Устройство для бурения скважин для установки полимерных гидроигл

 

Изобретение относится к области строительства и м.б. использовано для вибровращательного бурения скважин, применяемых для гидрооттаивания мерзлого грунта, с предварительной установкой в скважине полимерных игл. Цель изобретения - повышение эффективности за счет сокращения вспомогательных работ при одновременном повышении безопасности. Устройство включает мачту 1 базовой машины с подпружиненными кулаками 6 и упорами 5, 18, из которых упоры 18 установлены шарнирно и снабжены подпружиненными тягами 19 с выступами 20, и раму 2 с вибровращательной кареткой (К) 3, соединенную торсом 17 лебедки 8 через блок 7, закрепленный на раме 2, с мачтой 1 и элеватором 16. К вращателю К 3 присоединена буровая штанга 9 с коронкой 10. Элеватор 16 установлен ниже траверсы 15 с возможностью перемещения относительно рамы 2 и траверсы 15 по обсадной трубе (ОТ) 11 посредством троса 17, свободный конец которого закреплен на К 3. Траверса 15 шарнирно связана с наковальней 14 и установлена с возможностью взаимодействия с вибратором К 3. Рама 2 установлена с возможностью взаимодействия с выступами 20 и кулаками 6, а траверса 15 - с упорами 18 и кулаками 6. При бурении скважины коронка 10 и ОТ 11 погружаются одновременно. После завершения углубки через прорезь 12 в ОТ 11 устанавливают гидроиглу. Буровую штангу 9 и ОТ 11 извлекают из скважины раздельно. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662472/03 (22) 13.03.89 (46) 30.07.91. Бюл. М 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (72) А.И. Осипов, В.Д, Лебеденко, С.Т. Брагин и В.Е. Пиулькин (53) 622.243.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1046461, кл. Е 21 В 7/00, 1983.

Разработка средств механизации ручного труда на открытых горных работах объединения. "Северовостокзолото": Отчет о

НИР, инв, N 0282.0083423, ВНИИ-1. Магадан, 1982, с. 28 — 36; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ДЛЯ УСТАНОВКИ ПОЛИМЕРНЫХ

ГИДРОИГЛ (57) Изобретение относится к области строительства и м.б. использовано для вибровращательного бурения скважин, применяемых для гидрооттаивания мерзлого грунта, с предварительной установкой в скважине полимерных игл; Цель изобретения — повышение эффективности эа счет сокращения вспомогательных работ при одИзобретение относится к устройствам для вибровращательного бурения скважин и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и строительстве при гидрооттаивании мерзлого грунта с предварительной установкой полимерных труб в скважины.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет сокращения вспомогатель. Ж 16ббб75 А1 новременном повышении безопасности, Устройство включает мачту 1 базовой машины с подпружиненными кулаками 6 и упорами

5, 18, из которых упоры 18 установлены шарнирно и снабжены подпружиненными тягами 19 с выступами 20, и раму 2 с вибровращательной кареткой (К) 3. соединенную тросом 17 лебедки 8 через блок 7, закрепленный на раме 2, с мачтой 1 и элеватором 16. К вращателю К 3 присоединена буровая штанга 9 с коронкой 10. Элеватор . 16 установлен ниже траверсы 15 с возможностью перемещения относительно рамы 2 и траверсы 15 по обсадной трубе (ОТ) 11 посредством троса 17, свободный конец коTopof закреплен на К 3. Траверса 15 шарнирно связана с наковальней 14 и установлена с воэможностью взаимодействия с вибратором К 3. Рама 2 установлена с возможностью взаимодеиствия с выступами 20 и кулаками 6, а траверса 15 — с упорами 18 и кулаками 6, При бурении скважины коронка 10 и ОТ 11 погружаются одновременно. После завершения углубки через прорезь 12 в ОТ 11 устанавливают гидроиглу. Буровую штангу 9 и ОТ 11 извлекают из скважины раздельно. 4 ил. ных работ при одновременном повышении безопасности.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения скважин для установки полимерных гидроигл, общий вид, до начала бурения; на фиг. 2 — то же в процессе бурения; на фиг, 3 — то же при погружении гидроиглы (окончании бурения); на фиг. 4 — то же после погружения гидроиглы.

