Буровой станок Советский патент 1988 года по МПК E21B19/14 

(Л

со

N3

О СО

ю

lU i i Jti и форме незамкнутой окружности, узел 5 удержания БС, вращатель 9, узел углового позиционирования ведущей Ш 12 и П 13 с боковым вырезом, механизм подачи, кассету в виде барабана 25, электрогидравлическуто систему управления. Следящая электромеханическая система выполнена в виде двух двуплечих подпружиненных рычагов в корпусе барабана 25. Одни их плечи соединены гягой, а на другом плече

установлен конечньш выключатель. В конце бурения на длину Ш 38 привод узла 5 включается на рабочий ход. Происходит поднятие БС. Механизм подачи включается и после поднятия траверсы 14 с Ш 12 отключается. Дале совмещают гнездо очередной Ш 34 с- П 13 и хвостовиком Ш 28 и БС собран. Его освобождают и бурят на длину очередной Ш 34. Цикл повторяется. 1 3.П. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет сократить время вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона (П) ведущей штанги (Ш) в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготовленной к наращиванию Ш, и совмещения подачи Ш барабаном для наращивания и соединения ее как с Ш бурового става (БС), так и с П ведущей Ш. Станок нключает ходовую часть 1, платформу 2, основание 3 с люнетом 4 и направ

1

Изобретение относится к области горной промьшленности, в частности к буровым станкам, и может быть использовано при бурении скважин.

Цель изобретения - сокращение времени вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона ведущей штанги в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготов- ленной к наращиванию штанги, и совмещения подачи штанги барабаном для наращивания с соединением ее как со штангой става, так и с патроном ведущей штанги.

На фиг, 1 изображен буровой станок, вид спереди; на фиг. 2 - рабочий орган бурового станка, вид сверху с частичными сечениями; на фиг. 3 - часть основания рабочего органа с люнетом и направляющей штанг, вид сверху; на фиг. 4 - следящая электромеханическая система и патрон ведущей штанги, позиционированный в соответствии с длиной L; буровой штанги: на Фиг , 5 - патрон ,вид сбоку ( по стрелкер), Буровой станок безмачтового типа имеет ходовую часть 1, платформу 2, кабину, электрогидравлическую систему привода и управления (не показаны), основание 3 с люнетом 4, узел 5 удержания бурового става и три жестко закрепленных на основании 3 трубчатые колонны 6-8. На верхних концах колонн установлен вращатель 9, который име- ет двигатель 10, редуктор с роторной шестерней 11, проходящую через ее отверстие полую ведущую штангу 12 некруглого сечения, например, шестигранную, и вмонтированный известной

конструкции узел углового позиционирования ведущей штанги (не показан). Ведущая штанга 12 на нижнем конце имеет патрон 13 с боковым вырезом под хвостовик или головку буровой . штанги и верхним концом закреплена с возможностью вращения в траверсе 14. Внутри передних трубчатых колонн 6 и 8 расположены гидравлические плунжеры 15 и 16, верхние концы которых соединены траверсой 14. Трубы 17 и 18 неподвижно закреплены относительно вращателя 9 и колонн 6 и 8, в трубах 17 и 18 расположены гидравлические плунжеры 19 и 20 с роликами 21 и 22 канатного удвоителя хода, одни концы канатов 23 и 24 которого закреплены на трубах 17 и 18, другие - на траверсе 14. Совокупность перечисленных плунжеров и других частей образует механизм подачи ведущей штанги 12, причем плунжеры 15 и 16 предназначены для подачи вверх, плунжеры 19 и 20 с канатным удвоителем хода - для Подачи вниз.

На задней колонне 7 с возможностью вращения установлен барабан 25 с приводом поворота, подЛружиненным фиксатором (не показаны), верхним 26 и нижним 27 сепараторами. Оба сепаратора имеют соосно расположенные отверстия в количестве Zg с направляющими втулками 28-33 и другими, в которых свободно размещены ведущая штанга 12 и буровые, например, шнеко- вые штанги 34 и 35 и другие в количестве 2щ ZQ - 1. Буровые штанги торцами опираются на основание 3, на котором, расположена направляющая 36 для позиционирования штанг в заданном угловом положе,нии. Направляющая 36 вьтолнена по форме незамкнутой окружности, центр которой находится на продольной оси барабана 25, а концы размещены над люнетом 4 с противоположных сторон его отверстия. Совокупность перечисленных частей образует кассету для хранения и позиционированной подачи

Буровые штанги имеют безрезьбовые замки поперечного совмещения известной конструкции, на боковой поверх- ностц верхнего конца каждой штанги имеются выемки для взаимодействия с узлом 5 удержания бурового става, при этом заплечики а выемки базированы относительно торца штанги на расстоянии 1, а грани выемки в базированы по углу относительно граней хвостовика 37 штанги 38. Расположенные в кассете буровые штанги 34 и 35 и другие отличаются по длине, величина которой изменяется в пределах Ь„„„ /Т.

