БУРИЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2014 года по МПК E21B7/02 E21B19/86 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к бурильной машине для выполнения буровых скважин в грунте в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Такая бурильная машина содержит несущее транспортное средство с устройством гидравлического питания, мачту, салазки, выполненные с возможностью перемещения вдоль мачты, и гидроцилиндр для перемещения салазок, содержащий корпус цилиндра, в котором подвижно установлен поршень с поршневым штоком.

Обычной является такая установка гидроцилиндров, когда корпус цилиндра расположен на неподвижной стороне, а поршневой шток - на подвижной стороне, поскольку гидравлическое соединительное устройство гидроцилиндра находится на корпусе цилиндра и по возможности не должно перемещаться. При этом обеспечивается более простое и удобное для технического обслуживания подсоединение гидроцилиндра к устройству гидравлического питания.

Поэтому для перемещения бурильных салазок вдоль мачты бурильной машины известно решение, в котором корпус цилиндра укреплен на мачте, которая представляет стационарное основание по отношению к подвижно установленным на ней салазкам. Соответственно, в известных бурильных машинах поршневой шток гидроцилиндра укреплен на салазках.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание бурильной машины с конструктивно простым приводом салазок, который особенно экономичен в эксплуатации.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в бурильной машине, обладающей признаками по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах.

Бурильная машина по изобретению отличается тем, что поршневой шток укреплен на мачте, а корпус цилиндра укреплен на салазках, салазки соединены с устройством гидравлического питания и снабжены, по меньшей мере, одним гидравлическим соединительным устройством, а гидроцилиндр с помощью гидравлического соединительного устройства на салазках соединен с устройством гидравлического питания, т.е. снабжения гидравлической жидкостью.

Первая основная идея изобретения состоит в том, чтобы встроить гидроцилиндр таким образом, что корпус цилиндра установлен на салазках и, следовательно, перемещается вместе с салазками относительно мачты. Поскольку при вертикальном положении мачты гидроцилиндр обычно расположен над салазками, чтобы при бурильных работах принудительно подавать салазки вниз, за счет нижнего расположения корпуса цилиндра центр тяжести бурильного оборудования смещается вниз, так как корпус цилиндра обычно имеет больший вес, чем установленный в нем поршень с поршневым штоком. Таким образом, расположение гидроцилиндра по изобретению приводит к улучшению устойчивости бурильной машины.

Вторая основная идея изобретения состоит в том, чтобы соединить гидроцилиндр через салазки с центральным устройством гидравлического питания бурильной машины, которое обычно расположено на несущем транспортном средстве. Снабжение гидроцилиндра гидравлической жидкостью, в частности гидравлическим маслом, имеет то преимущество, что между корпусом цилиндра и салазками не происходит относительных движений. При этом возможна простая прокладка гидравлических линий между салазками и одним или при необходимости большим числом входных штуцеров на корпусе цилиндра.

Согласно изобретению на салазках предусмотрено, по меньшей мере, одно гидравлическое соединительное устройство, через которое гидравлическая среда может подаваться к гидроцилиндру. В свою очередь, гидравлическое соединительное устройство подсоединено к центральному устройству гидравлического питания. Гидравлическое соединительное устройство, которое может содержать, например, соединительное устройство для подсоединения гидравлической линии, установлено на салазках и перемещается вместе с ними. Так, например, гидравлическое соединительное устройство может быть расположено на укрепленном на салазках держателе, таком как удерживающая пластина.

В предпочтительном примере осуществления изобретения предусмотрен, по меньшей мере, один распределитель для распределения гидравлической среды. Предпочтительно распределитель соединен посредством центральной питающей линии и центральной сливной линии с устройством гидравлического питания. С помощью распределителя подаваемая от центрального устройства гидравлического питания гидравлическая среда может распределяться на несколько потребителей. Кроме того, сливаемая гидравлическая среда может собираться на распределителе и подаваться в центральную сливную линию. Таким образом, центральный распределитель позволяет обеспечивать гидравлической средой несколько потребителей в области салазок.

Для питания дополнительных потребителей, в частности приводного мотора на салазках, предпочтительно распределитель снабжен одним или несколькими дополнительными гидравлическими соединительными устройствами. Приводной мотор на салазках может быть, например, гидравлическим приводом вращения бурильной колонны или гидравлическим вибрационным приводом. Таким образом, через распределитель на салазках могут снабжаться гидравлической средой от центрального устройства гидравлического питания как гидроцилиндр, так и приводной мотор.