1666675

30 цента. пока траверса не будет остановлена в упорах 18. Рама 1 с кареткой 2 зафиксиро- 35

45

Устройство состоит из подрессоренной рамы 1 с вибровращательной кареткой 2, привода 3, мачты 4, имеющей упоры 5 для ограничения движения рамы 1 вверх и кулаки б для фиксирования рамы 1 в верхнем положении,. На раме 1 закреплен блок 7, < через котооый проходит канат лебедки 8. На шпиндель каретки 2 навинчена штанга 9 с коро кой 10. Штанга 9 размещена внутри обсадной трубы 11, В верхней части обсадH0À трубы 11 выполнена прорезь 12, через которую в процессе бурения выдается буровой шлам, а после окончания бурения вставляется полиэтиленовая гидроигла 13.

Обсадная 1руба 11 соединена с наковальней 14, которая шарнирно соединена с тра nepcoA i5, имеющей воэможность перемещения по направляющим мачты 4 и

l взаимодействующей с кул . àìè 6. Под траверсой 15 установлен скользящий по обсадной трубе 11 элеватор 16, через который пропущен канат 17 лебедки 8, а свободным концом закрепленный на корпусе каретки 2.

В нижней части мачты 4 шарнирно установлены упоры 18, снабженные подпружиненнь ли жесткими тягами 19 с выступами 20.

Устройство работает следующим образом.

Вначале устройство оснащают бурильной штангой 9 с коронкой 10 и обсадной трубой 11, Для этого лебедку 8 включают на спуск и элеватор 16 совместно с траверсой

15 на канате 17 движется вниз до того мованы на подпуржиненных кулаках 6 (фиг. 3 без позиций 9 — 12). Отключают лебедку 8, Наковальню 14 поворачивают в шарнире траверсы 15 и устанавливают ее горизонтально. В таком положении в нее ввинчиваот обсадную трубу 11. Затем в трубу 11 вставляют штангу 9 с коронкой 10 и фиксируют штангу в трубе зажимами (не показан ы1.

Включают лебедку 8 на подьем, и рама

1 поднимается до стыка с выступами 20, заставляя последние перемещаться вверх и поднимать за собой тяги 19, которые раскрывают упоры 18, освобождая траверсу 15.

После раскрытия упоров 18 начинает движение вверх элеватор 16, поднимая траверсу 15 с обсадной трубой 11 и вложенной в нее штангой Q с коронкой.10, По мера подьема вверх наковальня 14, поворачиваясь в шарнире, занимает вертикальное положение, в результате чего труба 11 и штанга 9 также будут вертикальным, При контакте верхнего конца штанги 9 со шпинделем вращателя каретки 2 лебедку 8 отключают и включают привод 3, Вращением шпинделя

20 осуществляется навинчивание штанги 9, Зажимы снимают, и устройст lo подготовлено к работе.

Включают лебедку 8 на подъем, и элеватор 15 перемещает вверх траверсу 15 с обсадной трубой l1 до стыка наковальни 14 с бойком карстки 2, пр этом траверса 15 отжимает подпружиненные кулаки 6 (фиг. 1) для свободного прохождения рамы 1 вниз.

Переключают лебедку 8 на спуск, и рама

1 и каретка 2 совместно с обсадной трубой

11, штангой 9, коронкой 10, траверсой 15, элеватором 16 начинают движение вниз (фиг. 2). При движении вниз имеет место напуск каната, так как масса бурового агрегата свободно опирается на обсадную трубу

11, штангу 9.

