СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ БУРОВОГО ДОЛОТА Российский патент 2021 года по МПК E21B19/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оборудованию, которое может быть использовано, например, в горной промышленности. Более конкретно, изобретение относится к способу и устройству для крепления бурового долота, выполненного с возможностью бурения по породе, например, в связи с прокладкой туннелей, и к держателю, который может быть использован для указанного крепления.

Уровень техники

В связи с прокладкой туннелей или работой в шахте, необходимо пробуривать отверстия для взрывчатки, которая должна быть размещена в данных отверстиях. Горная проходка обычно осуществляется специально созданными машинами, выполненными с возможностью ведения горных работ и туннелей. Количество шпуров в комплекте может варьироваться в зависимости от коренной породы. При прокладке туннелей в более твердой породе может требоваться пробуривать до 70 шпуров для подрывного заряда. Твердая коренная порода является причиной быстрого износа буровых долот в буре и необходимости замены для повторной заточки. До момента возникновения необходимости замены бурового долота обычно достаточно пробурить всего лишь 1-2 отверстия.

Замена изношенного бурового долота всегда осуществляется вручную рабочим. В случае ручной замены бурильную машину необходимо выключать, что препятствует производственному процессу. Ручное выключение может также стать причиной повреждения оператора, который осуществляет замену.

В последнее время предложен ряд решений для автоматизации замены бурового долота. В этих решениях обычно используется магазин и сложное оборудование для управления перемещением магазина во время замены. Недостатком известных решений является то, что они часто включают много подвижных деталей, что приводит к повышенному риску простоя вследствие повышенного риска поломки указанных деталей в очень тяжелых и часто запыленных условиях, в которых они используются.

Раскрытие изобретения

Поэтому целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности при бурении по породе. Данная цель достигается в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения посредством способа крепления бурового долота на буровой штанге в бурильной машине, содержащей базовый блок и первый рычаг, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному базовому блоку. Другими словами, указанный первый рычаг прикреплен к указанному базовому блоку, например, посредством одного конца указанного первого рычага так, что противоположный конец первого рычага способен свободно перемещаться относительно базового блока.

Упомянутая бурильная машина содержит первый буровой агрегат, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному первому рычагу. Таким образом, первый буровой агрегат закреплен на первом рычаге так, что первый буровой агрегат способен свободно перемещаться относительно первого рычага.

Первый буровой агрегат содержит буровую штангу, раму и устройство подачи для перемещения указанной буровой штанги аксиально вдоль оси вращения буровой штанги относительно указанной рамы. Таким образом, буровая штанга выполнена с возможностью перемещения, т.е. посредством указанного устройства подачи может быть изменено положение буровой штанги вдоль оси вращения буровой штанги относительно рамы.

Упомянутый способ включает следующие этапы:

Центрирование первого бурового агрегата посредством использования первого рычага относительно бурового долота, расположенного в неподвижно расположенном держателе, выполненном с возможностью удержания по меньшей мере двух буровых долот, так что ось вращения бурового долота по существу совпадает с осью вращения бурового долота, при этом допускается свободное перемещение первого бурового агрегата относительно держателя.

Держатель при этом расположен неподвижно, что означает, что держатель прочно прикреплен к опоре и соответственно может удерживаться в по существу неизменном положении относительно опоры во время сборки держателя. Это, конструкция и крепление держателя упрощены. Поскольку возможно свободное перемещение первого бурового агрегата относительно держателя, положение первого бурового агрегата относительно держателя может быть свободно изменено, т.е. первый буровой агрегат выполнен с возможностью свободного перемещения относительно держателя и благодаря этому он может быть направлен к буровому долоту просто и эффективно и с высокой точностью.