Предпочтительно распределитель для распределения гидравлической среды к гидроцилиндру и одному или нескольким другим потребителям жестко установлен на салазках и перемещается вместе с ними. Гидравлическое соединительное устройство для гидроцилиндра и, по меньшей мере, одно дополнительное гидравлическое соединительное устройство предпочтительно расположены на распределителе. Таким образом, распределитель распределяет гидравлическую среду предпочтительно на несколько гидравлических соединительных устройств.

Альтернативно или дополнительно возможен вариант выполнения, в котором, по меньшей мере, один распределитель расположен на мачте. Распределитель на мачте обеспечивает возможность простой прокладки гидравлических линий между центральным устройством гидравлического питания и распределителем, поскольку положение распределителя на мачте не зависит от перемещения салазок вдоль мачты. Предпочтительно распределитель жестко укреплен на мачте.

В принципе гидроцилиндр для перемещения салазок может представлять собой простой цилиндр одностороннего действия, при котором при подаче гидравлической среды корпус цилиндра перемещается относительно поршневого штока и перемещает салазки в направлении подлежащей разработке скважины, предпочтительно вниз. Однако для особенно эффективного устройства скважин предпочтительно гидроцилиндр выполнен в виде цилиндра двустороннего действия с двумя цилиндровыми полостями, а на салазках предусмотрены два гидравлических соединительных устройства, причем первая цилиндровая полость гидроцилиндра соединена гидравлической линией с первым гидравлическим соединительным устройством, а вторая цилиндровая полость соединена гидравлической линией со вторым гидравлическим соединительным устройством. К примеру, первое гидравлическое соединительное устройство может быть соединено с нижней цилиндровой полостью, а второе гидравлическое соединительное устройство - с верхней цилиндровой полостью гидроцилиндра. При подаче гидравлической среды к первому гидравлическому соединительному устройству корпус цилиндра может выдвигаться относительно поршня, а при подаче гидравлической среды ко второму гидравлическому соединительному устройству он может соответственно втягиваться.

Выгодное снабжение гидроцилиндра гидравлической средой достигается благодаря тому, что между гидравлическим соединительным устройством и гидроцилиндром расположена, по меньшей мере, одна гидравлическая линия, которая проходит от гидравлического соединительного устройства вверх вдоль мачты. Таким образом, снабжение гидроцилиндра гидравлической средой осуществляется по прямому пути от салазок к соответствующему соединительному штуцеру на корпусе гидроцилиндра. Предпочтительно вся гидравлическая линия передачи между гидравлическим соединительным устройством на салазках и соединительным штуцером на гидроцилиндре подвижна относительно мачты. При этом нет необходимости в относительно дорогостоящем снабжении через мачту.

Особенно прочный и надежный привод салазок достигается за счет того, что между гидравлическим соединительным устройством на салазках и гидроцилиндром предусмотрен жесткий трубопровод. Под жестким трубопроводом здесь имеется в виду устойчивая по форме или жесткая гидравлической линия передачи. Такая линия может быть изготовлена, например, из металла или из соответствующего жесткого пластика. Предпочтительно гидравлической линия между гидравлическим соединительным устройством и соединительным штуцером на корпусе цилиндра закреплена с помощью, по меньшей мере, одного крепежного устройства.

Оптимальное подсоединение гидроцилиндра к центральному устройству гидравлического питания может достигаться за счет того, что между гидравлическим соединительным устройством и устройством гидравлического питания расположена, по меньшей мере, одна центральная питающая линия, которая укреплена на держателе на мачте. Поскольку во время бурильных работ мачта обычно мало перемещается относительно несущего транспортного средства, в частности верхней платформы, укрепленный на мачте держатель обеспечивает надежную прокладку гидравлических линий. Таким образом, гибкая гидравлическая линия требуется по существу только на участке между держателем на мачте и предусмотренным на салазках гидравлическим соединительным устройством.

Гибкий участок гидравлической линии между держателем и гидравлическим соединительным устройством может быть особенно коротким за счет того, что держатель расположен на мачте посредине по отношению к корпусу гидроцилиндра. Между мачтой и несущим транспортным средством может также проходить гибкий участок линии передачи. Держатель расположен, в частности, примерно на половине хода перемещения салазок вдоль мачты.

Краткий перечень чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи будет подробно описан пример осуществления изобретения. На чертежах:

фиг.1 изображает бурильную машину в соответствии с изобретением,

фиг.2 изображает нижний участок мачты бурильной машины по фиг.1 и

фиг.3 изображает в увеличенном виде часть устройства по фиг.2.

Осуществление изобретения

На всех чертежах одинаковые компоненты обозначены одними и теми же позициями.

