Устройство для бурения скважин с уширенным основанием Советский патент 1986 года по МПК E21B7/28 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям устройств для бурения скважин под фундаменты искусственных сооружений с уширенным основанием.

Известно устройство для бурения скважин, включающее телескопическую буровую штангу с рабочим органом, узел подвески, вращатель и траверсу, закрепленную на поворотной платформе крана 1.

Однако в этом устройстве невозможно выполнить ущирения и оно сложно в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бурения скважин с ущи- ренным основанием, включающее телескопическую буровую щтангу с рабочим органом, узел подвески с канатом, один конец которого соединен с нижней секцией телескопической буровой штанги, и вращатель, кинематически связанный с верхней секцией телескопической буровой щтанги посредством траверсы 2.

Недостаток известного устройства состоит в низкой производительности из-за невысокой скорости спуско-подъемных операций, а также в невозможности выполнения уширения на глубине, меньшей длины телескопической буровой штанги в сложенном положении.

Цель изобретения - повышение производительности за счет ускорения спуско-подъемных операций, а также расширение технологических возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения скважин с уширенным основанием, включающее телескопическую буровую щтангу с рабочим органом, узел подвески с канатом, один конец которого соединен с нижней секцией телескопической буровой штанги, и вращатель, кинематически связанный с верхней секцией телескопической буровой штанги посредством траверсы, снабжено оголовком, закрепленным на верхней секции буровой колонны, и лебедкой, при этом лебедка и узел подвески размещены на оголовке, а свободный конец каната соединен с лебедкой, причем верхняя секция буровой штанги выполнена наружной и установлена в траверсе с возможностью осевого перемещения.

На фиг. 1 изображено устройство при бурении, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство при расщирении, продольный разрез.

Устройство для бурения скважин с ущи- ренным основанием включает телескопическую буровую щтангу 1, состоящую из верхней наружной секции 2, промежуточных секций 3 и нижней внутренней секции 4. К нижней секции крепится рабочий орган 5. К телескопической буровой щтанге, а именно к ее верхней секции 2, прикреплен оголовок 6, на котором размещена лебедка 7

и кольцевой токоприемник 8 для питания привода лебедки. Трос лебедки прикреплен к нижней секции 4. Оголовок 6 имеет узел подвески 9 устройства к грузоподъемному средству. Верхняя секция имеет щпонки, которые могут скользить по пазам в траверсе 10, кинематически связанной с вращателем 11. Вращатель 11 установлен на обсадной трубе 12.

Устройство работает следующим образом.

На обсадную трубу 12, погруженную в грунт, устанавливают вращатель 11.

Телескопическую буровую штангу 1 с рабочим органом 5 с помощью узла подвески 9 через оголовок 6 опускают в обсадную тру- бу 12.

При опускании буровой штанги 1 траверса 10, находящаяся в нижней части наружной секции 2, ложится на вращатель 11 и входит в зацепление с шестерней вращателя.

При достижении рабочим органом 5 грунта включают вращатель 11 и производят осевую подачу буровой штанги. При этом все секции буровой штанги сложены за счет натяжения каната, один конец которого соединен с нижней секцией, а другой - с лебедкой 7. Процесс бурения производят циклично, каждый раз извлекая буровую штангу с рабочим органом из скважины и освобождая его емкость от разбуренного грунта. При бурении ножи уширителя фиксируют в сложенном положении, а при производстве уширения фиксацию снимают, и ножи уширителя раскрываются под действием веса рабочего органа и телескопической штанги. За счет того, что буровая штанга сложена и свободно скользит в траверсе 10, возмож- но производить уширение на глубине, меньшей длины штанги в собранном положении (фиг. 1).

При производстве бурения (уширения) на глубине, большей длины буровой телескопической штанги в собранном виде, устройство работает следующим образом.

Буровая штанга 1, опущенная в обсадную трубу 12, траверсой 10 ложится на вращатель 11. Далее производят опускание

промежуточных секций 3 и внутренней секции 4 посредством лебедки 7 до установки рабочего органа 5 на забой и прослабле- ния троса на величину запланированной ходки. Затем буровую штангу 1 поднимают грузовым средством через узел подвески 9

на величину ходки, при этом траверса 10 остается в зацеплении с вращателем 11. Вращатель приводят во вращение и грузовым средством производят подачу рабочего органа на забой. При этом осевая нагрузка на забой может создаваться весом рабочего

органа и нижней секции, а также частично весом промежуточных и верхней секций штанги, так как за счет сил трения в шпоночных соединениях штанг они не скользят друг относительно друга, а опускаются совместно.

При достижении оголовком 6 траверсы 10 вращение штанги 1 прекращают и включением лебедки 7 производят собирание штанги с одновременным ее подъемом грузоподъемным средством. При этом скорость подъема рабочего органа равна сумме скорости подъема секций лебедкой 7 и скорости подъема оголовка 6 грузоподъемным средством.

Применение предлагаемого устройства, в котором нижняя секция телескопической штанги подвешена на канате к лебедке, расположенной на оголовке, а верхняя секция установлена в траверсе с возможностью осевого перемещения, позволяет производить уширение в любом интервале скважины, при этом производительность бурения и уширения повысится за счет увеличения скорости спуско-подъемных операций.

А- А

фиг,3

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Е. КопчаТехред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 1097/40Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4