Устройство для ударного бурения скважин

 

Изобретение относится к ударному бурению скважин. Цель - повышение произв-сти бурения и удобства управления. На платформе 1 размещен двигатель 2 с приводным валом 3 на опорах 4 и 5. На валу 3 подвижно установлен блок из ведущей полнозубой 8 и ведущей неполнозубой 9 шестерен (Ш). Размещены Ш 8 и 9 на валу 3 с возможностью их перемещения поводком 7. Параллельно валу 3 в опорах 5 и 23 установлены вал 11 с барабаном (Б) 12, соединенные посредством шпонки 33. На валу 11 установлены полнозубые ведомые Ш 10 и 13. При этом Ш 13 связана с валом 11 посредством шпоночного соединения. Паз под шпонку в Ш 13 выполнен с шириной, превышающей ширину шпонки на валу 11. С Ш 10 может взаимодействовать Ш 8. С Ш 13 может взаимодействовать Ш 9. С Б 12 связан канат 30 с буровым инструментом. На Б 12 закреплен электрический тормозной механизм тормоз 29, оснащенный датчиком натяжения каната 30, Ш 13 тормозится тормозным приспособлением на опоре 5, электрически связанным с датчиком натяжения каната 30. Тормозное приспособление выполнено в виде диска, соединенного посредством штырей с фланцем. Штыри подвижно установлены в опоре 5. Также приспособление имеет привод-соленоид, закрепленный с возможностью взаимодействия с фланцем. На штырях между фланцем и опорой 5 и между фланцем и соленоидом имеются пружины. Торцовая поверхность Ш 13 оснащена ориентированными относительно ее зубьев коническими выступами (КВ). Взаимодействующая с ней торцовая поверхность диска оснащена ответными КВ. Подъем и спуск инструмента в скважину производится при соединенных Ш 8 и 9. Для переключения на режим бурения поводком 7 расцепляются Ш 8 и 9 и соединяются Ш 9 и 13. При этом Ш 9 через Ш 13 вращает вал 11 и Б 12, поднимая инструмент. Зубья Ш 9 выходят из зацепления с Ш 13. Под влиянием массы инструмента Б 12 вал 11 с Ш 13 свободно вращается в обратную сторону. Инструмент падает на забой. Канат 30 ослабляется, срабатывает датчик его натяжения. Тормоз 29 останавливает Б 12, канат 30 не вспучивается. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о

О» бд ф (Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4630580/03 (22) 02.01.89 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (71) Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука (72} В,Ф,Скворцов, В.К.Водопьян, А.Ф,Головко и 10.В.Чепур (53) 622.24.054 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 33487, кл. Е 21 В 1/04, 1932.

Ребрик Б.M. Справочник по бурению инженерно-геологических скважин, — Ч.:

Недра, 1983, с. 88-90, рис. 4.5-4.6. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

„.,5U, 1661345 А1 (57) Изобретение относится к ударному бурению скважин. Цель — повышение произвсти бурения и удобства управления. На платформе 1 размещен двигатель 2 с приводным валом 3 на опорах 4 и 5. На валу 3 подвижно установлен блок иэ ведущей полнозубой 8 и ведущей неполноэубой 9 шестерен (Ш). Размещены Ш 8 и 9 на валу 3 с воэможностью их перемещения поводком

7. Параллельно валу 3 в опорах 5 и 23 установлены вал 11 с барабаном (Б) 12, соединенные посредством шпонки 33. На валу 11 установлены полнозубые ведомые Ш 10 и

-13, При этом Ш 13 связана с валом 11 посредством шпоночного соединения. Паз под шпонку в Ш 13 выполнен с шириной, 1661345 превышающей ширину шпанки на валу 11.