Кроме того, поскольку указанный способ включает этап направления первого бурового агрегата посредством первого рычага к буровому долоту так, что ось вращения буровой штанги по существу совпадает с осью вращения бурового долота, положение первого бурового агрегата относительно держателя может быть изменено посредством первого рычага, так что первый буровой агрегат и соответственно буровую штангу направляют к буровому долоту. Таким образом, посредством первого рычага буровая штанга может быть направлена к буровому долоту просто, эффективно и с высокой точностью. Таким образом, устраняется потребность с сложном оборудовании, которое в соответствии с способами известного уровня техники необходимо для центрирования буровой штанги относительно бурового долота Это обусловлено тем, что первый рычаг используется для центрирования первого бурового агрегата и соответственно буровой штанги относительно бурового долота, размещенного в неподвижно расположенном держателе.

Кроме того, указанный способ включает:

перемещение буровой штанги аксиально вперед к буровому долоту до первого положения буровой штанги, позволяющего осуществлять крепление бурового долота,

крепление указанного бурового долота на указанной буровой штанге и

перемещение указанной буровой штанги аксиально назад до второго положения, в котором буровое долото извлекается из указанного держателя. Это означает, что буровое долото выходит из неподвижно расположенного держателя посредством перемещения буровой штанги назад в указанное другое положение. Таким образом буровое долото может быть закреплено на буровом долоте за несколько простых этапов.

Исходя из этого, предлагается способ бурения по породе, который позволяет быстро и эффективно осуществлять установку бурового долота без необходимости нескольких подвижных деталей. Таким образом, может быть повышена надежность бурения по породе, поскольку меньшее количество подвижных деталей предполагает меньший риск простоев. Таким образом, вышеупомянутая цель достигнута.

Например, указанный способ может также включать выбор бурового долота, которое должно быть закреплено на буровой штанге. Это означает, что можно выбирать конкретное буровое долото из нескольких буровых долот в держателе. Это позволяет вам заранее решать, какое буровое долото должно быть установлено в держателе.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, бурильная машина содержит второй рычаг, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку, причем указанный держатель закреплен на указанном втором рычаге. Другими словами, второй рычаг прочно прикреплен к базовому блоку, например, посредством одного конца другого рычага, так что противоположный конец другого рычага способен свободно перемещаться относительно базового блока. Поскольку держатель может быть закреплен на другом рычаге, который прикреплен с возможностью свободного перемещения к базовому блоку, положение держателя относительно базового блока может быть изменено посредством указанного второго рычага. Таким образом, положение держателя относительно первого рычага может быть также изменено посредством второго рычага, что облегчает размещение первого бурового агрегата и посредством этого буровой штанги относительно держателя, поскольку для центрирования буровой штанги относительно бурового долота, установленного в держателе, может быть использован как первый рычаг, так и второй рычаг.

Например, буровая штанга может содержать наружные резьбы, а буровое долото может содержать соответствующие внутренние резьбы, при этом этап крепления бурового долота на буровой штанге может включать плотное завинчивание бурового долота на буровой штанге. Таким образом, буровое долото может быть закреплено на буровой штанге просто и эффективно.

Упомянутый способ может, например, также включать возвращение бурового долота в держатель посредством первого рычага для отсоединения бурового долота от буровой штанги.

Вышеупомянутая цель может быть также достигнута в соответствии с вторым аспектом настоящего изобретения посредством устройства для бурения по породе, выполненного с возможностью использования для крепления бурового долота на буровой штанге, причем указанное устройство содержит первый рычаг, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку, первый буровой агрегат, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному первому рычагу, причем указанный первый буровой агрегат содержит буровую штангу, рама и устройство подачи для аксиального перемещения указанной буровой штанги вдоль оси вращения буровой штанги относительно указанной рамы. Кроме того, указанное устройство содержит неподвижно расположенный держатель, выполненный с возможностью удержания по меньшей мере двух буровых долот, при этом допускается свободное перемещение первого бурового агрегата относительно держателя, и блок управления, выполненный с возможностью: центрирования первого бурового агрегата посредством первого рычага относительно бурового долота, размещенного в неподвижно расположенном держателе, так что ось вращения буровой штанги по существу совпадает с осью вращения бурового долота, перемещения буровой штанги аксиально вперед к буровому долоту до первого положения буровой штанги, позволяющего осуществлять крепление бурового долота, прикрепления бурового долота к буровой штанге и перемещения буровой штанги аксиально назад до второго положения, в котором буровое долото извлекается из держателя.

