Станок для вращательного бурения Советский патент 1961 года по МПК E21B3/00 E21B7/02 

Известны станки для вращательного бурения скважин, выполненные с зажимным патроном и гидравлической подачей шиинделя.

Однако известные станки вращательного бурения не обеспечивают комплексной механизации и автоматизации процессов бурения.

В предлагаемом станке применены гидравлический патрон для передачи крутящего момента на щтангу и вертлюг для соединения со штангой, выполненный с гибкими направляющими и рычажно-гпдравлическим устройством.

Такое выполнение станка позволяет комплексно механизировать и автоматизировать процесс бурения.

Автоматизация наращивания щтанг осуществлена с помощью кассеты для щтанг, которая выполнена с автоматически действующим замком и гидроприводом.

На фиг. 1 показан общий вид станка; на фиг. 2 показано устройство гидравлического иатрона для передачи крутящего момента и осевого усилия на буровую щтангу; на фиг. 3 -- рычажно-гидравлическое устройство для соединения и разъединения вертлюга со штангой; на фиг. 4 - кассета для крепления щтанг с автоматически действующим замком; на фиг. 5 - механизм поворота кассеты.

Рама станка / опирается на гусеничную тележку 2. На раме установлен механизм бурения 3, состоящий из привода вращения , двух гидродомкратов подачи и гидравлического патрона. К телескопмческой мачте 4 прикреплена поворотная кассета 5, в которой помещаются три щтанги 6 длиной 7 м каждая.

Бурение производится трех щарощечным долотом. Разбуреннап порода удаляется из скважины сжатым воздухом, который продается

№ 141121- 2 в буровой став через вертлюг 7 от компрессоров, установленных на станке.

У устья скважины, закрытого брезентовым чехлом, разбуренная порода подхватывается вентилятором 8. Крупные частицы оседают в цикv40He, а пыль направляется в пылеулавливающую установку. Подъем инструмента и различные маневры производятся при помощи лебедки. Соединение штанг кулачковое.

Станок устанавливается в горизонтальное положение с помощыа гидродомкратов 9, снабл епных специальными фиксаторами.

Все управление станком производится с центрального пульта одним оператором.

После перемещения и установки станка опускается чехол, герметизирующий устье скважины, и включаются механизмы вращения и подачи щтанги. При этом гидропатрон автоматически зажимает щтангу. Через каждые 1,5 м (этой величине равен ход порщнеи домкратов подачи) патрон освобождает П1танги (также автоматически, по сигналу концевых выключателей) и поднимается к исходному верхнему положению, снова зажимает штангу, и подача штанги продолжается.

В момент наращивания новой штанги вертлюг отсоединяется, поднимается вверх, и включается механизм поворота кассеты. Кассета выводит очередную штангу на ось бурения, после чего вертлюг, опускаясь по канатным направляющим, автоматически сочленяется со штангой кулачковым соединением. Затем кассета отводится, штанга, опускаясь, замыкается ПОд действием собственного веса с нижестоящей штангой, и процесс бурения продолжается.

Передача крутящего момента и осевого усиления на буровой став осуществляется посредством гидравлического патрона. Патрон устроен следующим образом (фиг. 2).

Штанга /f проходит сквозь шпиндель 11, в котором сделаны пазы для кулачков 12. Наружные поверхности кулачков сделаны по конусу и, при перемещении конусной обоймы 13 вниз или вверх, сжимают или освобождают штангу. К корпусу патрона 14 прикреплен гидроцилиндр /5, в котором ходит плунжер 16, охватывающий шпиндель. Корпус патрона, в свою очередь, соединен со штоками домкратов подачи 17. Когда начинается подача штанги на забой, масло одновременно поступает Б .домкраты подачи и нижнюю полость гидроцилиндра 15. При этом плунжер 46 подает шпиндель // с кулачками 12 вверх и заклинивает кулачками щтангу в шпинделе. Штанга получает вращение от шпинделя ротора и подачу на забой через патрон.

Когда патрон дойдет по направляющим 18 до крайнего нижнего положения, подача масла в домкратах подачи переключается при помоши концевых выключателей и электромагнитного золотника на подъем патрона, а в гидроцилиндре 15 подача масла будет одновременно переключена на верхнюю полость. При этом шпиндель отойдет вниз и кулачки разойдутся под воздействием пружин 19. Штанга останется на месте, а патрон домкратами подачи будет поднят вверх, после чего снова перехватит штангу.

Дистанционное управление станком осуществчяется из кабины соединением и разъединением вертлюга со штаигой посредством рычажногидравлического устройства (фиг. 3). Соединение штанги с вертлюгом производится при помощи кулачков 20, имеющих скосы и пружинки.

Когда вертлюг своим весом давит на скосы кулачков, последние утопают, сжимая пружинки. При дальнейшем опускании вертлюга, кулачки выскакивают в имеющиеся на вертлюге отверстия и соединяют штангу с вертлюгом.

Для разъединения вертлюга от штанги необходимо включить рычажно-гидравлическую систему, что производится путем подачи масла в гидроцилиндры 2. Поршни 22, нажимая через тарелку 23 на рычаги 24 утопят кулачки 20, после чего можно поднять вертлюг.

Для возвраш,ения кулачков в прежнее положение необходимо соединить гидроцилиндры со сливной магистралью. Пружины (не показаны на фиг. 2) поднимут тарелку 23 и выведут рычаги 24 из отверстий в штанге.

Для крепления штанг применена кассета с автоматически действующими замками (фиг. 4). В нижней опоре 25 кассеты имеются три гнезда. В каждом гнезде помеш,ен стакан 26, который связан через рычаг 27, тягу 28 и пружину 29 с зашелкой 30. При посадке штанги в стакан 26, тяга 28 под воздействием веса штанги идет вниз и, преодолевая сопротивление пружины 29, замыкает зашелкой 30 штангу.

Если необходимо вывести из кассеты штангу, то последнюю слегка приподнимают. При этом тяга 28 подается пружиной 29 вверх, защелка поднимается и освобождает штангу.

Поворот кассеты механизирован посредством механогидравлической системы, которая устроена следующим образом (фиг. 5).

На кассете 31, в которой крепятся штанги, имеется шестерня 32, которая концентрична с осью поворота кассеты. С шестерней 32 зацепляется рейка 33. Рейка связана со штоком 34 гидроцилиндра 35. При движении штока в ту или иную сторону, происходит соответствующий поворот кассеты.

Предмет изобретения

1.Станок врашательного бурения с зажимным патроном и гидравлической подачей шпинделя, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса бурения в нем применены гидравлический клиновой патрон для передрчи крутящего момента на штангу и вертлюг для соединения со штангой, выполненный с гибкими направляющими и рычажно-гидравлическим устройством.

2.Станок враиютельного бурения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматизации наращивания штанг, кассета для штанг выполнена с автоматически действующим замком и гидроприводом.

- 3 -№ 141121

f

г 1-1

JO

. 4

J5