С Ш 10 может взаимодействовать Ш 8, С Ш

13 может взаимодействовать Ш 9. С Б 12 связан канат 30 с буровым инструментом, На Б 12 закреплен электрический тормозной механизм (тормоз) 29, оснащенный датчиком натяжения каната 30. Ш 13 тормозится тормозным приспособлением на опоре 5, электрически связанным с датчиком натяжения каната 30. Тормозное приспособление выполнено в виде диска, соединенного посредством штырей с фланцем. Штыри подвижно установлены в опоре

5. Также приспособление имеет привод— соленоид, закрепленный с возможностью взаимодействия с фланцем. На штырях между фланцем и опорой 5 и между фланцем и. соленоидом имеются пружины, Торцовая

Изобретение относится к бурению. а именно к устройствам для ударного бурения скважин.

Цель изобретения — повышение производительности бурения и удобства управления устройством, На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, и кинематическая его схема; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 1.

Устройство для ударного бурения скважин включает платформу 1, на которой установлен двигатель (электропривод 2), соединенный с приводным валом 3 на опорах 4 и 5. На валу 3 укреплена шпанка 6 и подвижно установлен блок ведущих шестерен с поводком 7. В блоке шестерен имеются полнозубая 8 и неполнозубая 9 шестерни. Полноэубая шестерня 8 может быть соединена с ведомой шестерней 10 на валу 11 ивструментальнога барабана 12, На валу 11 барабана 12 укреплена также ведомая шестерня 13 с выступами 14 на торцовой поверхности и пазом а, которая может входить в зацепление с неполноэубой шестерней 9. Шестерни 10 и 13 соединены с валом 11 посредством шпон ки 15. Ш ирина паза а превышает ширину шпанки 15. В опоре 5 вала 11 посредством направляющих подвижных штырей 16 установлена тормозное приспособление в виде диска 17 с выступами 18 на торцовой поверхности.

На штырях 16установлены пружины 19, взаимодействующие с фланцем 20, перемещаемым со штырями 16 и диском 17 посредством соленоида 21 с пружиной 22, 5

35 поверхность Ш 13 оснащена ориентированными относительно ее зубьев коническими выступами (КВ), Взаимодействующая с ней торцовая поверхность диска оснащена ответными КВ.. Подъем и спуск инструмента в скважину производится при соединенных

Ш 8 и 9, Для переключения на режим бурения паводком 7 расщепляются Ш 8 и 9 и соединяются Ш 9 и 13. При этом Ш 9 через

El 13 вращает вал 11 и Б 12, поднимая инструмент. Зубья Ш 9 выходят из зацепления с Ш 13. Под влиянием массы инструмента Б

12 вал 11 с Ш 13 свободно вращается в обратную сторону. Инструмент падает на забой. Канат 30 ослабляется, срабатывает датчик его натяжения. Тормоз 29 останавливает Б 12, канат 30 не вспучивается. 1" з.п.флы, 4 ил.

Вал 11 укреплен также на опоре 23, к которой подвижно закреплен датчик натяжения каната, включающий ролик 24 с рычагам 25, взаимодействующим с конечным выключателем 26, пружиной 27 и конечным выключателем 28, включенным в электрическую цепь соленоида 21. На инструментальном барабане 12 укреплен электроимпульсный тормозной механизм 29, электрически соединенный с выключателем 26, а также канат

30 с блоком 31 и буровым инструментом— долотом 32. Барабан 12 на валу 11 укреплен посредством шпанки ЗЗ.

Устройство для ударного бурения скважин должно обеспечивать работу в двух режимах: при опускании долота в скважину и его подъеме на поверхность (спускоподъемные операции), а также сброс долота через определенные промежутки времени в процессе бурения.

Для обеспечения опускания долота включают электропривод 2. В результате этого вал 3 начинает вращаться в опорах 4 и 5. Одновременно с ним через шпанку 6 вращается шестерня 8, которая вращает шестерню 10, вместе с которой вращается вал

11 со шпанкой 33 в опорах 5 и 23 (фиг. 1).

