Установка буровая для бестраншейной прокладки трубопроводов
Изобретение относится к производству бурового оборудования для горизонтального бурения, которое может быть использовано для прокладки водо-, нефте-, газопроводов, канализации, электрических и телефонных кабелей под водными преградами, железными и автомобильными дорогами, охраноприродными зонами и др. Технический результат - повышение ресурса за счет устранения изгибающих моментов, повышение безопасности эксплуатации за счет устранения биений силовых элементов при одновременном снижении металлоемкости, веса и себестоимости изделия. Поставленная задача решается тем, что в установке буровой для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащей станину и корпус, соединенные одним концом шарнирно, а по остальной длине - рядом регулируемых по высоте домкратов, станина связана с опущенным в землю якорем, на корпусе установлено устройство для вращения бурильных труб, связанное со шпинделем, в котором закреплена одна или несколько последовательно бурильных труб с буровым инструментом на свободном конце, механизм возвратно-поступательного движения, причем верхняя поверхность корпуса имеет желобообразное углубление, в которое установлено устройство для вращения бурильных труб так, что его продольная ось, ось механизма возвратно-поступательного движения и ось крепления корпуса к станине расположены в одной плоскости. 9 ил.
Изобретение относится к производству бурового оборудования для горизонтального бурения, которое может быть использовано для прокладки водо-, нефте-, газопроводов, канализации, электрических и телефонных кабелей под водными преградами, железными и автомобильными дорогами, взлетно-посадочными полосами аэропортов, охраноприродными зонами и др.
Известна установка горизонтального бурения [Авторское свидетельство СССР № 1364684, опубл. в Б.И. №1 от 7.01.88 г.] содержащая трубный патрон с механизмом подачи его к забою, внутри которого расположен механизм бурения и механизм удаления грунта из трубного патрона, выполненный в виде шнекового транспортера, размещенного в желобе. Рама выполнена с возможностью перемещения вдоль трубного патрона. Буровая головка приводится во вращение приводом и одновременно подается вперед. Недостатком данного устройства являются малые функциональные возможности. Так, при встрече с включениями, непреодолимыми для разработки буровой головкой, последняя выводится из забоя путем демонтажа и тем самым обеспечивается доступ обслуживающего персонала в забой. Обслуживающий персонал удаляет из забоя включения, установка монтируется вновь и процесс бурения продолжается.
Указанных недостатков лишена установка буровая для бестраншейной прокладки трубопроводов (Свидетельство РФ на полезную модель №26243), содержащая станину состоящую из верхней и нижней рам, соединенных одним концом шарнирно, а по остальной длине - рядом регулируемых по высоте опор-домкратов, причем нижняя рама жестко связана с опорой, выполненной в виде опущенного в землю якоря, а на верхней раме установлен буровой станок, включающий центральный вал ( шпиндель), в котором закреплена одна или несколько последовательно расположенных буровых труб с буровым инструментом на свободном конце, снабженный средством для его возвратно-поступательного движения и вращательного движения, внутри бурильных труб имеется канал для подачи через подающее устройство ( вертлюг) бурового раствора в зону бурения, а также уложен электрический кабель, один конец которого связан буровым инструментом, а другой через подающее устройство - с источником электроэнергии.
Обладая широкими функциональными возможностями, устройство-прототип имеет ряд серьезных недостатков, одним из которых является то, что средство для вращательного движения двигается над верхней рамой. При этом имеет место значительный эксцентриситет между осью вращения и осью, соединяющей верхнюю и нижнюю рамы станины. Из-за этого в процессе буровых работ возникают большие изгибающие моменты, для компенсации которых приходится увеличивать поперечное сечение станины. Это ведет к увеличению металлоемкости, весо-габаритных характеристик и повышению себестоимости изделия в целом.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, а именно повышение ресурса за счет устранения изгибающих моментов, повышение безопасности эксплуатации за счет устранения биений силовых элементов при одновременном снижении металлоемкости, веса и себестоимости изделия.
Поставленная задача решается тем, что в установке буровой для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащей станину и корпус, соединенные одним концом шарнирно, а по остальной длине - рядом регулируемых по высоте домкратов, причем станина связана с опущенным в землю якорем, а на корпусе установлено устройство для вращения бурильных труб, связанное со шпинделем, в котором закреплена одна или несколько последовательно бурильных труб с буровым инструментом на свободном конце, механизм возвратно-поступательного движения, в отличие от прототипа верхняя поверхность корпуса имеет желобообразное углубление, в которое установлено устройство для вращения бурильных труб так, что его продольная ось, ось механизма возвратно-поступательного движения и ось крепления корпуса к станине расположены в одной плоскости.
