Устройство для бурения и расширения скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к станкам для комбинированного бурения взрывных скважин Ь котловыми расширениями в естественных и искусственных минеральных средах, включающего бурение скважины механическим способом и ее последующее расширение реактивным термоинструментом, Известна комбинированная технология бурения скважин с котловыми расширениями, при которой скважина бурится станком механического бурения а затем ее нижняя часть расширяется до необходимых пределов станком термического бурения ij , Такая технология Оурения скважин с котловыми расширениями требует при менения на карьерах буровых станков двух типов, что усложняет организаци буровых работ, ремонт и обслуживание станков, уменьшает коэффициент испол зования станков термического бурения ввиду частых переездов. Зачастую, когда не позволяют размеры обуриваемого блока, нет возможност1 использовать оптимальный комплекс буровых станков (1 станок термического бурения и 2-3 станка механического бурения). Это снижает производительность по обуриванию горной массы, ухудшает условия маневрирования буровых станков. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является станок для комбинированного бурения скважин с котловыми расширениями, включающий базовую машину, на мачте которой подвешены механический буровой став и блок для подвески термического бурового става, и гидродомкраты горизо тирования станка 2j . Замена механического бурового ста ва на термический для расширения скважины непосредственно после окончания ее бурения осуществляется на СБШ-250 МН-ОР путем отъезда станка на необходимое расстояние (равное расстоянию между буровыми ставами). Переезд, центрирование термического бурового става над скважиной и другие вспомогательные операции по замене буровых ставов требуют довольно больших затрат времени (иногда до 0,3-0,5 ч), что отрицательно сказывается на производительности известного станка. Целью изобретения является повышение производительности комбиниппванного бурения скважин путем сокращения времени на вспомогательные операции по переналадке бурового инструмента. Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения и расширения скважин, включающее базовую машину, на мачте которой подвешены механический буровой став и блок для подвески термического бурового става, и гидродомкраты горизонтирования устройства, снабжено дополнительр1ой буровой мачтой, на которой размещен блок для подвески термического бурового става, при этом дополнительная мачта жестко закреплена на основной мачте и установлена под острым углом к ней. Кроме того, дополнительная мачта может быть шарнирно соединена с основной с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством подающего механизма, шарнирно соединенного с мачтами. На фиг. 1 и 2 изображены два варианта бурового станка (на фиг. 1 дополнительная мачта установлена под острьп углом к основной буровой мачте и жестко с ней связана, а на фиг.2 дополнительная буровая мачта шарнирно соединена с основной буровой мачтой своим нижним концом и установлена с возможностью поворота в плоскости поворота основной мачты посредством подающего механизма, связывающего обе мачты; на фиг. 1а и 2а показаны положения станка после окончания бурения скважины механическим способом, а на фиг. 16 и 2й положения станка в процессе ее термического расширения). Станок для бурения и расширения скважин включает базовую машину 1, ходовую часть 2, гидродомкраты 3 горизонтирования устройства, основную буровую поворотную мачту 4, дополнительную буровую мачту 5 с блоком 6 для подвески термического бурового става 7 и механический буровой став (не показан). Ставы расположены в одной вертикальной плоскости, параллельной плоскости поворота основной буровой мачты. При этом дополнительная буровая мачта 5, на которой подвешен термический буровой став 7 (последний может подвешиваться с обеих сторон мачты 5), установлена на основной буроБой мачте А со стороны ее передней стенки. Установка термического бурового става 7 над ранее пробуренной скважиной осуществляется путем наклона устройства за счет поднятия передних гидродомкратов 3 горизонтирования и опускания заднего, а также поворота (опускания).буровой основной мачты А в сторону базовой машины. В зависимости от конкретных условий можно наклонять одновременно и устройство и мачту, а можно что-нибудь одно. При наклоне устройства и мачты 4 термический буровой став 7 движется к ранее пробуренной скважине по окружности и при определенных углах на клона устройства оС и мачты (сби f п казаны на чертежах) он (в зависимост от конструктивного исполнения) либо устанавливается над скважиной автома тически (фиг. 1), либо занимает тако промежуточное положение, из которого он переводом в вертикальное положени устанавливается над скважиной (фиг,2 Инерционность гидравлических систем горизонтирования устройства и поворо та мачты значительно меньше чем инер ционность ходовой части устройства. В зависимости от конкретного конструктивного исполнения дополнительная буровая мачта 5 может быть установлена под острым углом Ц) к основно буровой мачте 4 и жестко с ней связа на (фиг. 1). В этом случае совмещени продольных осей термического буровог става 7 и ранее пробуренной скважины осуществляется автоматически при наклоне устройства и мачты на определенные углы ос и . Величина угла Cf зависит от конструктивных особенностей устройства (длина базы устройства, расстояние от нижнего конца термического бурового става до поверхности земли при бурении и т.д.) и вы бирается таким образом, чтобы совмещение продольных осей термического бурового става 7 и ранее пробуренной скважины происходило при значениях угловой и у , находящихся в допустимых пределах ( (Х- 0-10 , )f 040°). В другом варианте дополнительная буровая мачта 5 своим нижним концом Лосредством шарнира 8 соединяется с основной буровой мачтой 4 (фиг.2) и установлена с возможностью поворота в плоскости поворота основной мачты с помощью подающего механизма 9, .связывающего обе мачты. Поворот дополнительной мачты 5 осуществляется в сторону, обратную повороту основной мачты 4. Путем поворота дополнительной мачты 5 на определенный угол Ч при наклоне устройства и основной мачты 4 на определенные углы и У продольная ось термического бурового става 7 совмещается с продольной осью ранее пробуренной скважины. Устройство работает следующим образом. После окончания бурения механический буровой став убирается. С помощью гидродомкратов горизонтирования устройство наклоняется,, мачта опускается (можно делать что-либо одно, если угол od или У в этом случае не превышает предельно допустимых значений). Если дополнительная буровая мачта 5 выполнена как показано на фиг.1 то при достижении определенных значений и и Jf (или одного из этих уг-т лов) продольная ось термического бурового става 7 автоматически совместится с продольной осью ранее пробуренной скважины. Если же дополнительная буровая мачта 5 выполнена как показано на фиг. 2, то при достижении определенных значений of и Jf (или одного из этих углов) приводится в действие подающий механизма 9, связьшающий мачты 4 и 5, и мачта 5 путем ее поворота вокруг шарнира 8 отклоняется от мачты 4 на угол С . При этом продольная ось термического бурового став совмещается с продольной осью ранее пробуренной скважины. При таких конструктивных исполнениях дополнительной буровой мачты для подвешивания термического бурового става установка последнего над ранее пробуренной скважиной будет происходить на 0,1-0,2 ч быстрее. Это приведет к повьш1ению производительности предлагаемого устройства на 4-6% и соответственно к такому же снижению себестоимостиобуривания 1 м горной массы.

ks

«ts

COs,

«4 «о

1. УСТРОЙСТВО ЛЛЯ БУРЕЫИЯ И РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН, включающее базовую машину, на мачте которой подвешены механический буровой став и блок дня подвески термического бурового става и гидродомкраты горизонтирования устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности комбинированного бурения путем сокращения времени на вспомогательные операции по переналадке бурового инструмента, оно снабжено дополнительной мачтой, на которой размещен блок для подвески термического бурового става, при этом i дополнительная мачта жестко закреплена на основной мачте и установле(Л на под острым углом к ней. 2. Устройство по п. 1 , о т л ичающееся тем, что дополнительная мачта шарнирно соединена с основной с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством падающего механизма, шарнирпо о соединенного с мачтами. 4 О Ю СО