Устройство для бурения скважин Советский патент 1991 года по МПК E21D1/06 

Изобретение относится к строительству и буровой технике и может быть использовано для бурения скважин.

Цель изобретения - уменьшение высоты и повышение эффективности работы за счет увеличения нагрузки на забой.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2 (гидроцилиндры условно совмещены с плоскостью разреза); на фиг.4 - нижняя часть устройства, продольный разрез; на фиг.5 - узел I на фиг.4; на фиг.6 - гидрокинематическая схема устройства; на фиг.7 - узел II на фиг.З.

Устройство для бурения скважин смонтировано на базовой машине 1 посредством верхнего 2 и нижнего 3 кронштейнов, к которым посредством рамы 4 и раскосов 5 прикреплен конический редуктор 6. Выходной вал редуктора (вращателя) 6 через муфту 7 соединен с цилиндрическим редуктором 8, который в свою очередь связан с выходным валом базовой машины 1. Кожух 9 жестко соединен с корпусом (верхней крышкой) вращателя 6, установленного на раме 4 базовой машины. Внутри кожуха 9 размещена телескопическая штанга квадратного сечения, состоящая из нижней 10, средней 11 и верхней 12 секций. Количество секций зависит от глубины скважины.

Нижняя секция 10 посредством подшипникового узла, состоящего из подшипников 13 и конусного коуша 14, соединена с нижним концом каната 15 подвески (фиг.4 и 5). На канате 15 подвески размещены втулки 16, торцовые поверхности которых выполнены в форме сферы. Одни торцы втулок выпуклые, другие - вогнутые. Внутренние отверстия втулок могут иметь двусторонние скосы 17 для центрации их относительно канала 15. Верхний конец каната 15 подвески соединен с барабаном 18 лебедки посредством замка 19, который может перемещаться по барабану с помощью болта 20. Барабан имеет винтовую канавку 21 для размещения каната 15 с втулками 16. Барабан лебедки установлен на оси 22 с возможностью перемещения вдоль нее. Для вращения барабана 18 применен гидромотор 23 и зубчатая передача 24 (фиг.6). Блок 25 обеспечивает поджатие каната 15 с втулками 16 к барабану. На нижней секции 10 закреплен рабочий орган 26, Механизм принудительной подачи рабочего органа(не обозначен) кроме втулок 16 включает гидроцилиндры 27, корпуса которых установлены на верхней крышке вращателя 6, обойму 28 с конической внутренней поверхностью, соединенную со штоками гидроцилиндров 27, и конические сухари 29, поджатые пружинами 30 относительно обоймы 28. На кожухе 31, скрепленном с кожухом 9, установлен упор 32 с возможностью взаимодействия с сухарями 29.

Подвод жидкости к гидроцилиндрам 27

и гидромотору 23 осуществляется от базовой машины через гидромагистрали 33 - 38. В гидромагистрали установлен напорный золотник 39 для обеспечения последова0 тельной работы гидромотора и гидроцилиндров.

Для обеспечения вертикальной устойчивости каната 15с втулками 16 применены подвижные центрирующие кольца 40, уста5 новленные между втулками 16 и внутренними поверхностями секций телескопической штанги.

Устройство для бурения скважин работает следующим образом.

0 В транспортном положении секции 10 - 12 телескопической штанги находятся в сложенном положении в кожухах 9 и 31 (фиг.1), рабочий орган 26 прижат к коническому редуктору 6. канат 15с втулками 16 полностью

5 намотан на барабан 18, при этом барабан находится в крайнем левом положении, штоки гидроцилиндров 27 - в выдвинутом состоянии, а сухари 29 разомкнуты.

Маневрами базовой машины 1 совме0 щают ось рабочего органа с намеченной осью скважины. Включают вращение рабочего органа 26 от вала отбора мощности через цилиндрический 8 и конический 6 редукторы. Подачей жидкости через гидрома5 гистраль 33 приводят во вращение гидромотор 23. Гидромагистраль 33 сообщена с гидромагистралью 35, поэтому жидкость поступает одновременно и к напорному золотнику 39, который настроен

0 на определенное давление, достаточное для выполнения вспомогательной операции подъема и опускания каната 15с телескопической штангой. При вращении гидромотора 23 приводится во вращение зубчатая

5 передача 24, которая в свою очередь вращает ось 22, последняя, соответственно, через шлицевое соединение - барабан 18, на котором намотан канат 15с втулками 16. Происходит опускание рабочего органа 26 на

0 забой. Как только рабочий орган входит в контакт с забоем, в гидромагистрали 35 поднимается давление жидкости, достигая значения, при котором открывается напорный золотник 39.

