БУРОВОЙ СТАНОК Российский патент 1995 года по МПК E21B19/14 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым станкам.

Известен буровой станок, содержащий платформу с установленной на ней мачтой, на которой размещены вращательно-подающий механизм и кассетное устройство, предназначенное для размещения необходимого количества штанг и содержащее кассетный барабан с ячейками для штанг [I]. Однако этот буровой станок предназначен для бурения скважин небольшого диаметра и глубины, что позволяет иметь на станке кассетный барабан (накопитель) с несколькими короткими и легкими буровыми штангами, при необходимости бурения скважин большого диаметра и глубины подобные кассетные барабаны требуют более металлоемкой конструкции кассеты и в целом станка, а также увеличенной мощности привода и расходе топлива при перемещении станка.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является буровой станок, содержащий платформу с установленной на ней в вертикальном рабочем положении мачтой, верхнюю опору и нижнюю опору в виде насадки с прорезью, установленные на мачте с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной продольной оси мачты, и приспособление для монтажа-демонтажа буровых штанг в виде связанных между собой верхнего и нижнего оснований с обращенными навстречу друг другу основными штырями, выполненное с возможностью присоединения своим верхним основанием к грузоподъемному средству [2]. Недостатком известного устройства является низкая производительность. При увеличении диаметра и длины буровых штанг при этом возрастает и их масса. Известный буровой станок требует увеличения грузоподъемного средства тельфера усиления конструкции (утяжеления) увеличения мощности привода на передвижение, а т.к. длина штанг, достигающая 5 м и диаметром более 300 мм, не позволяет посредством только тельфера или крана с навесным захватным устройством обеспечить их установку или замену, и кроме упомянутых средств, требуется дополнительно мобильный подъемник с водителем и рабочим для возможности стыковки буровой штанги с вращателем, что в целом снижает производительность бурового станка и увеличивает затраты на производство скважин за счет неудобства обслуживания и увеличения времени при монтаже-демонтаже буровых штанг.

Цель изобретения - повышение производительности за счет ускорения монтажа-демонтажа буровых штанг различных типоразмеров.

Для достижения этой цели в буровом станке, содержащем платформу с установленной на ней в вертикальном рабочем положении мачтой, верхнюю опору и нижнюю опору в виде насадки с прорезью, установленные на мачте с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной продольной оси мачты, и приспособление для монтажа-демонтажа буровых штанг в виде связанных между собой верхнего и нижнего оснований с обращенными навстречу друг другу основными штырями, выполненное с возможностью присоединения своим верхним основанием к грузоподъемному средству, верхняя опора выполнена в виде крюка со сменной закладной разрезной втулкой, насадка с прорезью выполнена сменной в виде усеченного конуса и имеет гнездо, расположенное ниже прорези, верхнее и нижнее основание приспособления выполнены в виде двух консольных кронштейнов и имеют дополнительные штыри, расположенные на противоположных консолях, кронштейнов, связь верхнего и нижнего оснований приспособления выполнена в виде двухконсольных кронштейнов и имеет дополнительные штыри, расположенные на противоположных консолях кронштейнов, связь верхнего и нижнего оснований приспособления выполнена в виде балки с оппозитно закрепленными промежуточными V-образными ложементами, при этом основные и дополнительные штыри смонтированы на различном расстоянии от продольной оси балки, V-образные ложементы выполнены с возможностью присоединения к грузозахватному средству, а нижнее основание установлено с возможностью перемещения вдоль балки и взаимодействия той и иной консолью кронштейна с гнездом насадки.

Нижнее основание приспособления связано с балкой винтовой парой, винт которой выполнен полым и имеет в своей полости продольные пазы, при этом в полости винта размещен с возможностью осевого перемещения и вращения вал с разнесенными по длине шпонками для взаимодействия с пазами винта, причем один из пазов выполнен сквозным, а на нижнем конце вала закреплен штурвал.

На фиг.1 изображен буровой станок; на фиг.2 - несущая балка; на фиг.3 - мачта с опорами, состыкованными с несущей балкой; на фиг.4 - верхняя опора; на фиг. 5 - закладная втулка в верхней опоре; на фиг.6 - нижняя опора; на фиг.7 - узел I на фиг.3; на фиг.8 - V-образные ложементы.

Буровой станок содержит платформу 1 с установленной на ней мачтой 2 с направляющими 3 для вращателя 4, несущую балку 5. На последней расположены с обеих сторон V-образные ложементы 6 и захватное устройство, включающее в себя верхнее основание в виде двухконсольного кронштейна 7, установленного на одном конце несущей балки. На нижней поверхности кронштейна смонтированы основные штыри 8, входящие в отверстия одних концов буровых штанг 9, на другом конце несущей балки смонтировано подвижное вдоль ее оси нижнее основание 10 с выступом 11 в нижней части и со смонтированными на ее внутренней поверхности штырями 8 для насадки других концов штанг, на противоположных консолях кронштейнов смонтированы дополнительные штыри 12, при этом штыри 8 и 12 смонтированы на различном расстоянии от продольной оси балки. На боковой части мачты смонтированы на расстоянии друг от друга и с возможностью поворота в горизонтальной плоскости опоры, верхняя 13 выполнена в виде крюка, а нижняя 14 - в виде кронштейна, несущего на верхней поверхности сменную насадку 15 в виде усеченного конуса с вырезом 16. В нижней опоре 14 под вырезом конуса выполнено гнездо 17 для взаимодействия с упомянутым выступом 11 основания несущей балки при монтаже-демонтаже буровых штанг. Основание 10 несущей балки снабжено винтовой парой, при этом в центральном отверстии 18 винта 19 установлен вал 20 со шпонками 21 вдоль него и штурвалом 22 на его конце, а в полости винта выполнены пазы 23, взаимодействующие с упомянутыми шпонками. На ложементах 6 балки с обеих сторон выполнены отверстия 24 для установки стропа 25 для навески на грузоподъемное средство 26. При установке штанг меньших диаметров на крюк 13 верхней опоры монтируется закладная втулка 27.

