SU1765384A1

SU1765384A1 - Boring column retaining and centering device

Info

Publication number: SU1765384A1
Application number: SU904805486A
Authority: SU
Inventors: Леонид Людвигович Радзивилович; Михаил Самойлович Барановский; Анатолий Владимирович Сытник
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Использование: в буровых станках дл удержани и центрировани бурового става . Сущность изобретени - устройство включает корпус, в котором встроены гидроцилиндры , штоки которых пальцами соединены с ползуном, который вставлен в паз корпуса. В корпусе и ползуне выполнены одинаковой формы, но зеркально расположенные друг относительно друга отверсти , образованные двум полуокружност ми, на внутренней поверхности отверстий меньшего диаметра выполнены насечки Корпус закреплен на траверсе с возможностью перемещени . На траверсе имеетс стакан, в котором размещен фиксатор и палец, которые вл ютс ограничител ми хода корпуса по направл ющим. Путем перемещени ползуна относительно корпуса измен ют сечение проходного отверсти при забури- вании и бурении скважин. 4 ил. со сUse: in drilling machines for holding and centering the drill rod. SUMMARY OF THE INVENTION The device includes a housing in which hydraulic cylinders are embedded, the rods of which are connected with fingers with a slider that is inserted into the groove of the housing. The housing and the slider are of the same shape, but the holes that are mirrored relative to each other, formed by two semicircles, have notches on the inner surface of the holes of a smaller diameter. The housing is fixed on the traverse with the possibility of movement. On the traverse there is a cup in which a latch and a finger are placed, which are the body movement limiters along the guides. By moving the slider relative to the casing, the cross section of the bore hole is modified when drilling and drilling wells. 4 il. with s

Description

Изобретение относитс к горному делу, а именно к .оборудованию дл подземного бурени скважин.The invention relates to mining, namely, equipment for underground drilling.

В технологический цикл подземного бурени вход т операции по забуриванию скважин и удержанию бурового става во врем наращивани очередной штанги.The process of underground drilling includes the operations of drilling wells and holding a drill rod during the growth of the next rod.

Во врем бурени каждой штанги необходимо , чтобы последн центрировалась на оси бурени направл ющим устройством . Это снижает изгибающие нагрузки на штангу и повышает точность бурени .During the drilling of each rod, it is necessary that the latter be centered on the drilling axis with a guide device. This reduces the bending loads on the rod and improves the accuracy of drilling.

Известно устройство, обеспечивающее удержание бурового става при монтажно- демонтажных работах и его центрирование при бурении, которое состоит из корпуса жестко закрепленного на раме станка, центральной втулки, кольцевого гидроцилиндра , имеющего ход вдоль оси бурени , и системы рычагов, соедин ющих гидроцилиндр с кулачками, зажимающими буровойA device is known that ensures the retention of a drill rod during assembly and disassembly work and its centering during drilling, which consists of a body rigidly fixed to the machine frame, a central bushing, an annular hydraulic cylinder having a stroke along the drilling axis, and a system of levers connecting the hydraulic cylinder with cams, clamping drill

став проход щий через центральную втулку .becoming passing through the center sleeve.

Такое устройство характеризуетс сложностью конструкции, большой длиной и массой и не обеспечивает зажатие бурового става дл развинчивани штанг Больша длина и малые зазоры между буровым ставом и центральной втулкой предъ вл ют повышенные требовани к пр молинейности буровых штанг.Such a device is characterized by design complexity, large length and weight, and does not ensure the clamping of the drill rod for loosening the rods. The greater length and small gaps between the drill rod and the central sleeve impose higher requirements on the straightness of the drill rods.

Штангодержатель бурового станка жестко закреплен на распорной колонке и включает корпус с двум диаметрально расположенными относительно оси штанги приводными цилиндрами с кулачками дл захвата штанг и их направлени при забури- вании.The rig holder of the drilling rig is rigidly mounted on the spacer column and includes a housing with two driving cylinders diametrically located relative to the axis of the rod with cams for gripping the rods and their direction when drilling.