Вместе с валом 11 вращается барабан 12 на шпанке 15. В процессе вращения барабана

12 с него сматывается канат 30 через блок

31 и долото. 32 опускается в скважину. При этом канат 30 натянут, а ролик 24 на рычаге

25 прижат пружиной 27 к канату 30. Цепь выключателя 26 замкнута, в результате чего тормозной механизм 29 барабана 12 расторможен, а соленоид 21 обесточен в результате взаимодействия рычага 25 с

1661345 выключателем 28 (фиг. 2 и 3). При этом пружины 19 на штырях 16 отжимают фланец 20 и таким образом обеспечивают разомкнутое положение диска 17 с выступами 18 относительно шестерни 13 с выступами 14. а это — свободное вращение вала 11 с барабаном 12. Опускание долота 32 на заданную глубину контролируют по сматыванию с барабана 12 каната 30, не допуская при этом

его ослабления. Подъем долота 32 на поверхность осуществляется реверсированием направления вращения в электроприводе 2.

Для ударного бурения скважины вначале долото 32 опускают до забоя, Затем поводком 7 (фиг. 3) переводят шестерню 9 в зацепление с шестерней 13 и включают электропривод 2, При этом шестерня 13 выведена иэ зацепления с шестерней 10, а шестерня 9 через шестерню 13 вращает вал

11 с барабаном 12 в сторону подъема долота

32 до тех пор, пока зубья неполнозубой шестерни 9 не выйдут из зацепления с шестерней 13. После этого под влиянием массы долота 32 барабан 12 и вал 11 с шестерней

13 свободно вращаются в обратную сторону. При падении долота 32 на забой канат ослабляется, ролик 24 с рычагом 25 перемещается вниз, электрическая цепь от выключателя 26 разрывается, тормозной механизм 29 останавливает вращение барабана 12, предотвращая таким образом вспучивание каната 30. Одновременно с этим замыкается цепь от выключателя 28 питания соленоида 21, который, срабатывая, надавливает на пружину 22 и через нее на фланец 20, в результате чего диск 17 перемещается до сцепления его выступов 18 с выступами 14 на шестерне 13, что и обеспечивает ее остановкув соответствущем положении для последующего .зацепления с шестерней 9 (фиг. 4). Сцепление диска 17 с шестерней 13 обеспечивается в процессе ее свободного вращения (по инерции) относительно вала 11 в пределах паза а, гарантирующих очередное зацепление шестерни 13 с шестерней 9.

Далее циклы подъема и падения долота повторя ются.

40 Формула изобретения

1, Устройство для ударного бурения скважин, включающее размещенный на платформе двигатель с приводным валом, который связан посредством передаточно45 го механизма с параллельным приводному валу валом барабана, тормозной механизм барабана, опоры для валов и связанный с барабаном канат с буровым инструментом, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью

50 повышения производительности бурения и удобства управления, оно снабжено датчиком натяжения каната и тормозным приспособлением, а передаточный механизм выполнен в виде установленного на привод55 ном валу с возможностью перемещения блока иэ полнозубой и неполнозубой ведущих шестерен и закрепленных на валу барабана полнозубых ведомых шестерен для взаимодействия с блоком шестерен приводного вала, при этом из пол нозубых ведомых шестерен установлена на валу посредством шпоночного соединения, в котором ширина шпоночного паза в шестерне превышает ширину шпонки, закрепленной на валу, а

5 датчик натяжения каната электрически связан с тормозным механизмом барабана и тормозным приспособлением, которое установлено в одной иэ опор вала барабана для взаимодействия с имеющей шпоночный

10 паэ ведомой шестерней, которая в свою очередь связана с неполнозубой шестерней приводного вала.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что тормозное приспособление вы15 полнено в виде диска с коническими выступами на торцовой поверхности, который связан посредством штырей с фланцем, подпружиненным относительно опоры вала и привода его перемещения в виде солено20 ида, а на торцовой поверхности ведомой полноэубой шестерни выполнены конические выступы для взаимодействия с выступами диска.

Вид A

Ю я

2b

27

1Z

11

25

1661345

Составитель Т.Никитенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Пожо

Редактор И.Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2104 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5