БУРОВОЙ СТАНОК Российский патент 1994 года по МПК E21B3/00 E21B19/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым установкам с подвижным вращателем, в которых в процессе спуско-подъемных операций необходимо отводить вращатель от оси скважины.

Известен буровой станок, содержащий каретку, корпус которой перемещается в направляющих мачты и соединен гибкими звеньями с механизмом подачи, подвижный вращатель, шарнирно закрепленный на корпусе посредством двух стоек с отверстиями, узел фиксации вращателя в рабочем положении и привод смещения вращателя в виде двух гидроцилиндров, корпуса которых закреплены шарнирно на корпусе каретки, а штоки имеют цапфы с осями в отверстиях стоек. В этом станке механизм отвода вращателя с оси скважины сложен и громоздок, а средство фиксации ненадежно.

Наиболее близким из известных к предлагаемому является буровой станок, содержащий основание, направляющие, каретку, перемещаемую по направляющим посредством механизма подачи, подвижный вращатель, установленный на каретке с возможностью фиксации в рабочем положении и смещения в сторону от рабочего положения, механизм смещения вращателя с рычагом, поворачиваемым в плоскости смещения [2]. В известном буровом станке отвод вращателя от оси скважины производится с помощью специальных гидроцилиндров и системы рычагов и стоек, закрепленных на каретке, а фиксация вращателя в рабочем положении основана на поддержании постоянного давления в гидроцилиндре в процессе бурения. При потере давления система каретка - вращатель может потерять устойчивость, что скажется на надежности фиксации. Само механическое средство фиксации ненадежно из-за возможности непопадания щековины в паз выступа, выполненного на вращателе.

Задача изобретения состоит в создании бурового станка, в котором простыми и надежными средствами осуществляется смещение вращателя в сторону от оси скважины и обратный перевод его в рабочее положение.

Поставленная задача решается за счет того, что в буровом станке, содержащем основание, каретку, перемещаемую по направляющим посредством механизма подачи, подвижный вращатель, установленный на каретке с возможностью фиксации в рабочем положении и смещения в сторону от рабочего положения, механизм смещения вращателя с рычагом, поворачиваемым в плоскости смещения, рычаг механизма смещения размещен с внутренней стороны направляющей и шарнирно присоединен к ней одним своим концом, а на другом конце рычага установлен захватный элемент, при этом подвижный вращатель размещен между направляющими и имеет на обращенной к рычагу поверхности выступ для взаимодействия с захватным элементом рычага, причем в рабочем положении оси шарнира и выступа лежат в вертикальных плоскостях, параллельных плоскости рабочей поверхности направляющих, а вертикальная плоскость рабочих поверхностей направляющих и плоскость, в которой лежит ось выступа, расположены по обе стороны от плоскости, в которой находится ось шарнира, при этом механизм фиксации вращателя на каретке выполнен в виде резьбового соединения.

Решению задачи способствует также то, что захватный элемент рычага выполнен в виде проушины с зевом, в проеме которой установлена поворотная кольцеобразная шайба с боковым пазом, причем зев проушины, паз и отверстие шайбы выполнены с размерами, соответствующими диаметру выступа, выполненного в виде пальца.

Решению задачи способствует также то, что поворотная шайба выполнена из двух сопрягаемых торцами частей, соединенных штифтами, и снабжена поводковым кольцом, а также то, что на каретке установлены упоры. Такое выполнение бурового станка позволяет с помощью механизма подачи и одного рычага, соединяющего направляющую с корпусом вращателя, осуществлять отвод вращателя от оси скважины, а также перевод его в рабочее положение.

Жесткая фиксация вращателя в рабочем положении на каретке с помощью резьбового соединения надежна и устойчива, а выполнение шайбы поворотной, устанавливаемой в захватном элементе, предотвращает самопроизвольноe расцепление соединения рычаг - вращатель.

На фиг.1 изображен буровой станок, общий вид; на фиг.2 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.4 - сечение по В-В на фиг. 2; на фиг.5 - вид по стрелке Д на фиг.2; на фиг.6 - сечение по Е-Е на фиг.3; на фиг.7 - сечение по Г-Г на фиг.3; на фиг.8 - сечение по И-И на фиг.5; на фиг.9 - вид по стрелке Ж на фиг.5.

Буровой станок содержит основание 1, жестко связанные с ним две направляющие 2, каретку 3, перемещаемую по направляющим 2. Между направляющими 2 проходит подвижный вращатель 4, который установлен на каретке 3. Направляющие 2 представляют сварную конструкцию коробчатой формы с полозьями 5 на передних гранях направляющих 2, по которым скользит каретка 3. Каретка 3 также представляет конструкцию коробчатой формы, внутри которой размещен подвижной вращатель 4. Перемещение каретки 3 осуществляется посредством механизма подачи 6, представляющего собой два гидроцилиндра, гильзы 7 которых жестко закреплены на каретке 3, а штоки 8 - на направляющих 2.

Подвижный вращатель 4 подвешен на оси 9, закрепленной в каретке 3, и в рабочем положении зафиксирован на каретке с помощью механизма фиксации, выполненного в виде резьбового соединения 10. Подвижный вращатель имеет возможность смещения от рабочего положения (отвода от оси скважины) путем поворота вращателя на оси 9 при расфиксированном резьбовом соединении 10. Для ограничения угла поворота вращателя 4 на оси 9 при расфиксированном положении относительно каретки 3 на вращателе выполнены упоры 11, вступающие в контакт с кареткой 3 в момент совмещения оси шпинделя 12 вращателя с осью 13 скважины.

