Устройство для бурения скважин для установки полимерных гидроигл Советский патент 1991 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к устройствам для вибровращательного бурения скважин и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и строительстве при гидрооттаивании мерзлого грунта с предварительной установкой полимерных труб в скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет сокращения вспомогательных работ при одновременном повышении безопасности

На фиг 1 изображено устройство для бурения скважин для установки полимерных гидроигл, общий вид, до начала бурения; на фиг, 2 - то же в процессе бурения; на фиг. 3 - то же при погружении гидроиглы (окончании бурения); на фиг. 4 - то же после погружения гидроиглы

Устройство состоит из подрессоренной рамы 1 с вибровращательной кареткой 2, привода О, мачты 4, имеющей упоры 5 для ограничения движения рамы 1 вверх и кулаки 6 для фиксирования рамы 1 е верхнем положении. На раме 1 закреплен блок 7, через котопый проходит канат лебедки 8. На шпмндеть каретки 2 навинчена штанга 9 с коронкой 10. Штанга 9 размещена внутри обсадной трубы 11. В верхней части обсадной трубы 11 выполнена прорезь 12, через которую в процессе бурения выдается буровой шлам, а после окончания бурения вставляется полиэтиленовая гидроигла 13. Обсадная труба 11 соединена с наковальней 14, которая шарнирно соединена с тра- серссй 15, имеющей возможность перемещения по направляющим мачты 4 и взаимодействующей с кулзками 6. Под траверсой 15 установлен скользящий по обсад ной трубе 11 элеватор 16, через который пропущен канат 17 лебедки 8, а свободным концом закрепленный на корпусе каретки 2. В нижней части мачты 4 шарнирно установлены упоры 18, снабженные подпружиненными жесткими тягами 19 с выступами 20,

Устройство работает следующим образом.

Вначале устройство оснащают бурильной штангой 9 с коронкой 10 и обсадной трубой 11. Для этого лебедку 8 включают на спуск и элеватор 16 совместно с траверсой 15 на канате 17 движется вниз до того момента, пока траверса не будет остановлена в упорах 18. Рама 1 с кареткой 2 зафиксированы на подпуржиненных кулаках 6 (фиг. 3 без позиций 9-12). Отключают лебедку 8. Наковальню 14 поворачивают в шарнире траверсы 15 и устанавливают ее горизонтально. В таком положении в нее ввинчивают обсадную трубу 11. Затем в трубу 11 вставляют штангу 9 с коронкой 10 и фиксируют штангу в трубе зажимами (не показаны).

Включают лебедку 8 на подъем, и рама 1 поднимается до стыка с выступами 20, заставляя последние перемещаться вверх и поднимать за собой тяги 19, которые раскрывают упоры 18. освобождая траверсу 15. После раскрытия упоров 18 начинает движение вверх элеватор 16, поднимая траверсу 15 с обсадной трубой 11 и вложенной в нее штангой 9 с коронкой 10. По мере подъема вверх наковальня 14, поворачиваясь в шарнире, занимает вертикальное положение, в результате чего труба 11 и штанга 9 также будут вертикальным. При контакте верхнего конца штанги 9 со шпинделем вращателя каретки 2 лебедку 8 отключают и РКЛЮЧЭЮТ привод 3, Вращением шпинделя

осуществляется навинчивание штанги 9. Зажимы снимают, и устройство подготовлено к работе.

Включают лебедку 8 на подьем, и элеватор 15 перемещает вверх траверсу 15 с обсадной трубои 11 до стыка наковальни 14 с бойком каретки 2, при этом траверса 15 отжимает подпружиненные кулаки 6 (фиг 1) для свободного прохождения рамы 1 вниз.

Переключают лебедку8 на спуск, и рама

1и каретка 2 совместно с обсадной трубой 11, штангой 9, коронкой 10, траверсой 15, элеватором 16 начинают движение вниз (фиг. 2). При движении вниз имеет место

напуск каната i так как масса бурового агрегата свободно опирается на обсадную трубу 11, штангу 9.

При соприкосновении коронки 10 с поверхностью земли в штангу 9 подают воду и

включают вращатель каретки 2., Начинается проходка лидерной скважины. Затем обсадная труба 11 соприкасается с поверхностью земли, включает вибратор каретки 2 и начинается осадка обсадной трубы в лидерную

скважину (благодаря ударам бойка каретки

2по наковальне 14). Погружению обсадной трубы 11 способствует размыв стенок скважины промывочной водой. Буровая мелочь выдается через прорезь 12. Проходка лидерной скважины и виброударная осадка обсадной трубы 11 продолжаются до тех пор, пока траверса 15 не пройдет упоры 18, которые прекратят ее перемещение. Тогда выключают лебедку и вибратор (фиг. 2). Поеле осветления промывочной воды отключают вращатель, а лебедку 8 включают на подъем.