5 Жидкость через гидррмагистрали 36 и 37 поступает в штоковые полости гидроцилиндров 27. Так как штоки гидроцилиндров связаны с обоймой 28 механизма принудительной подачи рабочего органа, происходит отход сухарей 29 от упора 32. Под

действием пружин 30 сухари перемещаются вверх по конической поверхности обоймы 28, зажимают втулки 16 на канате 15 и осуществляют посредством гидроцилиндров подачу рабочего органа с усилием, необхо- димым для разрушения грунта

Максимальная вепичина задавлиеания рабочего органа 26 в грунт определяется ходом штоков. После разрушения грунта подачей жидкости в гидромагистрали 34 и 38 происходит одновременное выдвижение штоков гидроцилиндров 27 и вращение гидромотора 23 в обратную сторону, что в свою очередь вызывает вращение барабана 18 и наматывание на него каната 15 При дости- жении сухарями 29 упора 32 они перемещаются вниз, сжимая пружины 30, и освобождают от захвата втулки 16 на канате 15. Жидкость, продолжая поступать в гидро- могор, обеспечивает полный подъем каната 15, складывание телескопической штанги и выход рабочего органа с грунтом из забоя За счет постоянного вращения рабсчв о органа от вала отбора мощности базовой машины происходит разбрасывание разрушенного грунта Затем цикл бурения повторяют.

Формула изобретения 1. Устройство для бурения скважин, включающее раму базовой машины, поро- доразрушающий рабочий орган, телескопическую штангу, соединенную нижней

секцией с рабочим органом, канат подвески телескопической штанги нижний конец которого соединен с нижней секцией телескопической штанги, а верхний - с барабаном лебедки и вращатель, отличающееся тем, что, с целью уменьшения высоты и повышения эффективности работы за счет увеличения нагрузки на забой, оно снабжено механизмом принудительной подачи рабочего органа, выполненным из гидроцилинд- роа, корпуса которых установлены на раме. из обоймы с конической внутренней поверхностью соединенной со штоками гидроци- линдроа из втулок, размещенных на канате подвески, и из подпружиненных конических сухарей, размещенных внутри обоймы с возможностью взаимодействия с втулками, при этом нижняя секция телескопической штанги соединена с канатом подвески с возможностью вращения, барабан лебедки установлен с возможностью осевого перемещения, а торцовые поверхности втулок выполнены в форме сферы, одни из которых выпуклые, другие - вогнутые

2Устройство поп 1.отличающее- с я тем, что внутренние отверстия втулок выполнены с двусторонними скосами.

3Устройство поп 1,отличающее- с я тем что телескопическая штанга снабжена центрирующими кольцами, установленными между втулками и внутренними поверхностями секций телескопической штанги

Изобретение относится к строительству и буровой технике и м.б. использовано для бурения скважин. Цель изобретения - уменьшение высоты и повышение эффективности работы за счет увеличения нагрузки на забой. Устройство подвешено на базовой машине и состоит из телескопической штанги (Ш), рабочего органа (РО), каната подвески Ш, соединенного с барабаном 18 лебедки, вращателя и механизма принудительной подачи РО. Механизм включает гидроцилиндры 27, корпуса которых установлены на раме базовой машины, обойму 28 с конической внутренней поверхностью, втулки (В) 16, размещенные на канате, и подпружиненные конические сухари 29, размещенные внутри обоймы 28 с возможностью взаимодействия с В 16. Обойма 28 соединена со штоком гидроцилиндров. Нижняя секция Ш скреплена с РО и соединена с нижним концом каната подвески Ш с возможностью вращения Барабан 18 установлен с возможностью осевого перемещения. Торцовые поверхности В 16 выполнены в форме сферы, одни - выпуклыми, другие - вогнутыми. Внутренние отверстия В 16 имеют двусторонние скосы Центрирующие кольца Ш установлены между В 16 и внутренними поверхностями секций Ш. Вращатель передает момент Ш и РО, а осевую нагрузку осуществляет механизм принудительной подачи РО. При опускании штоков гидроцилиндров 27 обойма 28 взаимодействует с сухарями 29, последние обжимают В 16 и опускают канат подвески и РО, раздвигая секции Ш. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. б-б г Ё О OJ 00 СО о о

Фиг1

гз

Фиг 2

9t

I

Ш

//

60C8C91

(Риг.7