Выражение «держатель расположен неподвижно» означает, что держатель прикреплен к опоре и соответственно может удерживаться в неизменном положении относительно опоры во время сборки держателя. Поскольку допускается свободное перемещение первого бурового агрегата относительно держателя, положение первого бурового агрегата относительно держателя может быть свободно изменено, т.е. первый буровой агрегат выполнен с возможностью свободного перемещения относительно держателя.

Кроме того, поскольку указанное устройство содержит блок управления, выполненный с возможностью центрирования первого бурового агрегата посредством первого рычага относительно бурового долота, так что ось вращения буровой штанги по существу совпадает с осью вращения бурового долота, положение первого бурового агрегата относительно держателя может быть изменено посредством первого рычага, так что посредством первого рычага осуществляется направление первого бурового агрегата и соответственно буровой штанги к буровому долоту. Таким образом, посредством первого рычага буровая штанга может быть направлена к буровому долоту просто, эффективно и с высокой точностью. Это устраняет необходимость в сложном оборудовании, которое, в соответствии с известными способами, требуется для центрирования буровой штанги относительно бурового долота.

Исходя из этого, предлагается устройство для бурения по породе, посредством которого достигается вышеупомянутая цель.

Упомянутое устройство может, например, содержать второй рычаг, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку, причем указанный держатель закреплен на указанном втором рычаге. Другими словами, указанный другой рычаг прикреплен к базовому блоку, например, посредством одного конца указанного другого рычага, так что противоположный конец указанного другого рычага способен свободно перемещаться относительно базового блока. Поскольку держатель может быть закреплен на указанном другом рычаге, который прикреплен с возможностью свободного перемещения к базовому блоку, положение держателя относительно базового блока может быть изменено посредством второго рычага. Таким образом, положение держателя относительно первого рычага может быть также изменено посредством второго рычага, который облегчает размещение первого бурового агрегата и посредством этого буровой штанги относительно держателя, поскольку для центрирования буровой штанги относительно бурового долота, установленного в держателе, может быть использован как первый рычаг, так и второй рычаг.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, указанное устройство содержит второй буровой агрегат, расположенный с возможностью свободного перемещения на втором рычаге. Таким образом, второй рычаг может быть использован для бурения отверстий.

Вышеупомянутая цель может быть также достигнута в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения посредством держателя, выполненного с возможностью использования для бурения по породе, содержащего корпус и внутреннюю часть, выполненную с возможностью приема по меньшей мере двух буровых долот, причем указанная внутренняя часть выполнена с возможностью удержания указанных по меньшей мере двух буровых долот при транспортировке и обеспечения возможности крепления каждого бурового долота на буровой штанге. Другими словами, внутренняя часть держателя выполнена с возможностью предотвращения выхода указанных по меньшей мере двух буровых долот из держателя во время транспортировки, при этом позволяя осуществлять удаление по меньшей мере одного из указанных по меньшей мере двух буровых долот из держателя для крепления на буровой штанге. Таким образом, создан держатель, выполненный с возможностью бурения по породе, который облегчает транспортировку буровых долот и который позволяет осуществлять крепление некоторых из указанных буровых долот на буровой штанге.

Исходя из этого, предлагается держатель, который может быть использован для бурения по породе и т.п., посредством которого упрощен процесс крепления бурового долота.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, например, указанная внутренняя часть выполнена с возможностью противодействия вращательному движению и обеспечения возможности аксиального перемещения буровых долот относительно указанной внутренней части после закрепления данных долот на буровой штанге. Посредством этого предотвращается вращение бурового долота в указанной внутренней части при креплении бурового долота, при этом допускается аксиальное перемещение бурового долота из держателя вдоль оси вращения бурового долота во время сборки. Таким образом, облегчается крепление бурового долота на буровой штанге.

