Устройство для бурения и уширения скважин Советский патент 1985 года по МПК E21B7/28 

гидроцилиндра поворотного механизма, на плечах которого смонтированы ролики, при этом ролики установ1155710

лены в пазах с возможностью поворота цилиндрической обоймы при осевом перемещении штока гидроцилиндра,

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ И УШИРЕНИЯ СКВАЖИН, включающее базовую машину с мачтой, поворотный в горизонтальной плоскости механизм с приводом, бур и уширитель, расположенные на равном расстоянии от оси поворотного механизма, привод вращения бура и уширителя с валом, размещенный на мачте, и механизм фиксации бура и уширителя с валом их привода, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет уменьшения затрат времени на переключение устройства с бурения на уширение и обратно, верхние концы бура и уширителя выполнены резьбовыми для соединения с валом их привода, механизм фиксации бура и уширителя с валом их привода выполнен в виде подпружиненных пальцев с фигурными в поперечиом сечении концами, рычагов, один конец каждого из которых шарнирно соединен со средней частью пальца, и втулок, а поворотный механизм расположен на мачте и выполнен в виде цилиндрической обоймы и расположенных в ее внутренней полости двух гидроднлиндров и двух двуплечих рычагов, шарнирно установленных на обойме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом вал привода имеет второе фигурное в поперечном сечении гнездо для размещения в рабочем положении устройства одного из концов пальца, верхний конец бура и уширителя имеют цилиндрическое гнездо со сквозными поперечными пазами для размещения в них свободных концов рычагов и фигурное в поперечном сечении гнездо для размещения свог (Л бодного конца пальца, втулка установлена на верхнем конце бура и уширителя с возможностью ограниченного осевого перемещения и с возможностью взаимодействия со свободными концами рычагов механизма фиксации, один конец каждого двуплечего рычага поворотного механизма шарнирно ел сд соединен с гидроцилйндром, а другой конец снабжен вилкой для под вески бура или уширителя на втулке, причем в плоскости перемещения двуплечего рычага цилиндрическая обойма имеет сквозные поперечные пазы. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что привод поворотного механизма выполнен в виде гидроцшшндра со штоком s закрепленного на мачте, винтового паза на внутренней поверхности цилиндрической обоймы, прямолинейного паза на мачте и двуплечего кронштейна, соединенного со штоком

