SU721505A1 - Установка дл бурени вертикальных выработок - Google Patents

Description

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано для бурения вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин большого диаметра в мостостроении, гидротехническом,промышленном и гражданском строительстве.

Известен агрегат реактивно-турбинного бурения, содержащий несколько турбобуров, соединенных верхней траверсой, и рабочий орган в виде шарошечных долот (1 ].

Недостатком этого агрегата при бурении скважин большого диаметра является большая энергоемкость машины вследствие того, что очистка забоя от шлама производится сжатым воздухом и требуется компрессорное оборудование большой мощности.

Известна также буровая установка, включающая буровую штангу, механизмы ее вращения и подачи, рабочий орган с шарошечными долотами, смонтированными на буровых шпинделях, соединенных с индивидуальными приводами долот и установленных в корпусе рабочего органа [2].

Недостаток этой установки — высокая энергоемкость бурения при разработке вечномерзлых гранитных и валунных грунтов из-за большого расхода сжатого воздуха, необходимого для выноса шлама.

Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса бурения скальных и вечномерзлых гравийных и валунных грунтов и металлоемкости машины, создание мобильной буровой машины.

Цель достигается тем, что породоразрушающий инструмент, например трехшарошёчное долото, закрепляют в буровом шпинделе, который размещен в подшипниках в корпусе рабочего органа наклонно к плоскости поперечного сечения установки и тангенциально в плане, а вершины конусов шарошек расположены на линии радиуса установки, которая снабжена механизмами вертикального транспортирования шлама, установленными между долотами.

Механизм вертикального транспортирования шлама может быть выполнен в виде ковшевого элеватора.

72

Установка предназначена для бурения скважин как полного профиля, так и кольцевого с последующим удалением керна, для чего она комплектуется двумя видами рабочих органов. На рабочих органах инструмент располагают равномерно и симметрично, а количество его определяют в зависимости от ширины канавки, прорезаемой каждым породоразрушающим инструментом, и диаметра скважины.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка’, на фиг. 2 - рабочий орган для бурения скважин сплошным забоем; на фиг. 3 - рабочий орган для бурения скважин кольцевым забоем; на фиг. 4 — рабочий орган с породоразрушающим инструментом и индивидуальным приводом.

Установка состоит из базовой машины 1, мачты 2 с грузоподъемным механизмом, механизма 3 вращения штанги, механизма 4 подачи рабочего органа, буровой штанги 5, ковшевых элеваторов 6 с индивидуальными электроприводами, рабочего органа 7 со шламоприемником, породоразрушающего инструмента 8, бурового шпинделя 9, редуктора 10 и электродвигателя 11.

Установка работает следующим образом.

Включают все приводы механизмов породоразрушающих инструментов рабочего органа, а затем включают механизмы вращения буровой штанги и подачи рабочего органа на забой. Инструмент разрушает грунт и отбрасывает его в свободное пространство сбоку от породоразрушающего инструмента г где он подбирается установленным позади породоразрушаюшего инструмента ковшевым элеватором. Бурение продолжают до заполнения шламоприемника разрушенным грунтом, затем прекращают вращение рабочего органа и поднимают рабочий орган из скважины. После разгрузки шламоприемника цикл бурения повторяют.

Мелкие скальные включения выпираются породоразрушающим инструментом из более мягкой вечномерзлой основы в свободное пространство сбоку и перед инструментом и подбираются ковшевым элеватором. Крупные валуны разрушаются инструментом.

Наклон бурового шпинделя дает возможность разработки вечномерзлых гравийных и ралунных грунтов без разрушения гравия и мелких валунов, так как их прочность выше прочности связующей основы и увеличивает составляющую деформации сдвига при разрушении грунта. Породоразрушающему инструменту придают вращение вокруг его оси от индивидуального привода. Давление на забой создают крутящим моментом основного механизма вращения буровой штанги рабочего органа, что позволяет значительно снизить вес буровой машины. За счет установки долота наклонно в вертикальной плоскости и тангенциально в плане возможно достаточное скопление шлама, необходимое для работы ковшевого элеватора.

Преимущества изобретения заключаются в том, что снижается расход воздуха, уменьшаются энергоемкость и металлоемкость установки.