Упомянутая внутренняя часть может, например, содержать гибкий материал, такой как резина. Таким образом, благодаря указанному гибкому материалу может быть изменена форма внутренней части.

Упомянутая внутренняя часть может, например, содержать по меньшей мере два отверстия, причем каждое отверстие выполнено с возможностью приема соответствующего бурового долота, при этом каждое отверстие имеет диаметр меньше максимального диаметра соответствующего бурового долота. Вследствие этого, когда буровое долото размещают в держателе, между указанной внутренней частью и буровым долотом возникают силы трения, которые обеспечивают удержание бурового долота в держателе, например, во время транспортировки, при этом допуская возможность аксиального перемещения бурового долота из держателя.

Краткое описание чертежей

Другие аспекты объекта патентования, включая их конкретные признаки и преимущества, станут очевидными из приведенного ниже подробного описания одного или нескольких вариантов осуществления со ссылками на сопроводительные чертежи.

Фиг.1 представляет собой вид сбоку устройства для бурения по породе, закрепленного на подвижной бурильной машине.

Фиг.2 представляет собой общий вид устройства, показанного на фиг.1, содержащего два рычага и держатель;

Фиг.3 представляет собой общий вид держателя, показанного на фиг.2;

Фиг.4 представляет собой вид сбоку держателя в соответствии с фиг.2 и 3 и

Фиг.5 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую способ бурения по породе.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретения будет более подробно описано ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых показаны примерные варианты осуществления. Однако изобретение не следует считать ограниченным описанными вариантами осуществления. В приведенном ниже описании соответствующие признаки и детали имеют одинаковые ссылочные позиции.

Фиг.1 показывает устройство 21 для бурения по породе, содержащее первый рычаг 9, который прикреплен с возможностью свободного перемещения к базовому блоку 7, и первый буровой агрегат 11, который прикреплен с возможностью свободного перемещения к первому рычагу 9. Выражение «прикрепление с возможностью свободного перемещения» означает соединение, которое допускает подвижность в нескольких разных направлениях и/или вокруг нескольких осей вращения. В соответствии с вариантами осуществления, показанными на фиг.1, первый рычаг 9 прикреплен к базовому блоку 7 посредством первого соединения 2. Первое соединение 2 выполнено с возможностью вращения первого рычага 9 вокруг осей вращения А1, А2 и А3. На фиг.1 ось А2 проходит перпендикулярно плоскости чертежа. Вращение первого рычага 9 вокруг осей вращения А1, А2 и А3 может осуществляться посредством гидравлических или пневматических цилиндров для вращения вокруг соответствующей оси вращения. Для упрощения на фиг.1 показан только один цилиндр 4.

Как показано на фиг.1, буровой агрегат 11 прикреплен с возможностью свободного перемещения к первому рычагу 9. Это может быть осуществлено посредством второго соединения 6. Второе соединение 6 выполнено с возможностью вращения бурового агрегата 11 вокруг осей вращения А4, А5 и А6. На фиг.1 ось А5 проходит перпендикулярно плоскости чертежа. Вращение бурового агрегата 11 вокруг осей вращения А4, А5 и А6 может быть осуществлено посредством гидравлических или пневматических цилиндров для вращения вокруг соответствующей оси вращения. Для упрощения на фиг.1 показан только один такой цилиндр 8.

В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1, устройство 21 установлено на подвижной бурильной машине 5, содержащей колеса. Устройство 21 может быть установлено, например, на бурильной машине, содержащей гусеничную цепь. В некоторых случаях устройство 21 может быть установлено на платформе или прямо на коренной породе.