Он имеет небольшую длину и обеспечивает выполнение операций по центрированию , поддержанию и развинчиванию буровых штанг. Однако, это устройствоIt has a small length and provides for performing operations on centering, maintaining and unscrewing the drill rods. However, this device

VJVj

о. елabout. ate

Сд) 00Cd) 00

4four

ii

нельз использовать с гладкими буровыми штангами. Оно может примен тьс только дл буровых штанг, соедин емых муфтами, диаметр которых больше диаметра штанг, и снабженных специальной профильной поверхностью , взаимодействующей с кулачками устройства. Кроме того, расположение приводных цилиндров на одной оси друг напротив друга ведет к увеличению поперечных размеров устройства.cannot be used with smooth drill rods. It can be used only for drill rods connected by couplings whose diameter is larger than the diameter of the rods and provided with a special profile surface that interacts with the cams of the device. In addition, the location of the drive cylinders on the same axis opposite each other leads to an increase in the transverse dimensions of the device.

Цель изобретени - повышение эффективности работы устройства дл удержани и центрировани бурового става, упрощение конструкции и уменьшение его габаритов .The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device for holding and centering the drill rod, simplifying the design and reducing its dimensions.

Поставленна цель достигаетс тем, что корпус устройства установлен на имеющей направл ющие траверсе с возможностью перемещени , ограниченного посредством закрепленных на траверсе ограничителей хода корпуса, выполненных в виде пальца, свободный конец которого размещен в выполненном на корпусе гнезде, и размещенного в стакане фиксатора, который в одном из положений установлен с возможностью взаимодействи с торцом корпуса. Гидроцилиндры расположены в корпусе параллельно друг другу по разные стороны от оси бурового става, а их штоки св заны с одним из зажимных элементов, который выполнен в виде ползуна, перемещающегос в поперечном пазу корпуса, а в корпусе и ползуне имеютс зеркально расположенные отверсти дл прохода бурового става, каждое из которых образовано двум полуокружност ми различного диаметра с насечкой на меньшей из них.The goal is achieved by the fact that the device body is mounted on a traverse having guides with the possibility of movement, limited by means of movement limiters mounted on the traverse, made in the form of a finger, the free end of which is placed in the slot made on the body, and one of the positions is installed with the possibility of interaction with the end of the body. The cylinders are located in the housing parallel to each other on opposite sides of the drill rod axis, and their rods are connected with one of the clamping elements, which is made in the form of a slide moving in the transverse groove of the housing, and in the housing and the slide there are mirrored openings for the passage of the drill each of which is formed by two semicircles of different diameter with a notch on the smaller of them.

На фиг. 1 изображено устройство дл удержани и центрировани бурового става , установленное на буровом станке; на фиг. 2 и 3 - общий вид устройства при вт нутых и выдвинутых штоках гидроцилиндров соответственно; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1 (буровой ставусловно не показан).FIG. 1 shows a device for holding and centering a drill rod mounted on a drilling machine; in fig. 2 and 3 - a general view of the device with retracted and extended rods of hydraulic cylinders, respectively; in fig. 4 shows section A-A in FIG. 1 (drilling rig is certainly not shown).

Устройство дл удержани и центрировани бурового става 1 монтируетс на направл ющие стойки 2 бурового станка с помощью траверсы 3 с направл ющими 4 в которые устанавливаетс корпус 5 устройства 1.A device for holding and centering the drilling rig 1 is mounted on the guide posts 2 of the drilling machine by means of a crosspiece 3 with guides 4 in which the body 5 of the device 1 is mounted.

В корпус 5 встроены гидроцилиндры 6, штоки 7 которых пальцами 8 соединены с ползуном 9. Ползун 9 вставлен в сквозной поперечный паз 10 корпуса 5. В корпусе 5 и ползуне 9 имеютс одинаковой формы но зеркально расположенные относительно плоскости I - I, проход щей через ось бурени , отверсти 11 и 12, через которые проходит буровой став 13, собираемый из отдельных штанг 14. Каждое отверстие образовано двум полуокружност ми разных диаметров D и d, меньша из которых снабжена насечкой 15.Hydraulic cylinders 6 are embedded in the housing 5, the rods 7 of which are connected with the fingers 8 to the slider 9. The slider 9 is inserted into the through transverse groove 10 of the housing 5. In the housing 5 and the slider 9 are of the same shape but mirrored relative to the plane I - I passing through the axis drilling holes 11 and 12, through which the drill becomes 13, assembled from individual rods 14. Each hole is formed by two semicircles of different diameters D and d, the smaller of which is equipped with a notch 15.