На фиг.1 показана бурильная машина 10 по изобретению с мачтой 16, которая находится в опрокинутом, примерно горизонтальном транспортном положении. Бурильная машина 10 содержит несущее транспортное средство 12 с нижней платформой 13 и верхней платформой 14, установленной на нижней платформе 13 с возможностью вращения. Нижняя платформа 13 может иметь ходовой механизм, в частности гусеничный ходовой механизм. Мачта 16 установлена с помощью поворотного шарнира 20 на несущем транспортном средстве 12, в частности на верхней платформе 14, и может шарнирно поворачиваться между примерно горизонтальным транспортным положением и примерно вертикальным рабочим положением.

Для подъема или опускания мачты 16 предусмотрен один или несколько подъемных цилиндров 26, которые с одной стороны укреплены на мачте 16 и с другой стороны укреплены в соответствующей точке шарнирного крепления на несущем транспортном средстве 12. Подъемный цилиндр 26 может быть назван также подпорным цилиндром.

На передней стороне 17 мачты 16, которая в транспортном положении образует нижнюю сторону, установлены салазки 22, имеющие возможность продольного перемещения вдоль направляющего устройства 18. Направляющее устройство 18 может содержать направляющие, взаимодействующие с направляющими башмаками салазок 22.

Для перемещения салазок 22 вдоль мачты 16 предусмотрен привод 28 салазок, который содержит гидроцилиндр 30 с корпусом 32 цилиндра и подвижно установленным в нем поршнем 34. Поршень 34 прикреплен к поршневому штоку 36, продольная ось которого коаксиальна продольной оси корпуса 32 цилиндра.

Поршневой шток 36 укреплен на мачте в верхней точке 40 шарнирного крепления. Точка 40 шарнирного крепления содержит поворотный шарнир с поворотным пальцем, установленным в опорной пластине 42 мачты 16. Корпус 32 цилиндра укреплен в нижней точке 38 шарнирного крепления на салазках 22. Точка 38 шарнирного крепления также содержит поворотный шарнир с поворотным пальцем.

Благодаря расположению корпуса 32 цилиндра в нижней области мачты 16 и поршневого штока 36 в верхней области мачты 16 центр тяжести мачты 16 смещен вниз, что позволяет более легко производить подъем и опускание мачты с помощью подъемного цилиндра 26.

Для привода в действие гидроцилиндра 30 он подсоединен к центральному устройству 80 гидравлического питания. При этом подсоединение к центральному устройству 80 гидравлического питания осуществляется через гидравлическое соединительное устройство 50, которое неподвижно расположено на салазках 22 и может перемещаться вместе с ними относительно мачты 16. Для этого на салазках 22 сбоку укреплен держатель 58 или удерживающая пластина, несущая гидравлическое соединительное устройство 50.

Гидроцилиндр 30 содержит первый, нижний соединительный штуцер 44, который соединен первой гидравлической линией 62 с гидравлическим соединительным устройством 50. Далее, гидроцилиндр 30 содержит второй, верхний соединительный штуцер 46, который соединен второй гидравлической линией 64 со вторым гидравлическим соединительным устройством 52 на салазках 22. Первый соединительный штуцер 44 сообщается с первой цилиндровой полостью гидроцилиндра 30, а второй соединительный штуцер 46 сообщается со второй цилиндровой полостью гидроцилиндра 30.

Далее, на салазках 22, в частности на держателе 58, находится дополнительное гидравлическое соединительное устройство 54 для подсоединения гидромотора, например, для вращательного привода бурильной колонны. Как гидравлические соединительные устройства 50, 52 для гидроцилиндра 30, так и дополнительное гидравлическое соединительное устройство 54 подсоединены к центральному устройству 80 гидравлического питания.

Гидравлические соединительные устройства 50, 52, 54 расположены на распределителе 60, который распределяет гидравлическую среду от центрального устройства 80 гидравлического питания к соединительным устройствам 50, 52, 54. Кроме того, на распределителе 60 имеется сливное соединительное устройство 56 для слива гидравлической среды. Распределитель 60 укреплен на салазках 22 и может также содержать держатель 58.

Примерно на половине хода перемещения салазок 22 на мачте 16 укреплен держатель 70, к которому присоединены центральная питающая линия 82 и центральная сливная линия 84. Держатель 70 может содержать другой распределитель 72, как это схематично показано на фиг.2 и 3. В частности, может быть предусмотрено, что на мачте 16 предусмотрен распределитель 72 для распределения гидравлической среды между верхней и нижней цилиндровыми полостями гидроцилиндра 30. Однако соответствующее распределение может производиться также на распределителе 60 на салазках 22. Таким образом, гидроцилиндр 30 подсоединен к центральному устройству 80 гидравлического питания через первый держатель 58, жестко установленный на салазках 22, и второй держатель 70, жестко установленный на мачте 16. Оба держателя 58, 70 могут быть выполнены также в виде распределителей 60 или 72.