Первый буровой агрегат 11 содержит буровую штангу 3, раму 13 и устройство 15 подачи для аксиального перемещения буровой штанги 3 вдоль оси вращения Ab буровой штанги относительно рамы 13. Аксиальное перемещение буровой штанги 33 может быть осуществлено, например, посредством цепи 10 или провода, соединенного с салазками 12, на которых закреплена буровая штанга 3, и с цилиндром (не показанным) для приведения в движение цепи 10. Такое устройство подачи широко используется в данной области техники и поэтому подробно не описано. Таким образом, буровая штанга 3 выполнена с возможностью аксиального перемещения посредством устройства 15 подачи. На фиг.1 показано также, что на буровой штанге 3 закреплено буровое долото 1.

Фиг.2 показывает устройство 21 для бурения по породе, показанное на фиг.1. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления на фиг.2, устройство 21 содержит первый рычаг 9, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку 7, первый буровой агрегат 11, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к первому рычагу 9, второй рычаг 19, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку 7, и второй буровой агрегат 23, размещенный с возможностью свободного перемещения на втором рычаге 19. Как показано на фиг.2, держатель 17 закреплен на втором рычаге 19 и более конкретно на втором буровом агрегате 21. В качестве альтернативы, держатель 17 может быть закреплен прямо на втором рычаге 19 или на первом рычаге 9 или на основании, таком как стойка или т.п., прочно закрепленном в коренной породе. Если держатель закреплен на указанном основании, то основание должно быть прикреплено к коренной породе так, чтобы оно могло выдерживать усилия, которым оно подвергается во время работы и во время установки бурового долота.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, показанными на фиг.2 и также на фиг.1, первый рычаг 9 содержит две детали, шарнирно соединенные друг с другом посредством соединения 14. Второй рычаг 19 на фиг.2 также содержит две детали, выполненные по аналогии с первым рычагом 9. В качестве альтернативы, первый рычаг 9 и второй рычаг 19 могут содержать только одну деталь или больше двух деталей, и устройство 21 в целом не ограничено в этом отношении.

Как показано на фиг.2, первый буровой агрегат 11 направляют, посредством первого рычага 9, к буровому долоту 1, которое расположено в неподвижно расположенном держателе 17, так что ось вращения Ab буровой штанги 3 по существу совпадает с осью вращения Ak бурового долота 1. Таким образом, буровая штанга 3 размещается относительно бурового долота 1 так, чтобы закреплять буровое долото 1 на буровой штанге 3. Управление устройством 21 осуществляется посредством средства 25 управления. Средство 25 управления, например, может включать в себя электронные элементы, соединенные с гидравлической или пневматической системой (не показанной), для управления указанным устройством. Управление может осуществляться вручную или может быть запрограммированным и осуществляться полностью автоматически.

Поскольку в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, показанными на фиг.2, держатель 17 закреплен на втором буровом агрегате 23, размещение буровой штанги 3 относительно держателя 17 облегчается, поскольку положение, когда ось вращения Ab буровой штанги по существу совпадает с осью вращения Ak бурового долота 1, то есть положение для крепления бурового долота 1 на буровой штанге 3, может быть достигнуто посредством перемещений первого рычага 9, первого бурового агрегата 11, второго рычага 19 и второго бурового агрегата 23. Это увеличивает гибкость и доступность при размещении буровой штанги 3 относительно держателя 17 по сравнению с известной технологией, описанной, например, в WO0061907. Второй буровой агрегат 23 может быть закреплен на втором рычаге 19 точно так же, как первый буровой агрегат 11 закреплен на первом рычаге 9, т.е. с возможностью свободного перемещения. В качестве альтернативы, держатель 17 может быть закреплен посредством устройства управления (не показанного), которое позволяет осуществлять перемещение держателя 17 относительно второго бурового агрегата 23 или относительно основания, на котором закреплен держатель 17. Второй рычаг 19 и второй буровой агрегат 23, например, могут быть выполнены точно так же, как первый рычаг 9 и первый буровой агрегат 11, соответственно.