Работает буровой станок следующим образом. На штангу 9, лежащую горизонтально на площадке с помощью грузоподъемного средства 26 крана, устанавливают несущую балку 5, которая опирается своими V-образными ложементами 6 на штангу, а штырь 8 вставляют в верхнее отверстие штанги. Вращая штурвал 22 против часовой стрелки, винт 19 поворачивается относительно гайки 28 вместе с валом 20, т.к. шпонка 21 находится в пазу 29 винта 19, при этом основание 10 с выступом 11 своим штырем 12 входит в зацепление с нижним торцом штанги 9 и таким образом фиксирует несущую балку 5 на штанге. Затем серьгу двухконсольного кронштейна 7 несущей балки 5 надевают на крюк крана и поднимают несущую балку со штангой до верхней опоры 13 и заводят штангу в зев верхней опоры, при этом придерживают штурвал несущей балки, который должен находиться на уровне груди бурового мастера. В случае если работа ведется с обсадной трубой, выступающей над рабочей площадкой на высоту более 2-х м, тогда буровой мастер приподнимает за штурвал 22 вал 20, при этом шпонка 21 выходит из паза 29 винта 19. Мастер поворачивает штурвал на 180^о в любую сторону и тогда шпонка 21 оказывается напротив паза 23 винта 19. Мастер опускает вал на необходимый уровень, компенсирующий выступающую обсадную трубу, снова поворачивает штурвал на 180^о и очередная шпонка 21 оказывается в пазу 29 и фиксирует вал 20 с винтом 19. Нижний конец штанги устанавливают над сменной насадкой 15, установленной на кронштейне 14, и совмещают выступ 11 несущей балки 5 с вырезом 16 насадки и гнездом 17 в кронштейне 14. Кран опускает штангу 9 на насадку 15. Буровой мастер вращает штурвал 22 по часовой стрелке, при этом основание 10 опускается в гнезде 17, штырь 12 выходит из зацепления с нижним торцом штанги 9. Мастер отводит нижний конец несущей балки от штанги и, поднимая краном несущую балку 5, выводит из зацепления со штангой штырь 8. Несущую балку краном отводят от станка и опускают на площадку, а буровую штангу 9, установленную на опорах, переводят в рабочее положение. Вращатель 4 навинчивается на верхний резьбовой конец штанги 9, вращатель 4 вместе со штангой 9 приподнимают над насадкой 15, после чего опоры 13 и 14 выводят из рабочей зоны. Теперь буровой мастер опускает вращатель 4 со штангой 9 по направляющим 3 мачты 2 в скважину и соединяет ее с уже находящейся в ней другой штангой с инструментом (шарошкой или долотом) и осуществляет бурение. После окончания бурения штанга 9 извлекается в порядке, обратном описанном ранее. Несущая балка 5 может захватить штанги различных диаметров, а сменные насадки 15 выполнены в соответствии с ними и устанавливаются в зависимости от необходимости.

Использование: для бурения скважин. Буровой станок содержит платформу с мачтой 2 с направляющими 3 для вращателя 4, верхнюю опору 13 в виде крюка, нижнюю - в виде кронштейна, несущего сменную насадку. Насадка выполнена в виде усеченного конуса с вырезом. Имеется съемная закладная втулка. На несущей балке 5 закреплены V-образные ложементы 6. Имеется захватное устройство для монтажа и демонтажа буровых штанг, содержащее двухконсольный кронштейн 7 с штырями 8 и подвижное вдоль оси несущей балки основание 10 с выступом 11 и штырями. Использование изобретения повышает производительность труда, т. к. ускоряется процесс монтажа-демонтажа буровых штанг 9. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. БУРОВОЙ СТАНОК, содержащий платформу с установленной на ней в вертикальном рабочем положении мачтой, верхнюю опору и нижнюю опору в виде насадки с прорезью, установленные на мачте с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к продольной оси мачты, и приспособление для монтажа-демонтажа буровых штанг в виде связанных между собой верхнего и нижнего оснований с обращенными навстречу друг другу основными штырями, выполненное с возможностью присоединения своим верхним основанием к грузоподъемному средству, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет ускорения монтажа-демонтажа буровых штанг различных типоразмеров, верхняя опора выполнена в виде крюка со сменной закладной разрезной втулкой, насадка с прорезью выполнена сменной в виде усеченного конуса и имеет гнездо, расположенное ниже прорези, верхнее и нижнее основания приспособления выполнены в виде двухконсольных кронштейнов и имеют дополнительные штыри, расположенные на противоположных консолях кронштейнов, связь верхнего и нижнего оснований приспособления выполнена в виде балки с оппозитно закрепленными промежуточными V-образными ложементами, при этом основные и дополнительные штыри смонтированы на различном расстоянии от продольной оси балки, V-образные ложементы выполнены с возможностью присоединения к грузозахватному средству, а нижнее основание установлено с возможностью перемещения вдоль балки и взаимодействия той или иной консолью кронштейна с гнездом насадки. 2. Станок по п.1, отличающийся тем, что нижнее основание приспособления связано с балкой винтовой парой, винт которой выполнен полым и имеет в своей полости продольные пазы, при этом в полости винта размещен с возможностью осевого перемещения и вращения вал с разнесенными по длине шпонками для взаимодействия с пазами винта, причем один из пазов выполнен сквозным, а на нижнем конце вала закреплен штурвал.