Бурильная машина

 

Изобретение относится к буровой технике. Цель изобретения - повь1шениеустойчивости машины и увеличение глубины проходки. Бурильная машина содержит ведущую трубу (ВТ) 5, подвешенную на стреле 3, установленной с возможностью поворота на раме 1 ротор 7, через который ВТ 5 может перемещаться аксиально, приводные механизмы, предусмотренные в роторе для приведения ВТ 5 во вращение, и инструмент 8 вращательного бурения, 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 направляющие, выполненные одна против другой, в которые входят выступы. Предусмотрены средства блокировки выступов на заранее определенной высоте в направляющих. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.^ ipud^слссо4::*.fe>&СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

70 (21) 4356177/03 (22) 22.07.88 (31) 8710477 (32) 23.07;87 (33) FR (46) 15.02.92,. Бюл. № 6 (71) Соренам (FR) (72) Анри Робер (FR) (53) 622.233.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 466307, кл. Е 21 В 7/24, 1973, (54) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к буровой технике. Цель изобретения — повышениеустойчивости машины и увеличение глубины проходки. Бурильная машина содержит ве(19) (11) (s1)s Е 21 D 1/06, Е 21 В 7/24. дущую трубу (ВТ) 5, подвешенную на стреле

3, установленной с возможностью поворота на раме 1 ротор 7, через который ВТ 5 может перемещаться аксиально, приводные механизмы, предусмотренные в роторе для приведения ВТ 5 во вращение, и инструмент 8 вращательного бурения, в частности спиральный бур, закрепленный на нижнем конце ВТ 5. Ротор 7 содержит два боковых выступа, расположенных симметрично относительно продольной оси ВТ 5, рама 1 имеет две направляющие, выполненные одна против другой, в которые входят выступы. Предусмотрены средства блокировки выступов на .заранее определенной высоте в направляющих. 2 з, и. ф-лы, 6 ил.

1713442

Изобретение относится к буровым уст ройствам.

Цель изобретения — повышение устойчивости машины и увеличение глубины бурения. 5

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая бурильная 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, 10 горизонтальный разрез на уровне направляющего канала в самой верхней части (увеличенный масштаб); на фиг. 4 — разрез Ь вЂ” Б на фиг. 3; на фиг. 5 — машина, находящаяся в положении для бурения наклонной сква- 15 жины по отношению к вертикальной линии; на фиг. 6 — машина на фиг. 1, когда она применяется для бурения скважины ударногрейферным способом, вид сбоку.

Бурильная машина (фиг. ".) содержит. ра- 20 му 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 25 стрелы, ротор 7, через который аксиально может перемещаться ведущая труба 5, и буровой орган в виде спирального бура 8, установленный на нижнем конце ведущей трубы. 30

Рама 1 содержит передний каркас 9 в продолжении продольных сторон, каркас состоит из стоек 10, соединенных траверсами 11, и опирается на грунт через опоры 12, управляемые гидроцилиндрами 13. Рама 1 35 содержит привод 14 подачи и центральную гидравлическую установку 15, На тележке 4 установлена не только стрела 3, но и кабина

16 управления, первая лебедка 17, на барабане которой намотан трос 6, и вторая ле- 40 бедка 18, трос 19 которой запасован на верхнем конце стрелы и удерживает буровое долото 20. Кроме того, на ней установлен гидроцилиндр 21 и опорно-поворотный круг 22 для поворота стрелы от первого в 45 средней продольной плоскости рамы и от второго — вокруг вертикальной оси, лежащей в этой плоскости.

Стрела 3 в передней части имеет кронштейн 23, предназначенный для блокирова- 50 ния ротора 7 (фиг. 6), когда спиральный бур

8 не используется или,когда оператор поворачивает стрелу 3 вокруг указанной вертикальной оси для разгрузки грунта, оставшегося на витках спирального бура, 55

Она состоит из телескопических элементов, но может иметь и жесткую конструкцию.

