку 17 дл  подъема ротора до исходного положени  напротив кронштейна-23 , поворачивают стрелу 3 приблизи1;ельно на 90° вокруг вертикальной оси поворотного круга 22 дл  разгрузки грунта и снова включают гидромоторы, вращающие ведущую трубу так, чтобы вытолкнуть грунт из витков спирального бура.

Если во врем  бурени  спиральный бур наталкиваетс  на оченьтвердые породы, используют буровое долото. Дл  этого достаточно заблокировать ротор 7 относительно нижней поверхности кронштейна и переместить тележку 4 на раме 1 крана так, чтобы установить буровое долото по оси скважины , что требует очень мало времени.

Дл  бурени  глубин 80-100 м следует продолжать бурение грейферным способом . Дл  реализации этой операции достаточно заблокировать ротор 7 относительно кроштейна 23 и отрегулировать положение тележки 4 на раме 1 так, чтобы подвести грейферный ковш 47 по оси скважины, установить обычным образом на место буровую

трубу 41 и включить органы, необходимые дл  этой операции.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Бурильна  машина, включающа  раму , установленную на ней с возможностью поворота стрелу, ведущую трубу, подвешенную на стреле, ротор, внутри которого установлена с возможностью аксиального перемещени  и вращени  посредством приводных механизмов ведуща  труба, закрепленный на нижнем конце ведущей трубы буровой орган, две направл ющие, закрепленные на раме, два боковых выступа, расположенньГх на роторе симметрично относительно продольно оси с возможностью размещени  в направл ющих, и средства блокировани  выступов в, направл ющих, отличающа с  тем, что, с целью повышени  устойчивости машины и увеличени  глубины бурени , средства блокировани  выполнены из зубчатых реек, закрепленных на направл ющих рамы , и из зубчатых зацепов, расположенных на боковых сторонах выступов ротора, при этом зубь  реек и зацепов установлены с возможностью зацеплени  друг с другом посредством средств управлени  при размещении выступов в направл ющих рамы.
2. 2.Машина по п. 1,отличающа с  тем, что зубчатые рейки закреплены на поверхност х направл ющих, параллельных боковым сторонам выступов.
3. 3.Машина по пп. 1 и2,отличающа  с   тем, что средства управлени  зубчатыми зацепами выполнены в виде гидроцилиндров , установленных поршневыми полост ми навстречу друг другу в каждом выступе ротора с возможностью перемещени  зубчатых зацепов в противоположном направлении.

   Фиг.2

   фиг. 5

   19

   - iJgj lgzsSSJr S..g

   2 12 Чб 12

   47

   Фиг.6