обусловлено

плюсовыми и минусовьми допусками при изготовлении и остаточньми деформлци- ями продольного изгиба при эксплуата1п-(и

Патрон 13, предназначенный для соединения и разъединения ведущей штанги 12 с буровыми штангами, представляет co6oft корпус 39, имеющий боковой вырез для прохода хвостовика 37 буровой штанги 38, центральный канал 40 для подачи очистного агента (сжатого воздуха), колодки 42 с механизмом привода для фиксации хвостовика 37 буровой штанги 38.

Очистной агент (сжатый воздух) подается по пневматическому каналу ведущей штанги 12, центральному каналу 40 патрона 13 от воздухоприемного стакана 42 в буровую штангу 38 и далее к забою.

Узел 5 удержания бурового става известной конструкции также для линейного позиционирования замкового соединения штанг и его разгрузки от натяга, а при необходимости может вьтолнять функцию доворота става до заданного углового положения. Узел 5 содержит корпус, привод (не показаны) и зажимной механизм с поворотными рычагами 43, установленный с возможностью подъема на определенную ВЫСОТ относительно корпуса, и закреплен rto/: основанием 3 за люнетом 4, корггус которого имеет боковые окна для прохода Г оворотных рычагов 43.

Следящая электромеханическая система предназначена для автоматической остановки поднимаемой ведущей штанги с 12 с патроном 13 в заданном линейном положении, соответствующем длине L очередной буровой штанги 34, находящейся в барабане кассеты и подготовленной к подаче для наращиваниябурово0 го става. Механическая часть системы выполнена в виде двуплечих рычагов 44 и 45, например двуплечих Г-образ- ных, подвижно установленных в корпусе 46 на осях 47 и 48 и подпружиненs ных пружинами 49 и 50. Плечи с и е рычагов связаны тягой 51. В случае использования жесткой тяги 51 необходимость в одной из пружин 49, 50 отпадает. Рычаг 44 расположен с возмож0 ностью взаимодействия плеча d с торцом хвостовика очередной штанги 34, находящейся в поз1щии перед подачей ее на ось В-С вращатель став для наращивания става. На плече f рычага

5 45 установлен с возможностью регулит ровки положения конечный выключатель 52 li шарнирно закреплен вспомогательный рычаг 53, предназначенный для контактного взаимодействия с патроном

0 13 при подъеме ведущей штанги 12 и с конечным выключателем, при этом последний электрически соединен с элементом управления подъемом плунжеров 15 и 16, например электрогидро- золотником (не показан).

5

Буровбй станок работает следующим образом.

В результате совершения очередного i-Toro цикла наращивания става и по- - ворота барабана кассеты на один шаг, предыдущая штанга подана на ось В-С и соединена с патроном ведущей штанги и со штангой бурового става, а последующая щтанга 34 подана в положение, исходное для последующего цикла наращивания. При этомв конечнойфазе подачи верхний конец штанги 34 взаимодействует с плечом d рычага 44 и, например, поднимает его, в результате поворо г рычага относительно оси 47 против часовой стрелки через тягу 51 в направлении, показанном стрелкой К, передается рычагу 45, который поворачивается в том же направлении от- носительно оси 48 и его плечо f с конечным выключателем 52 устанавливается в положение, соответствующее длине L штанги 34.

0

5

0

i конце бурения .скважины ца длину штангн 38 подача плунжеров 19 и 20, траверсы 14 и ведущей штанги 12 прекращается, при этом выемки штанги 38 опущены ниже заданного линейного положения по оси В-С на некоторую определенную величину, а двигатель 10 отключается и вмонтированный во вращатель 9 узел углового позициониро- вания останавливает ведущую штангу 12 в заданном угловом положении, при котором боковой вырез патрона 13 и находящийся в нем хвостойик 37 штанги 38 ориентированы отно.сительно направляющей 36, а выемки штанги 38 ориентированы относительно узла 5, находящегося в состоянии Открыто. Привод узла 5 включается на рабочий ход, по мере которого поворотные ры- чаги 43 зажимного механизма входят в выемки штанги 38, поднимаются на определенную высоту и, упираясь в заплечики а , поднимают буровой став до заданного линейного положения, т.е. одновременно позиционируют замковое соединение, разгружают его от ; натяга, создаваемого массой штанги 38 и других штанг бурового става, и удержтгеают став в этом положении.