В соответствии с изобретением ротор 7 содержит два боковых выступа 24, проходящих симметрично относительно продольной оси ведущей трубы, с обеих сторон средней продольной плоскости рамы. Кроме того, каркас 9 имеет внутри качающуюся раму

25 (фиг. 2 и 5), которая на внутренних поверхностях продольных сторон имеет два направляющих канала 26, расположенных один против другого, для вхождения выступов. Кроме того, предусмотрены средства

27 для блокирования выступов 24 в каналах

26.

Средства блокировки 27 (фиг. 3 и 4) состоят из зубчатых реек 28, установленных неподвижно на поверхностях напротив каналов 26, зубчатых тел 29, установленных в поверхностях выступов 24, которые находятся перед зубчатыми рейками 28, когда ротор находится в качающейся раме, а зубья зубчатой рейки и зубчатые тела плотно входят в зацепление друг с другом, и средств 30 управления, перемещающих зубчатые тела

29 относительно зубчатых реек с целью блокирования или деблокирования выступов 24 в каналах 26.

Каналы 26 ограничены каждый двумя трубами 31 квадратного сечения, закрепленными параллельно одна другой на внутренних поверхностях продольных сторон качающейся рамы и образующих пространство, постепенно расширяющееся к их верхней части (фиг. 1, 5 и 6) для облегчения вхождения выступов 24 между ними, Кроме того, средства 30 управления состоят из гидроцилиндров 32, установленных задними частями один к другому в выступах

24 и перемещающих в противоположных направлениях оба зубчатых тела 29 одного и того же выступа, Гидроцилиндры 32 соединены источником рабочей жидкости (не изображен) под давлением посредством одного трубопровода 33, входящего в их камеры со стороны днища, или посредством двух трубопроводов 34, входящих в их камеры со стороны штока. Их шток связан с соответствующим зубчатым телом посредством штифта 35, что позволяет им прижимать зубчатые тела

29 к зубчатым рейкам 28, когда рабочая жидкость под давлением подается в их камеры со стороны днища, или отодвигать их от зубчатых реек, когда рабочая жидкость под давлением подается в их камеры со стороны штоков.

Зубчатые тела 29 направляются при их перемещении шпонками 36 (фиг, 3 и 4), причем последние установлены в дополнительных полостях, выполненных в противолежащих поверхностях 24, а зубчатые тела могут перемещаться в них.

Бурильная машина может быть использована для бурения наклонных скважин, С

1713442 этой целью качающаяся рама 25 соединена с каркасом 9 шарнирно-поворотно вокруг горизонтальной оси 37, перпендикулярной средней продольной оси рамы 1, и может поворачиваться под действием двух гидроцилиндров 38, расположенных перпендикулярно оси 37.

На фиг. 5 гидроцилиндры 38 установлены шарнирно на раме 1 днищами, а на нижнем конце задней поперечной стороны качающейся рамы 25 — свободными концами штоков поршней, ось 37 опирается на задние стойки 10 каркаса 9 выше точки связи цилиндров 38 с качающейся рамой 25.

Подкос 39 установлен на свободном конце кронштейна 23 с целью опоры ведущей трубы 5 при подъеме спирального бура 8 из забоя скважины.

Для бурения наклонной скважины следует заблокировать выступы 24 ротора 7 в направляющих каналах 26 качающейся рамы 25, которая вначале была расположена вертикально, подать команду в гидроцилиндры 38 на желаемый наклон качающейся рамы и переместить тележку 4 на раме 1 от положения изображенного на фиг. 1, в положение, изображенное на фиг. 5, если наклон качающейся рамы осуществлять влево. Когда наклон качающейся рамы осуществляют вправо, отсутствует необходимость перемещения тележки 4, Предлагаемую машину можно использовать также для выполнения скважин ударно-грейферным бурением. В этом случае она имеет захватный хомут 40, зажимающий буровую трубу 41, два захватных гидроцилиндра 42 для сообщения возвратно-поступательного кругового движения хомуту 40 и трубе 41, два рабочих гидроцилиндра 43, подсоединенных шарнирно к продольным сторонам каркаса 9, к которым подвешен хомут 40, и зажимной хомут 44 для удержания трубы 41 при ее подъеме из скважины.