Так как траверса 15 зафиксирована, то канат лебедки 8 поднимает раму 1 с кареткой 2 и штангу 9 с коронкой 10 (фиг. 3). а обсадная труба продолжает находиться в скважине.

Подъем рамы идет до тех пор, пока она

не пройдет кулаки 6 (фиг. 3 ). Лебедку 8

переключают на спуск, и рама 1 садится на

кулаки 6, а элеватор 16 под действием силы

тяжести опускается по обсадной трубе до

упора в основание мачты, открывается про0 резь 12 (фиг. 3)

В скважину через прорезь 12 опускают гидроиглу (отрезок полимерной трубы заданной длины). Благодаря наличию обсадной трубы 11 в скважине установка 5 гидроиглы осуществляется беспрепятственно, так как исключается осыпание стенок скважины и нет опасности падения рамы 1 в случае обрыва каната, Прорезь 12 открывается только тогда, когда рама 1 зафикси- jjoeaHa, в любом другом случае невозможен

свободный спуск элеватора 16, так как канат лебедки 8 будет испытывать натяжение.

После установки гидроиглы 13 включают лебедку 8 на подъем, и элеватор 16, закрывая прорезь 12, поднимается до упора в траверсу 15, но так как траверса 15 зажата упорами 18. то элеватор останавливается (фиг. 4). При этом лебедка 8 продолжает работать на подьем и рама 1 поднимается и перемещает вверх выступы 20, которые че- рез тяги 19 открывают упоры 18. Освобожденная траверса 15 под действием скользящего элеватора 16 начинает движение вверх, извлекая из скважины обсадную трубу 11 (фиг. 4). Полимерная гидроигла 13 остается в скважине, так как ее подъему препятствует коронкз 10.

Во время извлечения обсадной трубы 11 рама 3 прижата к упорам 5 (фиг. А). При увеличении сопротивления извлечению об- садной трубы 11 включают вибратор каретки 2 и в результате наложения колебаний на обсадную трубу 11 (через канат 17, конец которого закреплен на корпусе каретки) сопротивление ее извлечению снижается. Ког- да траверса 15 достигнет кулаков 6, лебедку 8 отключают, и станок готов к переезду на другую скважину для установки очередной полимерной гидроиглы. Погруженную полимерную гидроиглу 13 соединяют с водным коллектором для подачи воды в грунт.

О Ш

Формула изобретения Устройство для бурения скважин для ус- тановки полимерных гидроигл, включающее мачту базовой машины с верхними и нижними упорами и фиксатором, раму с вибровращательной кареткой, соединенной с тросом лебедки для перемещения по мачте между упорами, обсадную трубу с наковальней для взаимодействия с вибратором каретки, и размещенную внутри обсадной трубы буровую штангу, связанную с вращателем каретки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности за счет сокращения вспомогательных работ при одновременном повышении безопасности, оно снабжено траверсой, в которой шарнирно закреплена наковальня, и установленным под траверсой с возможностью перемещения по обсадной трубе элеватором, при этом фиксатор выполнен в виде подпружиненных кулаков, закрепленных на мачте между упорами, нижние упоры установлены шарнирно и снабжены подпружиненными тягами с выступами, а элеватор соединен с рамой с возможностью их взаимного перемещения друг относительно друга посредством троса лебедки, свободный конец которого закреплен на каретке, причем рама установлена с возможностью взаимодействия с выступами тяг и-кулаками, а траверса - с кулаками и нижними упорами.

ПУЛ ..

34 S; S °

/77

Изобретение относится к области строительства и м.б. использовано для вибровращательного бурения скважин, применяемых для гидрооттаивания мерзлого грунта, с предварительной установкой в скважине полимерных игл. Цель изобретения - повышение эффективности за счет сокращения вспомогательных работ при одновременном повышении безопасности. Устройство включает мачту 1 базовой машины с подпружиненными кулаками 6 и упорами 5, 18, из которых упоры 18 установлены шарнирно и снабжены подпружиненными тягами 19 с выступами 20, и раму 2 с вибровращательной кареткой (К) 3, соединенную торсом 17 лебедки 8 через блок 7, закрепленный на раме 2, с мачтой 1 и элеватором 16. К вращателю К 3 присоединена буровая штанга 9 с коронкой 10. Элеватор 16 установлен ниже траверсы 15 с возможностью перемещения относительно рамы 2 и траверсы 15 по обсадной трубе (ОТ) 11 посредством троса 17, свободный конец которого закреплен на К 3. Траверса 15 шарнирно связана с наковальней 14 и установлена с возможностью взаимодействия с вибратором К 3. Рама 2 установлена с возможностью взаимодействия с выступами 20 и кулаками 6, а траверса 15 - с упорами 18 и кулаками 6. При бурении скважины коронка 10 и ОТ 11 погружаются одновременно. После завершения углубки через прорезь 12 в ОТ 11 устанавливают гидроиглу. Буровую штангу 9 и ОТ 11 извлекают из скважины раздельно. 4 ил.

фиг.4