Фиг.3 более подробно показывает держатель 17, показанный на фиг.2. Держатель 17 содержит корпус 25 и внутреннюю часть 27, выполненную с возможностью приема по меньшей мере двух буровых долот 1. Это возможно, поскольку внутренняя часть 27 содержит по меньшей мере два отверстия 29, 31, причем каждое отверстие 29, 31 выполнено с возможностью приема соответствующего бурового долота 1. Корпус 25 содержит также по меньшей мере два отверстия 33, 35, выполненные с возможностью взаимодействия с указанными по меньшей мере двумя отверстиями 29, 31 внутренней части 27 для обеспечения приема соответствующего бурового долота. Держатель на фиг.3 содержит участок 37 крепления для закрепления, т.е. установки держателя на основании. Корпус 25 выполнен, например, из металла или пластика, приспособленного для условий горных работ. Внутренняя часть 27 содержит гибкий материал, такой как резина или пригодный пластик.

Каждое отверстие 29, 31 имеет диаметр d1, который меньше максимального диаметра d2 соответствующего бурового долота 1, которое должно быть размещено в соответствующем отверстии. Таким образом, между внутренней поверхностью соответствующего отверстия и внешней поверхностью соответствующего бурового долота существуют силы трения. Эти силы трения облегчают удержание буровых долот в держателе, предотвращая выскальзывание или выскакивание буровых долот из держателя, например, во время транспортировки или другого перемещения.

Разность между вторым диаметром d2 и первым диаметром d1, например, может находиться в пределах 5-10 мм. Это означает, что при размещении бурового долота в держателе 17 и более конкретно во внутренней части 27 держателя 17, буровое долото прижимается к отверстию внутренней части 27 в процессе деформации гибкого материала внутренней части. Поскольку внутренняя часть содержит гибкий материал, внутренняя часть 27 и более конкретно отверстие, в котором размещается буровое долото, приспосабливается к размеру бурового долота. Таким образом, между внутренней частью 27 и буровыми долотами, расположенными во внутренней части 27, возникают вышеописанные силы трения. Величина этих сил трения зависит от разности между вторым диаметром d2 и первым диаметром d1, так что чем больше указанная разность, тем больше силы трения.

Как описано выше, указанная внутренняя часть содержит по меньшей мере два отверстия 29, 31, причем каждое отверстие 29, 31 выполнено с возможностью приема соответствующего бурового долота 1. Отверстия 29, 31 могут быть выполнены с одинаковым диаметром или с разными диаметрами. Это также относится к буровым долотам, которые должны быть размещены в держателе 17. Таким образом, буровые долота могут иметь одинаковый внешний диаметр или разные внешние диаметры. Таким образом, в держателе 17 могут быть размещены буровые долота с разными размерами и/или с разными характеристиками.

Например, внутренняя часть 27 может быть размещена в корпусе 25 посредством вставки внутренней части 27 в корпус 25 сверху, исходя из положения корпуса 25, показанного на фиг.3. В качестве альтернативы, корпус 25 может содержать открываемую крышку (не показанную), при помощи которой внутренняя часть 27 может быть помещена в корпус 25 держателя 17.

В качестве альтернативы, внутренняя часть 27 может быть выполнена так, что буровые долота удерживаются посредством магнитных сил, таких как электромагнитные силы. Внутренняя часть 27, например, может содержать пазы на внутренней поверхности указанных отверстий 29, 31, чтобы образовать соединение типа байонетного соединения при размещении бурового долота в соответствующем отверстии.

Фиг.4 показывает вид сбоку держателя 17, показанного на фиг.2 и фиг.3, на котором в держателе 17 расположено множество коронок. В соответствии с фиг.4, буровая штанга 3 расположена так, что ось вращения Ab буровой штанги по существу совпадает с осью вращения Ak бурового долота 1. Когда буровое долото 1 должно быть закреплено на буровой штанге 3, буровую штангу 3 перемещают аксиально в направлении w к держателю 17. Держатель 17, например, может включать стопорную пластину 39, выполненную с возможностью предотвращения перемещения бурового долота из держателя в направлении w при закреплении бурового долота 1 на буровой штанге при размещении бурового долота в держателе 17.