Включается привод механизма патрона. Механизм подачи включается на ход вверх - плунжеры 15 и 16 выдвигаются из колонн 6 и 8 и поднимают траверсу 14 и ведующую штангу 12, при этом в начальной фазе открытый патрон

13разъединяется с хвостовиком штанги 38, а движение траверсы 14 посредством соеди}1енных с ней канатов 23 и 24, охвапывающих ролики 21 и 22, передается плунжерам 19 и 20, которые вдвигаются в трубы 17 и 18. Механизм подачи отключается с помощью следящей электромеханической системы - ход вверх плунжеров 15 и 16, траверсы

14и ведущей штанги 12 прекращается в момент, когда патрон 13 поднимает вспомогательный рычаг 53 и он нажимает на конечный выключатель 52, который подает сигнал на отключение электрогидрозолотника подачи плунже- ров, и патрон 13 останавливается в заданном линейном положении, которое соответствует длине L. очередной штанги 34, Выключается привод кассеты

и поворачивает ее барабан 25 на один шаг, сепараторы 26 и 27, воздействуя на штанги, перемещают их также на одни таг, в результате очередная штан

с 0 5 п

0

5 5

га 34 подается на ось В-С, следующая за ней щтанга 35 занимает положение, исходное для последующего наращивания. Во время перемещения хвостовик и гнездо очередной штанги 34 совмещаются с ранее позиционированными в заданных угловом и линейном положениях патроном 13 ведущей штанги 12 и хвостовиком штанги 38 бурового става- буровой став нарощен (собран). с этим штанга 35, следующая за очередной штангой 34, торцом хвостовика вступает в контакт с плечом d рычага 44 следящей электромеханической системы и, если ее длина L больше длины L штанги 34, поворачивает рычаг 44 против часовой стрелки, при этом механическая часть следующей системы срабатывает, как описано. Если длина LJ штанги 35 меньше длины L ,Лптанги 34, то контакта плеча d с торцом штанги 34 не происходит до тех пор, пока патрон 13 со штангой 34 не переместится вниз и не освободит тем самым рычаг 45. Привод узла 5 включается на обратный ход, по мере которого поворотные рычаги 43 зажимного механизма выходят из выемок штанги и освобождают буровой став. Включается двигатель 10 вращателя 9 и механизма подачи на ход вниз - гидроплунжеры 19 и 20 выдвигаются из труб 17 и 18, их движение посредством канатов 23 и 24 передается траверсе 14 и ведущей штанге 12 с буровым ставом, начинается процесс бурения скважины на длину очередной штанги. Далее цикл операций повторяется, как описано. После бурения скважины на заданную глубину подъем и разборка бурового става осуществляются в обратной последовательности, при зтом электрическая часть следящей системы отключается и в работе не участвует.

Во время бурения очистной агент (сжатый воздух) для очистки скважины подается в воздухоприемный стакан 42 и, по пневматическому каналу ведущей штанги 12, центральному каналу 40 патрона 13 через буровые штанги 38 направляется к забою.

Формула изобретения

713

бурового става, вращатель, узел углового позиционирования ведущей штанги патрон с боковым вырезом, механизм подачи, кассету в виде барабана, электрогидравлическую систему управления, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона ведущей штанги в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготовленной к наращиванию щтанги, и совмещения подачи штанги барабаном для наращивания с соединением ее как со штангой става, так и с патроном ведущей штанги, буровой станок снабжен следующей электромеханической системой, выполненной в виде двух двухплечих рычагов, уста

8

новленных в корпусе барабана и подпружиненных относительно него, одни плечи которых соединены тягой, а другие - предназначены для взаимодействия соответственно с торцом очередной штанги и с патроном ведущей штанги при ее подъеме, причем плечо рычага, предназначенное для взаимодействия с патроном ведущей штанги, оснащено конечным выключателем, электрически связанным с электрогидравлической системой управления во время работы механизма подачи.

36