На фиг.1 представлен общий вид заявляемой установки; фиг.2 - вид сверху; фиг.3 - сечение по А-А на фиг.1; фиг.4 - сечение по Б-Б на фиг.1; фиг.5 - вид В на фиг.1; фиг.6 - вид Г на фиг.5; фиг.7 - вид Д на фиг.6; фиг.8 - установка в сборе с бурильной трубой (исходное состояние); на фиг 9 - установка в процессе бурения.
Заявляемая установка содержит якорь 1, на котором пальцами 2 закреплена станина 3, соединенная осью 4 и регулируемыми по высоте домкратами 5 с корпусом 6, верхняя поверхность которого имеет желобообразное углубление. На корпусе 6 установлены блок ключей 7, механизм возвратно-поступательного движения 8 и устройство для вращения бурильных труб 9 с ползуном 10, кинематически связанным с направляющей 11. Установка снабжена выдвижными опорами 12, на которые в процессе эксплуатации устанавливается бурильная труба 13, верхний конец которой соединяется с шпинделем 14 с помощью устройства для вращения бурильных труб 9. На нижнем конце бурильной трубы 13 установлен буровой инструмент 15. Устройство для вращения бурильных труб 9 установлено на корпусе 6 в желобообразное углубление таким образом, чтобы его ось совпала с осью пальца 4, соединяющего корпус 6 со станиной 3.
Заявляемая установка работает следующим образом. На месте забуривания скважины устанавливается якорь 1, к которому крепится станина 3 и корпус 6. Необходимый угол оси корпуса к горизонту обеспечивается домкратами 5.Механизм возвратно-поступательного движения 8 передвигает в верхнее положение (см. фиг.2) устройство для вращения бурильных труб 9, что обеспечивается кинематической парой ползун 10 - направляющая 11. На выдвижные опоры 12 устанавливается бурильная труба 13. Ее нижний конец фиксируется зажимным устройством блока ключей 7, а верхний конец с помощью устройства для вращения бурильных труб 9 соединяется со шпинделем 14. По известной технологии производится забуривание скважины. Когда верхний конец бурильной трубы войдет в зажимное устройство блока ключей 7, бурение прекращается, бурильная труба зажимается в блоке ключей. С помощью раскрепителя (не показан) блока ключей 7 устройство для вращения бурильных труб 9 разъединяет шпиндель и бурильную трубу, механизм возвратно-поступательного движения 8 передвигает устройство для вращения бурильных труб 9 в верхнее положение. По известной технологии продолжается бурение скважины. По окончании процесса бурения установка демонтируется, траншея от якоря нивелируется.
Благодаря тому, что устранен эксцентриситет между продольной осью устройства для вращения бурильных труб (ось буровой колонны) и осью, соединяющей корпус со станиной, иными словами, ось корпуса, ось вращения и ось бурильной трубы совместились - устранены излишние нагрузки, приводящие к возникновению изгибающего момента на корпусе установки. Благодаря тому, что устранены эксцентриситеты между продольной осью устройства для вращения бурильных труб, продольной осью механизма возвратно-поступательного движения и осью крепления корпуса к станине устранены усилия, изгибающие корпус от воздействия бурильной колонны. Это дало возможность уменьшить толщину ее стенок не менее чем в 2 раза, без потери прочностных и ресурсных характеристик установки.
Установка буровая для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащая станину и корпус, соединенные одним концом шарнирно, а по остальной длине - рядом регулируемых по высоте домкратов, причем станина связана с опущенным в землю якорем, а на корпусе установлено устройство для вращения бурильных труб, связанное со шпинделем, в котором закреплена одна или несколько последовательно бурильных труб с буровым инструментом на свободном конце, механизм возвратно-поступательного движения, отличающаяся тем, что верхняя поверхность корпуса имеет желобообразное углубление, в которое установлено устройство для вращения бурильных труб так, что его продольная ось, ось механизма возвратно-поступательного движения и ось крепления корпуса к станине расположены в одной плоскости.