Механизм смещения подвижного вращателя 4 в сторону от оси 13 скважины содержит рычаг 14, размещенный с внутренней стороны одной из направляющих 2 и одним своим концом шарниром 15 присоединенный к ней. Второй конец рычага 14 снабжен захватным элементом 16. На боковой поверхности 17 корпуса вращателя 4, обращенной к рычагу 14, выполнен выступ 18 для взаимодействия с захватным элементом 16. В рабочем положении оси выступа 18 и шарнира 15 лежат в вертикальных плоскостях 19, 20 соответственно, параллельных плоскости 21 рабочих поверхностей направляющих 2. Вертикальная плоскость 22, проходящая через ось шпинделя 12 вращателя параллельно плоскости 21 рабочих поверхностей направляющих, и вертикальная плоскость 19, в которой лежит ось выступа 18, расположены по обе стороны от вертикальной плоскости 20, в которой находится ось шарнира 15. Выступ 18 выполнен в виде цилиндрического пальца, а захватный элемент 16 образован проушиной с зевом 23, в отверстии которой установлен фиксатор в виде кольцеобразной шайбы 24 с боковым пазом 25 и отверстием 26. Причем размеры зева 23, паза 25 и отверстия 26 соответствуют диаметру d пальцевого выступа 18. Шайба 24 составлена из двух частей, сопрягаемых торцами и соединенных штифтами. Для удобства поворота внутри проушины шайба 24 имеет поводок. Фиксация рычага 14 относительно направляющей 2 осуществлена с помощью пружины, представляющей изогнутую упругую пластину, закрепленную одним концом на направляющей 2 и охватывающей рычаг.

Буровой станок работает следующим образом. В рабочем положении подвижный вращатель 4 резьбовым соединением 10 жестко соединен с кареткой 3 и не имеет возможности поворачиваться на оси 9. В процессе бурения подвижный вращатель вместе с кареткой 3 перемещается вдоль направляющей 2 по полозьям 5. Для освобождения устья скважины и отвода вращателя от оси 13 скважины фиксатор в виде шайбы 24 в проушине захватного элемента 16 рычага 14 устанавливают в положение "Открыто" до совмещения зева 23 и паза 25. Каретку 3 с вращателем 4 устанавливают с помощью механизма подачи 6 в положение, при котором отклонение рычага 14 от направляющей 2 позволяет совместить выступ 18 на вращателе 4 с пазом 25 шайбы 21. Затем шайбу 24 поворачивают внутри проушины 16, замкнув тем самым кинематическую связь между направляющей 2 и вращателем 4. Далее отсоединяют резьбовое соединение 10, освобождая вращатель 4 от жесткой связи с кареткой 3. Включают механизм подачи 6 вниз, и каретка 3 двигается по направляющей 2, при этом вращатель 4 совершает вращательное движение вокруг оси 9 и при остановке механизма подачи 6 удерживается в требуемом положении посредством кинематической связи с направляющей 2, образованной рычагом 14, зацепляющимся с выступом 18. При повороте вращатель 4 уходит в сторону, автоматически освобождая устье скважины. Остановку механизма подачи осуществляют при отводе вращателя 4 на достаточное расстояние от оси 13 скважины, контролируемое визуально. Выведение вращателя 4 в вертикальное положение осуществляется в обратном порядке.

Изобретение относится к горной промышленности и касается буровых установок с подвижным вращателем. Буровой станок содержит основание, направляющие, каретку, перемещаемую по направляющим посредством механизма подачи. Подвижный вращатель размещен между направляющими и закреплен на каретке с возможностью фиксации в рабочем положении с помощью резьбового соединения и смещения в сторону от оси скважины посредством механизма смещения с рычагом. Рычаг размещен с внутренней стороны направляющей, шарнирно присоединен к ней одним своим концом и имеет захватный элемент на другом конце. На поверхности вращателя имеется выступ, перпендикулярный плоскости смещения вращателя, для взаимодействия с захватным элементом рычага. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. БУРОВОЙ СТАНОК, содержащий основание, каретку, перемещаемую по направляющим посредством механизма подачи, подвижный вращатель, установленный на каретке с возможностью фиксации в рабочем положении и смещения в сторону от рабочего положения, механизм смещения вращателя с рычагом, поворачиваемым в плоскости смещения, отличающийся тем, что рычаг механизма смещения размещен с внутренней стороны направляющей и шарнирно присоединен к ней одним своим концом, а на другом конце рычага установлен захватный элемент, при этом подвижный вращатель размещен между направляющими и имеет на обращенной к рычагу поверхности выступ для взаимодействия с захватным элементом рычага, причем в рабочем положении оси шарнира и выступа лежат в вертикальных плоскостях, параллельных плоскости рабочих поверхностей направляющих, а вертикальная плоскость, проходящая через ось вращателя и параллельная плоскости рабочих поверхностей направляющих, и плоскость, в которой лежит ось выступа, расположены по обе стороны от плоскости, в которой находится ось шарнира, при этом механизм фиксации вращателя на каретке выполнен в виде резьбового соединения. 2. Станок по п.1, отличающийся тем, что захватный элемент рычага выполнен в виде проушины с зевом, в проеме которой установлена поворотная кольцеобразная шайба с боковым пазом, причем зев проушины, паз и отверстие шайбы выполнены с размерами, соответствующими диаметру выступа, выполненного в виде пальца. 3. Станок по п.2, отличающийся тем, что поворотная шайба выполнена из двух частей, сопрягаемых торцами и скрепленных штифтами, и снабжена поводковым кольцом. 4. Станок по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что на каретке установлены упоры.