Захватный хомут 40, ось которого расположена в средней продольной плоскости тележки 4, размещен под нижним концом направляющих каналов 26 качающейся рамы 25 и блокируется на трубе 41 гидроцилиндрами (не показаны), Кроме того, он открыт в части, направленной к передним поперечным сторонам качающейся рамы 25 и каркаса 9 для облегчения установки трубы

41 в хомут 40 и подъема указанной трубы.

Именно с этой целью качающаяся рама 25 и каркас 9 также открыты с передних поперечных сторон (фиг. 2).

Буровая труба 41 обычной конструкции снабжена на нижнем торце режущим башмаком и состоит из звеньев, соединяемых одно за другим по мере погружения в грунт, Захватные гидроцилиндры 42 установлены между рамой 1 и двумя лапами 45, что

5 позволяет хомуту 40 выступать над продольными сторонами каркаса.

Зажимной хомут 44 соединен шарнирно на продольнйх сторонах каркаса 9 с поворотом вокруг горизонтальной оси 46 и блоки-

10 руется на трубе 41. Как и захватный хомут

40, зажимной хомут может быть открыт в части, направленной к передним сторонам качающейся рамы 25 и каркаса, также для облегчения установки и подъема трубы 41.

15 Предусмотрена гидравлическая следящая система (не показана) для предотвращения открытия зажимного хомута до блокирования захватного хомута на буровой трубе, а также для предотвращения па20 дения буровой трубы в забой при ее подъеме.

Кроме того, бурильная машина имеет грейферный ковш 47 для удаления грунта, . накапливающегося в буровой трубе 41. Этот

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

41, в которую он вводится для удаления грунта.

В едущая труба 5 и редста вляет собой

30 штангу квадратного сечения, но для бурения скважин до пятидесяти метров необходимо, чтобы она состояла из нескольких телескопических элементов. Вращение ведущей трубы обеспечивается двумя гидро35 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

40 трубу с целью передачи на спиральный бур усилия погружения в грунт, Выступы 24 ротора выполнены со скобами 50 на их верхней и нижней поверхностях (фиг. 4), предназначенными для взаимодействия с

45 зубчатыми рейками 28 для улучшения на- . правления ротора при перемещении вдоль каналов 26.

Машина работает следующим образом, Вначале ротор 7 блокируют относитель50 но нижней части кронштейна 23. В этом случае осуществляются следующие операции: регулируют наклон стрелы для того, чтобы ведущая труба 5 была соосной с выполняемой скважиной; включают лебедку

55 17 для опускания ротора 7 внутрь качающейся рамы 25 так, чтобы выступы 24 переместились в направляющие каналы 26; подают рабочую жидкость под давлением в камеры со стороны днища цилиндров 32 для того, чтобы зубчатые тела 29 ввести в зацеп1713442

А-А

Фиа 2 ление с зубчатыми рейками 28 и заблокировать ротор 7 в качающейся раме 25; включают гидромоторы, управляющие вращением ведущей трубы 5, лебедку 17 для опускания спирального бура 8 до уровня грунта и гид- 5 роцилиндры 48 для того, чтобы заставить спиральный бур погружаться в грунт.

Затем, когда количество грунта, накопленного между витками спирального бура достаточно, отключают гидромоторы, вра- 10 щающие ведущую трубу, подают рабочую жидкость под давлением в камеры со стороны штоков цилиндров 32 для выведения зубчатых тел 29 из зацепления с зубчатыми рейками 28 и деблокирования ротора 7, 15 включают лебедку 17 для подъема ротора до исходного положения напротив кронштейна.23, поворачивают стрелу 3 приблизительно на 90 вокруг вертикальной оси поворотного круга 22 для разгрузки грунта 20 и снова включают гидромоторы, вращающие ведущую трубу так, чтобы вытолкнуть грунт из витков спирального бура.