Изобретение относится к буровой технике, а конкретно к конструкциям устройств для образования скважин с уширенным основанием для раз мещения в них буронабивных свай. Известно устройство для бурения и уширения скважин, включающее буровую штангу, уширитель с шестернями, механизм привода с тормозным шкивом, планетарный механизм и забурник HI 3. Недостатками устройства являются небольшая надежность и малая э.ффЕктивность работы, сложность конструкции. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является устройств для бурения и уширения скважин, включающее базовую машину с мачтой поворотный в горизонтальной плоскости механизм с приводом, бур и уширитель, расположенные на равном расстоянии от оси поворотного механизма, привод вращения бура и уширителя с валом, размещенный на мачте, и механизм фиксации бура и уширителя с валом их привода 2 } Недостаток известного устройства - малая эффективность его работы в связи с большими затратами времени на наводку уширителя на ос скважины. Кроме того, наличие двух приводов рабочих органов снижает маневренность и устойчивость базовой машины. Цель изобретения - повьппение эффективности работы устройства за счет снижения затрат времени на вспомогательные операции на переключение устройства с бурения на уширение и обратно. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бурения и уши рения скважин, включающем базовую машину с мачтой, поворотный в гори зонтальной плоскости механизм с приводом, бур и уширитель, расположенные на равном расстоянии от оси поворотного механизма, привод вращения бура и уширителя с валом, размещенный на мачте, и механизм фиксации бура и уширителя с валом их привода, верхние концы бура и ущирителя выполнены резьбовыми для соединения с валом их привода, механизм фиксации бура и уширителя с валом их привода выполнен в виде подпружиненных пальцев с фигурными в поперечном сечении концами, рычагов, один конец каждого из которых шарнирно соединен со средней частью пальца, и втулок. а поворотный механизм расположен на мачте и выполнен в виде цилиндрической обоймы и расположенных в ее внутренней полости двух гидроцилиндров и двух двуплечих рычагов, шарнирно установленных на обойме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом вал привода имеет в торце фигурное в поперечном сечении гнездо для размещения в рабочем положении устройства одного из концов пальца, верхний конец бура и уширителяимеют цилиндрическое гнездо со сквозными поперечными пазами для размещения в них свободных концов рычагов и фигурное в поперечном сечении гнездо для размещения свободного конца пальца, втулка установлена на верхнем конце бура и ущирителя с возможностью ограниченного осевого перемещения и с возможностью взаимодействия со свободными концами рычагов механизма фиксации, один конец каждого двуплечего рычага пово- ротного механизма щарнирно соединен с гидроцилиндром, а другой конец снабжен вилкой для подвески бура и уширителя на втулке, причем в плоскости перемещения двуплечего рычага цилиндрическая обойма имеет сквозные поперечные пазы. 3 . Кроме того, привод поворотного механизма выполнен в виде гидроцилиндра со штоком, закрепленного на мачте, винтового паза на внутренне поверхности цилиндрической обоймы, прямолинейного паза на мачте и двуплечего кронштейна, соединенног со штоком гидроцилиндра поворотног механизма, йа плечах которого смон тированы ролики, при этом ролики у тановлёны в пазах с возможностью п Bopofa цилиндрической обоймы при осевом перемещении штока гидроцилиндраНа фиг. 1 изображено устройство для бурения и уширения скважин, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 2. Устройство для бурения и уширения скважин состоит из базовой машины 1 с поворотным механизмом (не показан) и с мачтой 2,по направляющин которой перемещается при вод вращения 3. Механизм соединения вала 4 привода с рабочими орга нами выполнен следующим образом. Вал 4, в терце которого выполнено фигурное (прямоугольное) гнездо 5, имеет наружную резьбу для соединения с ответной резьбой на штанге 6 шнековог-о бура 7 (или на верхнем конце бура при отсутствии штанги). Фиксация для передачи крутящего момента осуществляется посредством замкового устройства, состоящего и управляющей втулки 8, установленной на штанге 6 с возможностью огр ничейного осевого перемещения, и снабженного пружиной 9 пальца 10 с фигурньо4и концами, один из которых раэме цен в соответствующем фигурном гнезде штанги 6 (не обозначей). Средняя часть пальца 10 шарнирно соединена с рычагами 11, свободные концы которых через ; сквозные поперечные пазы 12 в цилиндрических гнездах штанги (не обозначены) выведены наружу. Осевое перемещение ущ авляющей втулки 8 ограничено рычагами 1t и буртиком 13 на штаиге (фиг. 3). Гидроцилиндры 14 и растяжка 15 удерживают мачту 2 в вертикальном положении (4иг. 1). В верхней части мачты 2 закреплена поворотная 10 . 4 цилиндрическая обойма 16. Внутри обоймы 16 на мачте 2, имеющей прямолинейный паз 17, установлен гидроцилиндр 18, со штоком 19 которого закреплен двуплечий кронштейн с роликами 20 и 21 (фиг. 2), при этом ролик 20 размещен в прямолинейном пазу 17 мачты 2, а ролики 21 - в винтовом пазу 22, выполненном на внутренней стенке обоймы. К внутренней стенке обоймы под углом 90° друг от друга крепятся гидроцилиндры 23 и 24, шарнирно связанные с двуплечими рычагами, свободные концы которых имеют вилки 25 и 26. Посредством этих гидроцилиндров рычаги могут поворачиваться в вертикальной плоскости относительной оси 27, закрепленной на обойме 16. На наружной поверхности обоймы симметрично вилкам 25 и 26 выполнены направляющие 28 и 29 (фиг. 5), от свободного поворота вилок в цилиндрической обойме предусмотрены сквозные поперечные пазы 30. Уширитель 31 со штангой 32 имеет аналогичный механизм соединения с валом привода. На вилке 25 подвешивается бур 7, а на вилке 26 - уширитель 31. Для ограничения заворачивания резьбового элемента вала 4 привода 3 с резьбовыми элементами штанг 6- и 32 предусмотрен упор 33. Устройство работает следующим образом. Шнековый бур 7, соединенный с выходнь1м валом 4 привода вращения 3. наводится на проектную точку бурения, после чего включают привод вращения 3 и шнековый бур 7 опускают на грунт и производят бурение скважины. Уширитель 31 в это время подвешен на вилке 26. После образования скважины привод вращения 3 с шнековым буром 7 перемещают вверх до определенного положения. Посредством гидроцилиндра 23 рычаг, установленный внутри обоймы 16, поворачивают относительно оси 27 и вилкой 25 охватывают втулку 8 (фиг. 2), которая имеет возможность осевого перемещения относительно штанги 6 щнекового бура 7. Втулка 8, взаимодействуя с рычагами 11, переводит подпружиненный палец 10 в нижнее положение, освобождая вал 4 привода вращения 3. При левом вращении вала

4 он вывинчивается из штанги 6 шнекового бура 7, привод вращения 3 перемещается выще поворотной обоймы 16, а шнековый бур 7 провисает на вилке 25. При вьщвижении штока 19 гидроцилиндра 18 происходит перемещение роликов вдоль пазов: ролика 20 вдоль прямолинейного паза 17 мачты 2 и ролика 21 - вдоль винтового паза 22 обоймы 16, при этом обойма 16 поворачивается на 90 и ось уширителя 31, удерживаемого вилкой 26, совпадает с осью привода вращения 3. Валу 4 привода вращения 3 придают правое вращение, и он ввинчивается в штангу 32 ущирителя 31 до упора 33. Под действием пружины 9 палец 10 перемещается в верхнее положение и заходит в фигурное отверстие 5 выходного вала 4 привода вращения 3. Посредством гидроцилиндра 24 вилка 26, поборачиваясь относительно оси 27, отводится от втулки 8, установленной на штанге 32 ущирителя 31 и размещается в обойме 16. Втулка 8 опускается вниз до буртика 13 на штанге 32, уширитель 31 опускается в пробуренную скважину, и начинается процесс образования ущирения. После окончания уширения привод вращения 3 с уширителем 31 перемещают вверх до определенного положения и процесс переналадки повторяют.

Наличие поворотной обоймы с вилками, на которых размещены рабочие органы (бур и уширитель), и замкового устройства, соединяют его штангу рабочего органа с валом привода вращения, позволяет осуществлять бурение и уширение с одной настройки, что улучшает качество уширения и сокращает затраты времени на вспомогательные операции, что в целом повьш1ает эффективность работы устройства. Кроме того, устройство выполнено с одним .приводом вращения, что позволяет уменьшить вес и, в свою очередь, повысить устойчивость и маневренность машины.

////////////////////////////

фуг. /

У// //////// ////V//// / ////

Pui.i

&-B

ФигЛ

Фиг.5