Как было описано выше, буровая штанга 3 может содержать, например, наружные резьбы с наружным диаметром dy. Соответствующее буровое долото может содержать соответствующие внутренние резьбы с внутренним диаметром di для обеспечения крепления бурового долота на буровой штанге 3.

Фиг.5 показывает примерный способ 100 для бурения по породе. Способ 100 может быть осуществлен, например, посредством блока управления (не показанного).

Способ 100 включает:

центрирование 101 первого бурового агрегата посредством использования первого рычага относительно бурового долота, расположенного в неподвижно расположенном держателе, выполненном с возможностью удержания по меньшей мере двух буровых долот, так что ось вращения бурового долота по существу совпадает с осью вращения бурового долота, при этом допускается свободное перемещение первого бурового агрегата относительно держателя,

перемещение 103 буровой штанги аксиально вперед к буровому долоту до первого положения буровой штанги, позволяющего осуществлять крепление бурового долота,

крепление 105 бурового долота на буровой штанге и

перемещение 107 буровой штанги аксиально назад до второго положения, в котором указанное буровое долото извлекается из держателя.

Способ 100 может включать выбор 109 бурового долота, предназначенного для закрепления на буровой штанге.

Кроме того, указанный способ может включать возвращение 111 бурового долота в указанный держатель посредством первого рычага для отсоединения бурового долота от буровой штанги.

Группа изобретений относится к способу установки бурового долота на буровой штанге в бурильной машине, а также к устройству бурения по породе. Технический результат заключается в повышении надежности при бурении по породе. Способ установки бурового долота на буровой штанге в бурильной машине, содержащей базовый блок и первый рычаг, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку, при этом указанная бурильная машина содержит первый буровой агрегат, прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному первому рычагу и содержащий указанную буровую штангу, раму и устройство подачи для перемещения указанной буровой штанги аксиально вдоль оси вращения буровой штанги относительно указанной рамы, включает в себя следующие этапы. Выравнивают указанный первый буровой агрегат посредством использования указанного первого рычага относительно бурового долота, размещенного в неподвижно расположенном держателе, выполненном с возможностью удержания по меньшей мере двух буровых долот, так что ось вращения буровой штанги совпадает с осью вращения указанного бурового долота, обеспечивая свободное перемещение указанного первого бурового агрегата относительно указанного держателя. Далее перемещают указанную буровую штангу аксиально вперед к буровому долоту до первого положения указанной буровой штанги, обеспечивая установку бурового долота. Затем устанавливают указанное буровое долото на указанной буровой штанге и перемещают указанную буровую штангу аксиально назад до второго положения, в котором указанное буровое долото извлекается из указанного держателя. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ (100) установки бурового долота (1) на буровой штанге (3) в бурильной машине (5), содержащей базовый блок (7) и первый рычаг (9), прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку (7), при этом указанная бурильная машина (5) содержит первый буровой агрегат (11), прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному первому рычагу (9) и содержащий указанную буровую штангу (3), раму (13) и устройство (15) подачи для перемещения указанной буровой штанги (3) аксиально вдоль оси вращения (Ab) буровой штанги относительно указанной рамы (13), причем указанный способ включает в себя следующие этапы, на которых:

а) выравнивают (101) указанный первый буровой агрегат (11) посредством использования указанного первого рычага (9) относительно бурового долота (1), размещенного в неподвижно расположенном держателе (17), выполненном с возможностью удержания по меньшей мере двух буровых долот, так что ось вращения (Ab) буровой штанги совпадает с осью вращения (Ak) указанного бурового долота (1), обеспечивая свободное перемещение указанного первого бурового агрегата (11) относительно указанного держателя (17),

b) перемещают (103) указанную буровую штангу (3) аксиально вперед к буровому долоту (1) до первого положения указанной буровой штанги (3), обеспечивая установку бурового долота (1),

с) устанавливают (105) указанное буровое долото (1) на указанной буровой штанге (3), и

d) перемещают (107) указанную буровую штангу (3) аксиально назад до второго положения, в котором указанное буровое долото (1) извлекается из указанного держателя (17).