Между держателем 70 и салазками 22, в частности гидравлическим соединительным устройством 50 или распределителем 60, предусмотрены один или несколько гибких участков 74 шлангов для подвода или отвода гидравлической среды. В представленном примере выполнения по фиг.2 и 3 гибкие участки шлангов включают участок гидравлической линии к нижней полости гидроцилиндра 30, участок гидравлической линии к верхней полости гидроцилиндра 30 и участок сливной линии. Далее, на распределителе 60, могут быть предусмотрены участки гидравлических линий, по меньшей мере, к одному дополнительному гидравлическому соединительному устройству 54 (на чертежах не показаны). Гибкий участок 74 шланга может быть также частью центральной питающей линии 82 и/или центральной сливной линии 84.

В целом решение по изобретению позволяет создать бурильную машину с конструктивно простым приводом салазок, который дополнительно обеспечивает возможность экономичного подъема и опускания мачты относительно несущего транспортного средства.

Изобретение относится к области бурения, а именно к бурильной машине для выполнения скважин в грунте. Машина содержит несущее транспортное средство с устройством гидравлического питания, мачту, салазки, выполненные с возможностью перемещения вдоль мачты, и гидроцилиндр для перемещения салазок, содержащий корпус цилиндра, в котором подвижно установлен поршень с поршневым штоком, причем поршневой шток укреплен на мачте, а корпус цилиндра укреплен на салазках. На салазках закреплен, по меньшей мере, один распределитель, соединенный посредством, по меньшей мере, одной центральной питающей линии и одной центральной сливной линии с устройством гидравлического питания. Распределитель снабжен, по меньшей мере, одним гидравлическим соединительным устройством для гидроцилиндра и одним дополнительным гидравлическим соединительным устройством для приводного мотора на салазках. Гидроцилиндр с помощью гидравлического соединительного устройства для гидроцилиндра на салазках соединен с устройством гидравлического питания. Обеспечивается улучшение устойчивости машины, предотвращение воздействия перегрузок на гидравлическую линию, минимизация длины гибких подвижных гидравлических трубопроводов. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Бурильная машина, содержащая
- несущее транспортное средство (12) с устройством (80) гидравлического питания,
- мачту (16),
- салазки (22), выполненные с возможностью перемещения вдоль мачты (16), и
- гидроцилиндр (30) для перемещения салазок (22), содержащий корпус (32) цилиндра, в котором подвижно установлен поршень (34) с поршневым штоком (36), причем
- поршневой шток (36) укреплен на мачте (16), а корпус (32) цилиндра укреплен на салазках (22),
отличающаяся тем, что
на салазках (22) закреплен, по меньшей мере, один распределитель (60, 72), соединенный посредством, по меньшей мере, одной центральной питающей линии (82) и одной центральной сливной линии (84) с устройством (80) гидравлического питания, причем распределитель (60, 72) снабжен, по меньшей мере, одним гидравлическим соединительным устройством (50, 52) для гидроцилиндра (30) и одним дополнительным гидравлическим соединительным устройством (54) для приводного мотора на салазках (22), причем гидроцилиндр (30) с помощью гидравлического соединительного устройства (50, 52) для гидроцилиндра (30) на салазках (22) соединен с устройством (80) гидравлического питания.

2. Бурильная машина по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один дополнительный распределитель (72) расположен на мачте (16).

3. Бурильная машина по п.1, отличающаяся тем, что гидроцилиндр (30) выполнен в виде цилиндра двустороннего действия с двумя цилиндровыми полостями, а на салазках (22) предусмотрены два гидравлических соединительных устройства (50, 52) для гидроцилиндра (30), причем первая цилиндровая полость гидроцилиндра (30) соединена линией передачи с первым гидравлическим соединительным устройством (50), а вторая цилиндровая полость соединена линией передачи со вторым гидравлическим соединительным устройством (52).

4. Бурильная машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что между гидравлическим соединительным устройством (50, 52) для гидроцилиндра (30) и гидроцилиндром (30) расположена, по меньшей мере, одна гидравлическая линия (62, 64), которая проходит от гидравлического соединительного устройства (50, 52) вверх вдоль мачты (16).

5. Бурильная машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что между гидравлическим соединительным устройством (50, 52) для гидроцилиндра (30) на салазках (22) и гидроцилиндром (30) предусмотрен жесткий трубопровод.

6. Бурильная машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что центральная питающая линия (82) расположена между гидравлическими соединительными устройствами (50, 52, 54) и устройством (80) гидравлического питания и укреплена на держателе (70) на мачте (16).

7. Бурильная машина по п.6, отличающаяся тем, что держатель (70) расположен на мачте (16) посредине по отношению к корпусу (32) гидроцилиндра (30).