Если во время бурения спиральный бур наталкивается на очень твердые породы, ис- 25 пользуют буровое долото. Для этого достаточно заблокировать ротор 7 относительно нижней поверхности кронштейна и переместить тележку 4 на раме 1 крана так, чтобы установить буровое долото по оси скважи- 30 ны, что требует очень мало времени.

Для бурения глубин 80 — 100 м следует продолжать бурение грейферным способом. Для реализации этой операции доста- 35 точно 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 40 трубу 41 и включить органы, необходимые для этой операции.

Формула изобретения

1. Бурильная машина, включающая раму, установленную на ней с возможностью поворота стрелу, ведущую трубу, подвешенную на стреле, ротор, внутри которого установлена с воэможностью аксиального перемещения и вращения посредством приводных механизмов ведущая труба, закрепленный на нижнем конце ведущей трубы буровой орган, две направляющие, закрепленные на раме, два боковых выступа, расположенных на роторе симметрично относительно продольно оси с возможностью размещения в направляющих, и средства блокирования выступов в, направляющих, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости машины и увеличения глубины бурения, средства блокирования выполнены из зубчатых реек, закрепленных на направляющих рамы, и из зубчатых зацепов, расположенных на боковых сторонах выступов ротора, при этом зубья реек и зацепов установлены с возможностью зацепления друг с другом посредством средств управления при размещении выступов в направляющих рамы.

2; Машина по и. 1, отличающаяся тем, что зубчатые рейки закреплены на поверхностях направляющих, параллельных боковым сторонам выступов, 3. Машина по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что средства управления зубчатыми зацепами выполнены в виде гидроцилиндров, установленных поршневыми полостями навстречу друг другу в каждом выступе ротора с возможностью перемещения зубчатых зацепов в противоположном направлении;

1713442

1713442

28

1713442

1713442

Составитель Л. Черепенкина

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор М. Петрова

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

Заказ 547 Тираж Подписнос:

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Бурильная машина Бурильная машина Бурильная машина Бурильная машина Бурильная машина Бурильная машина Бурильная машина Бурильная машина 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к буровой технике и м.б

Изобретение относится к бурению

Изобретение относится к горно-рудной пром-сти и м.б

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра и позволяет увеличить производительность бурения При 4 бурении прикрепленные шармирно к траверсе 1 забойные двигатели приводят во вращение вокруг собственных осей долота 3 Ротором осуществляется переносное вращемие долот 3 вокруг оси скважины Долотам 3 сообщают колебательные в противофазе движения в плоскости проходящей через вектор скорости переносного движения долот 3 Каждый привод колебаний долот 3 выполнен из шарнирного четырехзвенника, нижние 7 концы которого соединены с турбобуром 2

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности в стволопроходческим комбайнам

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для сооружения тоннелей и вертикальных стволов в устойчивых грунтах

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении скважин большого диаметра

Изобретение относится к буровой технике и м.б

Изобретение относится к горному делу и м.б

Изобретение относится к строительству, а частности к технологии пробивки скважин в грунтах, и м.б

Изобретение относится к горному делу и м.б

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения скважин

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться в строительстве при проходке скважин шнекобуровым инструментом Цель изобретения - повышение эффективности процесса бурения за счет исключения возможности заштыбовки скважины в разрывах шнековых спиралей и полной очистки скважин от продуктов разрушения Для этого вращающемуся шнековому буровому ставу сообщают колебательные движения в осевом направлении с амплитудой, превышающей за каждый цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бурения неглубоких скважин в рыхлых грунтах и для пробоотбора

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к способам сооружения скважин

Изобретение относится к буровым устройствам для образования скважин преимущественно большого диаметра под буронабивные сваи

Изобретение относится к области инструментов и устройств, использующихся для бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к техническим средствам турбинного бурения
Наверх