Годовой экономический эффект от одной установки 80500 р.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области буровой техники и может быть использовано дл  бурени  вертикальных, наклонных и горизонтальны скважин большого диаметра в мостостроешга, гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве. Известен агрегат реактивно-турбинного бурени , содержащий несколько турбобуров, соединенных верхней траверсой, и рабочий орган в виде шарошечных долот (1 . Недостатком этого агрегата при бурении скважин большого диаметра  вл етс  больша  энергоемкость машины вследствие того, что очистка забо  от шлама производитс  сжатым воздухом и требуетс  компрессорное оборудование большой мощности. Известна также бурова  установка, включаю ща  буровую штангу, механизмы ее вращени  и подачи, рабочий орган с шарошечными долотами , смонтированными на буровых шпиндел х соединенных с индивидуальными приводами долот и установленных в корпусе рабочего органа 2. Недостаток этой установки - высока  энергоемкость бурени  при разработке вечномерзлых гранитных и валунных грунтов из-за большого расхода сжатого воздуха, необходимого дл  выноса шлайа. Целью изобретени   вл етс  снижение энергоемкости процесса бурени  скальных и вечномерзлых гравийных и валунных грунтов и металлоемкости машины, создание мобильной буровой машины. Цель достигаетс  тем, что породоразрушающий инструмент, например трехшарошёчное долото , закрепл ют в буровом шпинделе, который размещен в подшипниках в корпусе рабочего органа наклонно к плоскости поперечного сечени  установки и тангенциально в плане, а вершины конусов шарошек расположены на линии радиуса установки, котора  снабжена механизмами вертикального транспортировани  шлама, установленными между долотами. Механизм вертикального транспортировани  шлама может быть вьшолнен в виде ковшевого элеватора. Установка предназначена Ш1  бурени  скважин как полного профил , так и кольцевого с последующим удалением керна, дл  чего она KOMiuieKTyercH двум  видами рабочих органон. На рабочих органах инструмент располагают равномерно и симметрично, а количество его определ ют в зависимости от ширины канавки, прорезаемой каждым породоразруигающим инструментом, и диаметра скважины. На фиг. 1 изображена предлагаема  установка; на фиг. 2 - рабочий орган дл  бурени  скважин сплошным забоем; на фиг. 3 -- рабочий орган дл  бурени  скважин кольцевым забоем; на фиг. 4 - рабочий орган с породоразрушающим инструментом и индивидуальным приводом. Установка состоит из базовой машины 1, мачты 2 с грузоподъемным механизмом, механизма 3 вращени  штанги, механизма 4 подачи рабочего органа, буровой штанги 5, ковшевых элеваторов 6 с индивидуальными электроприво дами, рабочего органа 7 со шламоприемником, породоразрушаюшего инструмента 8, бурового щаиндел  9, редуктора 10 и электродвигател  11. Установка работает следующим образом. Включают все приводы механизмов породоразрушающих инструментов рабочего органа, а затем включают механизмы вращени  бурово щтанги и подачи рабочего органа на забой. Инструмент разрушает грунт и отбрасывает его в свободное пространство сбоку от породоразрушаюшего инструмента где он подбираетс  установленным позади породоразрушаюшего инструмента ковшевым элеватором. Бурение продолжают до заполнени  шламоприемника разрушенным грунтом, затем прекращают вращение рабочего органа и поднимают рабочий орган из скважины. После разгрузки шламоприемника цикл бурени  повтор ют. Мелкие скальные включени  выпираютс  породоразрушающим инструментом из более м гкой вечномерзлой основы в свободное пространство сбоку и перед инструментом и подбираютс  ковшевым элеватором. Крупные валуны разрушаютс  инструментом. Наклон бурового шпшадел  дает возможнос разработки вечиомерзлых гравийных и |апун ных грунтов без разрушени  грави  и мелких 4 валунов, так как их прочность вьште прочности св зующей основы и увеличивает составл ющую деформации сдвига при разрушении грунта . Иородоразрущающему инструменту придают вращение вокруг его оси от индивидуального привода. Давление на забой создают крут щим моментом основного механизма вращени  буровой штанги рабочего органа, что позвол ет значительно снизить вес буровой машины. За счет установки долота наклонно в вертикальной плоскости и тангенциально в плане возможно достаточное скопление шлама, необходимое дл  работы ковшевого элеватора. Преимущества изобретени  заключаютс  в том, что снижаетс  расход воздуха, уменьшаютс  энергоемкость и металлоемкость установки . Годовой экономический эффект от одной установки 80500 р. Формула изобретени  1.Установка дл  бурени  вертикальных выработок , включающа  буровую штангу, механизмы ее вращени  и подачи, рабочий орган с шарошечными долотами, смонтированными на буровых шпиндел х, соединенных с индивидуальными приводами долот и установленных в корпусе рабочего органа, отличающа с  тем, что, с целью снижени  энергоемкости и металлоемкости машины, буровые шпиндели установлены в плане тангенциально , а вершины конусов шарошек расположены на лш-ши радиуса установки, при этом в вертикальной плоскости буровые шпиндели установлены }{аклонно к плоскости поперечного сечени  установки, котора  снабжена механизмами вертикального транспортировани  шлама, установленными между долотами. 2.Установка по п. 1, о т л и ч а jro щ а  с   тем, что механизм вертикального транспортировани  шлама вьщолнен в виде ковшевого элеватора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 122464, кл. Е 21 D 1/06, 16.09.68.
2. 2.Авторское сввдетельство СССР № 579422, кл. Е 21 D 1/06, 18.09,75. т I f ... S : ; $ J%$$

   ..Ь(

   аг.

   Ф&/§.2

   (рие.З