При соприкосновении коронки 10 с поверхностью земли в штангу 9 подают воду и включают вращатель каретки 2., Начинается проходка лидерной скважины, Затем обсадная труба 11 соприкасается с поверхностью земли, включ» от вибратор каретки 2 и начинается осадка обсадной тр бы в лидерную скважину (благодаря ударам бойка каретки

2 по наковальне 14). Погружению обсадной трубы 11 способствует размыв стенок скважины промывочной водой, Буровая мелочь выдается через прорезь 12. Проходка лидерной скважины и виброударная осадка обсадной трубы 11 продолжаются до тех пор, пока 1:раверса 15 не пройдет упоры 18, которые прекратят ее перемещение. Тогда выключают лебедку и вибратор (фиг. 2). После осветления промывочной воды отключают вращатель. а лебедку 8 включают на подъем.

Так как траверса 15 зафиксирована, то канат лебедки 8 поднимает раму 1 с кареткой 2 и штангу 9 с K0poltKQA 10 (фиг, 3), а обсадная труба продолжае находиться в скважине.

Подъем рамы идет до тех пор, пока она не пройдет кулаки 6 (фиг. 3 ). Лебедку 8 переключают на спуск, и рама 1 садится на кулаки б, а элеватор 16 под действием силы тяжести опускается по обсадчсй трубе до упора в основание мачты. открывается прорезь 12 (фиг. 3).

В скважину через прорезь 12 опускают гидроиглу (отрезок полимерной трубы заданной длины). Благодаря наличию обсадной трубы 11 в скважине установка гидроиглы осуществляется беспрепятственно, так как исключается осыпание стенок скважины и нет опасности падения рамы 1 в случае обрыва каната, Прорезь 12 открывается только тогда, когда рама 1 зафиксирована, в любом другом случае невозможен

1666675 свободный спуск элеватора 16, так как канат лебедки 8 будет испытывать натяжение, После установки гидроиглы 13 включают лебедку 8 на подъем, и элеватор 16, закрывая прорезь 12, поднимается до упора в траверсу 15, но так как траверса 15 зажата упорами 18, то элеватор останавливается (фиг. 4). При этом лебедка 8 продолжает работать на подъем и рама 1 поднимается и перемещает вверх выступы 20, которые через тяги 19 открывают упоры 18. Освобожденная траверса 15 под действием скользящего элеватора 16 начинает движение вверх, извлекая из скважины обсадную трубу 11 (фиг. 4). Полимерная гидроигла 13 остается в скважине, так как ее подъему препятствует коронка 10.

Во время .извлечения обсадной трубы

11 рама 3 прижата к упорам 5 (фиг, 4), При увеличении сопротивления извлечению обсадной трубы 11 включают вибратор каретки 2 и в результате наложения колебаний на обсадную трубу 11 (через канат 17,конец которого закреплен на корпусе каретки) сопротивление ее извлечению снижается. Когда траверса 15 достигнет кулаков 6, лебедку

8 отключают, и станок готов к переезду на другую скважину для установки очередной полимерной гидроиглы. Погруженную полимерную гидроиглу 13 соединяют с водным коллектором для подачи воды в грунт.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин для установки полимерных гидроигл, включающее мачту базовой машины с верхними и нижни5 ми упорами и фиксатором, раму с вибровращательной кареткой, соединенной с тросом лебедки для перемещения по мачте между. упорами, обсадную трубу с наковальней для взаимодействия с вибратором каретки, и

10 размещенную внутри обсадной трубы буровую штангу, связанную с вращателем карет-. ки. о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности эа счет сокращения вспомогательных работпри одновре15 менном повышении безопасности, оно снабжено траверсой, в которой шарнирно закреплена наковальня, и установленным под траверсой с воэможностью перемещения по обсадной трубе элеватором, при

20 этом фиксатор выполнен в виде подпружиненных кулаков, закрепленных на мачте между упорами, нижние упоры установлены шарнирно и снабжены подпружиненными тягами с выступами, а элеватор соединен с

25 рамой с воэможностью их взаимного перемещения друг относительно друга посредством троса лебедки, свободный конец которого закреплен на каретке, причем рама установлена с возможностью вэаимодей30 ствия с выступами тяг и кулаками, а траверса — с кулаками и нижними упорами..

1666675

Составитель В.Чуносов

Редактор Т.Орловская Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор 3 Лончакова

Заказ 2505 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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