2. Способ по п.1, включающий в себя выбор (109) указанного бурового долота (1), предназначенного для установки на указанной буровой штанге (3).

3. Способ по п.1 или 2, в котором указанная бурильная машина (5) содержит второй рычаг (19), прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному базовому блоку (7), при этом указанный держатель (17) закреплен на указанном втором рычаге (19).

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная буровая штанга (3) содержит наружные резьбы, а указанное буровое долото (1) содержит соответствующие внутренние резьбы, при этом указанный этап установки (105) указанного бурового долота (1) на указанной буровой штанге (3) включает в себя плотное завинчивание бурового долота (1) на буровой штанге (3).

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя возвращение (111) указанного бурового долота (1) в указанный держатель (17) посредством указанного первого рычага (9) для отсоединения бурового долота (1) от буровой штанги (3).

6. Устройство (21) бурения по породе, выполненное с возможностью использования для установки бурового долота (1) на буровой штанге (3), содержащее:

первый рычаг (9), прикрепленный с возможностью свободного перемещения к базовому блоку (7),

первый буровой агрегат (11), прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному первому рычагу (9), причем первый буровой агрегат (11) содержит указанную буровую штангу (3), раму (13) и устройство (15) подачи для аксиального перемещения указанной буровой штанги (3) вдоль оси вращения (Ab) буровой штанги относительно указанной рамы (13),

неподвижно расположенный держатель (17), выполненный с возможностью удержания по меньшей мере двух буровых долот, обеспечивая свободное перемещение указанного первого бурового агрегата (11) относительно указанного держателя (17), и

блок (25) управления, выполненный с возможностью:

выравнивания первого бурового агрегата (11), посредством указанного первого рычага (9), относительно указанного бурового долота (1), размещенного в неподвижно расположенном держателе (17), так что ось вращения (Ab) буровой штанги совпадает с осью вращения (Ak) бурового долота (1),

перемещения указанной буровой штанги (3) вперед к буровому долоту (1) до первого положения указанной буровой штанги (3), обеспечивая установку бурового долота (1),

установки бурового долота (1) к буровой штанге (3), и

перемещения указанной буровой штанги (3) аксиально назад до второго положения, в котором указанное буровое долото (1) извлекается из указанного держателя (17).

7. Устройство (21) по п.6, содержащее второй рычаг (19), прикрепленный с возможностью свободного перемещения к указанному базовому блоку (7), причем указанный держатель (17) установлен на указанном втором рычаге (19).

8. Устройство (21) по п.7, содержащее второй буровой агрегат (23), размещенный с возможностью свободного перемещения на указанном втором рычаге (19).

9. Устройство (21) по любому из пп.6-8, в котором держатель содержит корпус (25) и внутреннюю часть (27), выполненную с возможностью приема по меньшей мере двух буровых долот, причем указанная внутренняя часть (27) выполнена с возможностью удержания указанных по меньшей мере двух буровых долот при транспортировке, и обеспечения возможности крепления каждого бурового долота на буровой штанге.

10. Устройство (21) по п.9, в котором внутренняя часть (27) держателя (17) выполнена с возможностью противодействия вращательному движению и обеспечения возможности аксиального перемещения буровых долот относительно указанной внутренней части (27) после закрепления данных долот на указанной буровой штанге.

11. Устройство (21) по любому из пп.9 или 10, в котором указанная внутренняя часть (27) держателя (17) содержит гибкий материал, такой как резина.

12. Устройство (21) по любому из пп.9-11, в котором указанная внутренняя часть (27) держателя (17) содержит по меньшей мере два отверстия (29, 31), причем каждое отверстие (29, 31) выполнено с возможностью приема соответствующего бурового долота, при этом каждое отверстие (29, 31) имеет диаметр, который меньше, чем максимальный диаметр указанного соответствующего бурового долота.