На траверсе 3 имеетс сгакан 16, в котором размещен фиксатор 17, и палец 18, а на корпусе 5 - овальное гнездо 19, в которое входит одним концом палец 18.On the traverse 3, there is a sgakan 16, in which a latch 17 is placed, and a finger 18, and on the case 5 there is an oval socket 19, into which the end 18 enters at one end.

Фиксатор 17 и палец 18 вл ютс ограничител ми хода корпуса 5 по направл ю0 щим 4.The latch 17 and the finger 18 are the travel stops of the body 5 along the guide 4.

В корпусе 5 имеютс гнезда 20 и 21 дл подвода рабочей жидкости в гидроцилиндры 6, штоковые и поршневые полости которых св заны мзжду собой каналами,In the housing 5 there are sockets 20 and 21 for supplying the working fluid to the hydraulic cylinders 6, the rod and piston cavities of which are connected between themselves by channels,

5 расположенными в теле корпуса.5 located in the body body.

Устройство дл удержани и центрировани бурового става работает следующим образом.A device for holding and centering a drill rod operates as follows.

При забуривании скважины рабоча When drilling wells working

0 жидкость подаетс в штоковые полости гидроцилиндров 6 штоки 7 наход тс во вт нутом положении взаимное положение корпуса 5 и ползуна 9 такое что отверсти 11 и 12 образуют проходное круглое в свету0, fluid is supplied to the rod spaces of the hydraulic cylinders 6, the rods 7 are in the retracted position, the relative position of the housing 5 and the slide 9 is such that the holes 11 and 12 form a circular through passage in the light

5 отверстие диаметром D в котором центрируетс буровой став 13. Центры окружностей d насечных частей отверстий 11 и 12 наход тс на ос х II - II и HI - III, рассто ние между которыми равно длине хода t гидро0 цилиндров 6. Фиксатор 7 размещен в стакане 16 так, что его рабочий торец выступает из гнезда на величину, равную половине длины хода гидроцилиндров 1/2. Палец 18 прижат к левой стороне овального паза 19 и5 a hole with a diameter D in which the drilling center is centered 13. The centers of the circles d of the notched parts of the holes 11 and 12 are on axis II - II and HI - III, the distance between which is equal to the stroke length t of the hydro0 cylinders 6. The latch 7 is placed in the glass 16 so that its working end protrudes from the socket by an amount equal to half the stroke of the hydraulic cylinders 1/2. The finger 18 is pressed to the left side of the oval groove 19 and

5 корпус 5 зафиксирован в траверсе 3 так, что центр отверсти диаметром D находитс в плоскости I - I, проход щей через ось бурени . В результате в процессе забуривани штанги ее ось не мен ет своего положени 5, the body 5 is fixed in the traverse 3 so that the center of the hole with a diameter D is in the plane I - I passing through the drilling axis. As a result, in the process of rod drilling, its axis does not change its position

0 в пространстве т. к штанга имеет две точки опоры: вращатель и проходное отверстие диаметром D устройства 1.0 in space, because the bar has two points of support: a rotator and a through hole with a diameter D of device 1.

В конце хода механизм подачи перед отводом вращател 22 бурового станка вAt the end of the stroke, the feed mechanism before the rotation of the rotator 22 drilling machine in

5 нижнее положение забуренную штангу необходимо удержать о г падени вниз Дл этого выполн ют следующие операции Фиксатор 17 устанавливают в нерабочее положение в стакане 16 (см. фиг 3), подают5, the bottom position of the drilled rod must be kept about falling down. To do this, perform the following operations. The latch 17 is set to the inoperative position in the glass 16 (see FIG. 3), served

0 рабочую жидкость в поршневые полости гидроцилиндров 6 в результате чего происходит взаимное перемещение корпуса 5 и ползуна 9. Корпус 5 перемещаетс влево по направл ющим 4 траверсы 3 на половину0 working fluid into the piston cavities of the hydraulic cylinders 6, as a result of which the body 5 and the slider 9 move reciprocally. The body 5 moves to the left along the guides 4 of the crosshead 3 by half

