БУРОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК E21B15/00 

Предлагаемое изобретение относится к области бурения скважин, а именно к буровым установкам, и может быть использовано в инженерной геологии и строительстве.

Известна буровая установка, содержащая моноблочную мачту с закрепленным на ней подвижным вращателем, установленным на каретке, связанной со штоком цилиндра подачи. При этом корпус цилиндра подачи закреплен в верхней части мачты /1/. Описанное крепление корпуса цилиндра увеличивает нагрузки на мачту, что влечет за собой увеличение ее массы.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является буровая установка, содержащая мачту, шарнирно соединенную с несущей рамой и снабженную двумя направляющими для перемещения по ним каретки вращателя. Каретка жестко связана с подвижным вращателем, а через траверсу со штоком цилиндра подачи. Корпус цилиндра подачи шарнирно соединен с нижней частью мачты. Мачта выполнена в виде двух стоек, установленных на двух опорах /2/.

Крепление цилиндра подачи в нижней части мачты позволяет снизить осевые и изгибающие нагрузки. Но крепление корпуса цилиндра находится выше шарнира мачты и вследствие этого ее часть ниже цилиндра оказывается высоконагруженной на значительной длине. Кроме того, мачта имеет разомкнутую форму в поперечном сечении. В результате она плохо выдерживает нагрузки на кручение. Для обеспечения надежной работы установки конструкция мачты должна иметь большие габариты и массу.

Цель предлагаемого изобретения - снижение массы установки при одновременном увеличении ее устойчивости и прочности.

Указанная цель достигается тем, что в буровой установке, содержащей мачту, шарнирно соединенную с несущей рамой и снабженную двумя направляющими для перемещения по ним каретки вращателя, жестко связанной через траверсу со штоком цилиндра подачи, корпус которого шарнирно закреплен в нижней части мачты, которая выполнена в виде полого стержня замкнутой формы в поперечном сечении, а указанные направляющие жестко связаны со стержнем с помощью двух боковин, причем стержень смещен относительно плоскости направляющих и снабжен дополнительными направляющими с установленной на них дополнительной кареткой, соединенной с указанной траверсой, при этом цилиндр подачи размещен между боковинами.

Кроме того, шарнир крепления корпуса цилиндра расположен ниже шарнира крепления мачты к несущей раме.

На фиг. 1 представлен общий вид установки; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Буровая установка содержит мачту 1, соединенную шарниром 2 с несущей рамой 3 транспортного средства 4. Нижний конец мачты снабжен опорой 5. Мачта выполнена в виде полого стержня 6 замкнутой формы в поперечном сечении. Две боковины 7 служат для соединения направляющих 8 со стержнем 6, который смещен относительно плоскости направляющих 8. В нижней части мачты расположен шарнир 9 крепления корпуса цилиндра подачи 10, причем шарнир 9 расположен ниже шарнира 2. Цилиндр подачи 10 расположен между боковинами 7. На направляющих 8 с помощью ползунов 11 установлена каретка 12, жестко связанная с вращателем 13 рабочего инструмента. В верхней части стержня 6 мачты смонтированы дополнительные направляющие 14 для перемещения по ним дополнительной каретки 15. Последняя соединена со штоком цилиндра подачи 10 и с основной кареткой 12 траверсой 16. Для подъема и удержания мачты 1 в рабочем положении служит цилиндр 17.

В процессе бурения скважины вращение бурового става обеспечивает гидрофицированный вращатель 13. При этом реактивный крутящий момент от него через каретку 12, направляющие 8 и боковины 7 воспринимает полый стержень 6. Последний в поперечном сечении имеет замкнутую форму, поэтому наилучшим образом выдерживает нагрузки при работе мачты на кручение.

Осевую нагрузку буровому ставу передает также вращатель 13 за счет его перемещения на каретке 12 по направляющим 8 мачты 1 цилиндром подачи 10 с помощью траверсы 16. Причем эти нагрузки мачта 1 воспринимает только в нижней своей части на небольшой длине вследствие крепления корпуса цилиндра подачи 10 значительно ниже шарнира 2 крепления мачты 1 с несущей рамой 3.

Основные изгибающие нагрузки от вращателя 13 полый стержень 6 воспринимает через каретку 12 с боковинами 7, которые за счет их расположения под острым углом к оси симметрии мачты 1 в поперечном сечении обеспечивают ей большую жесткость и устойчивость.

Дополнительная каретка 15, перемещаясь по дополнительным направляющим 14, исключает передачу изгибающих нагрузок на шток цилиндра подачи 10 и обеспечивает его надежную работу.

Таким образом, благодаря оптимальным форме мачты в поперечном сечении и расположению цилиндра подачи буровая установка имеет высокую надежность работы при небольших габаритах и массе мачты.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Книга "Железнодорожные и автодорожные мосты" под редакцией А.А.Потапкина, изд. Москва "ТИМР" 1994 , с. 73.

2. Авторское свидетельство СССР N 287857, кл. E 21 B 15/00,1970.

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к буровым установкам, и может быть использовано в инженерной геологии и строительстве. Буровая установка содержит мачту, шарнирно связанную с несущей рамой и снабженную направляющими для перемещения по ним каретки вращателя. Каретка жестко связана через траверсу со штоком цилиндра подачи. Корпус цилиндра подачи соединен с нижней частью мачты. Мачта выполнена в виде полого стержня замкнутой формы в поперечном сечении, а указанные направляющие жестко связаны со стержнем с помощью двух боковин. Стержень смещен относительно плоскости направляющих и снабжен дополнительными направляющими с установленной на них дополнительной кареткой, соединенной с указанной траверсой. Корпус цилиндра подачи расположен между боковинами. Изобретение позволит снизить массу буровой установки при одновременном увеличении ее устойчивости и прочности. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Буровая установка, содержащая мачту, шарнирно соединенную с несущей рамой и снабженную двумя направляющими для перемещения по ним каретки вращателя, жестко связанной через траверсу со штоком цилиндра подачи, корпус которого шарнирно закреплен в нижней части мачты, отличающаяся тем, что мачта выполнена в виде полого стержня замкнутой формы в поперечном сечении, а указанные направляющие жестко связаны со стержнем с помощью двух боковин, причем стержень смещен относительно плоскости направляющих и снабжен дополнительными направляющими с установленной на них дополнительной кареткой, соединенной с указанной траверсой, при этом цилиндр подачи размещен между боковинами. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шарнир крепления корпуса цилиндра расположен ниже шарнира крепления мачты к несущей раме.