5 хода 1/2 гидроцилиндров 6 втора половина хода выбираетс перемещением ползуна 9 вправо по поперечному пазу 10 корпуса 5 При этом забуренна штанга захватываетс насечкой 15, нанесенной на участки диаметра и отверстий 11 и 12 Вращатепь 22 отводитс вниз, в него устанавливаетс следующа штанга и процесс повтор етс в описанном пор дке.5 strokes 1/2 hydraulic cylinders 6 the second half stroke is selected by moving the slider 9 to the right along the transverse groove 10 of the housing 5. At the same time, the drilled rod is caught by a notch 15 on the diameter sections and holes 11 and 12. Rotate 22 retracts downward, the next rod and process repeated in the order described.

После забуривани головного направл ющего участка бурового става 13 (длина которого определ етс конкретными техни- ко-геологическими услови ми), в процессе бурени скважины на всю глубину фиксатор 17 посто нно находитс в нерабочем положении в стакане 16, независимо от работы устройства 1. Поэтому при прохождении штанг через отверстие диаметром D, устройство 1 самоустанавливаетс соосно с буровым ставом 13, перемеща сь по направл ющим 4 траверсы 3 в пределах,огра- ничейных ходом пальца 18 в овальном гнезде 19.After drilling the head guide section of the drill rod 13 (the length of which is determined by specific technical and geological conditions), during the drilling of the well for the entire depth, the retainer 17 is permanently out of work in the glass 16, regardless of the operation of the device 1. Therefore when the rods pass through a hole with a diameter D, the device 1 self-aligns itself coaxially with the drill rod 13, moving along the guides 4 of the crosshead 3 within, bounding with a finger 18 in the oval socket 19.

Устройство 1 используетс также и при демонтаже става после бурени скважины на полную глубину, т. к. усилие зажати штанги насечками 15 рассчитываетс с учетом крут щего момента, необходимого дл развинчивани штанг между собой, и массы бурового става.The device 1 is also used when removing the rod after drilling the well to full depth, since the force of clamping the rod with the notches 15 is calculated taking into account the torque required to unscrew the rods between themselves and the mass of the drill rod.

Таким образом, предлагаемое устрой- ство вл етс универсальным, выполн ющим функции центрирующего люнета, подхвата бурового става и зажимного ключа дл развинчивани штанг.Thus, the proposed device is universal, performing the functions of a centering rest, picking up a drill stand and a clamping key for unscrewing the rods.

Расположение приводных гидроцилин- дров устройства и взаимное перемещение всех его элементов в плоскости, перпендикул рной оси бурени , уменьшает габариты станка по длине.The arrangement of the drive hydraulic cylinders of the device and the mutual movement of all its elements in a plane perpendicular to the drilling axis reduces the overall dimensions of the machine.

Совмещение функций нескольких меха- низмов в одном устройстве упрощает конструкцию бурового станка и повышает эффективность его работы.Combining the functions of several mechanisms in one device simplifies the design of the drilling machine and increases its efficiency.

Claims

Apparatus of the invention for holding and centering a drill rod including a housing connected by means of a traverse to the guide posts of the drilling machine, hydraulic cylinders arranged in the housing for controlling the movement of the clamping elements, in order to increase the working efficiency while reducing the dimensions, the traverse has enclosures, in which the housing is mounted with the possibility of movement, limited by means of a finger stroke stop mounted on the traverse, The free end of which is placed in a socket made on the body, and a retainer placed in the glass, which in one position is set to interact with the end of the body, while the hydraulic cylinders are located in the body parallel to each other and symmetrically relative to the axis of the drill rod, and their rods are connected with one of the clamping elements, which is made in the form of a slider and is placed with the possibility of translational movement in the transverse groove of the housing, wherein the housing and the slider have mirrored openings for the passage of the drill rod, each of which is formed by two semicircles of different diameter, while on the inner surface of the holes formed by the semicircles of the smaller diameter are notches.

2

tf

LL

A

FIG. i

QQ "a

t with so

LO CO

20

Aa

15 12 x 15

Fy

eleven