Буровая установка Советский патент 1992 года по МПК E21B3/02 

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к буровым установкам с приводным профильным валом подвижного вращателя.

Известна буровая установка, включающая связанный с угловым редуктором приводной профильный вал, гидроцилиндр подачи и установленный на приводном валу подвижный вращатель, ведущая шестерня которого связана с приводным валом зубчатой муфтой из двух частей, заключенных в обойму, причем муфта выполнена с пазами и снабжена диском, выполненным с двумя выступами, расположенными в двух перпендикулярных плоскостях, под пазы.

К недостатку указанной буровой установки относится малая длина приводного профильного вала, органичивающая применение стандартных бурильных труб длиной 4,5 м. Увеличение длины приводного вала ведет к недопустимой его вибрации, преждевременному выходу из строя всей приводной системы, включая подшипники вращателя.

Известна также буровая установка, включающая базовую машину, привод с угловым редутором, основной и дополнитель- ный приводные валы с наружной профильной поверхностью, мачту, подвижный вращатель, установленный на дополнительном приводном валу с возможностью осевого перемещения по нему, и гидроцилиндр со штоком, связанным с дополнительнымприводным валом непосредственно, а с подвижным вращателем - через полиспастную систему удвоения хода вращателя в виде гибких звеньев с роликами подъема и подачи вращателя, причем увеличение хода вращателя достигается введением дополнительной подвижной мачты, связанной с дополнительным приводным валом с возможностью осевого перемещения вдоль основной мачты, при этом подвижный вращатель размещен на дополнительной подвижной мачте и кинематически связан с основным приводным валом посредством редуктора, установленного в дополнительной мачте с возможностью осевого перемещения вдоль основного приводного вала.

К недостатку указанной буровой установки относится необходимость в дополни- тельной мачте и в значительном усложнении основной мачты для размещения в ней дополнительной, а также необходимость в дополнительном редукторе, что усложняет конструкцию мачты и приводного вала.

Целью изобретения является упрощение конструкции мачты и приводного вала.

Поставленная цель достигается тем, что в буровой установке, включающей базовую машину, привод с угловым редуктором, основной и дополнительный приводные валы

с наружной профильной поверхностью, мачту, установленный на дополнительном приводном валу с возможностью осевого перемещения подвижный вращатель и гидроцилиндр со штоком, связанный с допол0 нительным приводнымвалом непосредственно, а с подвижным вращателем - через полиспастную систему удвоения хода в виде гибких звеньев с роликами подь- ема и подачи вращателя, дополнительный

5 приводной вал выполнен пустотелым, установлен телескопически на основном приводном валу и связан с последним упругой муфтой, ведущая полумуфта которой выполнена с отверстием, конгруэнтным профиль0 ной поверхности основного приводного вала, и установлена с возможностью осевого перемещения относительно последнего, а ведомая полумуфта жестко закреплена на нижнем конце дополнительного приводнр5 го вала.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой буровой установки; на фиг. 2 - упругая муфта, установленная между основным и дополнительным валами ус0 тановки.

Буровая установка включает базовую машину 1 с коробкой 2 передач, угловым редуктором 3 и мачтой 4, ось 5 поворота которой находится на оси выходного вала

5 углового редуктора 3. Е мачте 4 установлены два гидроцилин/.ра о со штоками 7, на концах которых жестко закреплена верхняя каретка 8 с направляющими 9, взаимодействующими с мачтсй 4.

0Выходной вал углового редуктора 3 карданным телескопическим валом 10 связан с осноы.ь;;/ приводным валом 11, имеющим профильную наружную поверхность и закрепленным с возможностью вращения в

5 диафрагме 12. Для обеспечения возможности бурекия наклонных скважин ось 5 поворота мачты 4 равноудалена от центров шарниров карданного вала 10. В мачте 4 имеется также нижняя каретка 13с направ0 ляющимл 14, взаимодействующими со стойками мачты. ДополнигольныЛ приводной вал 15, выполненный пустотелым и с профильной наружной поверхностью, своими нижним и верхним концами установлен с

5 возможностью вращения в нижней 13 и верхней 8 каретках и связан с основным валом 11 упругой муфтой 16,

Ведущая шестерня подвижного вращателя 17 имеет профильное отверстие, взаимодействующее с дополнительным валом

15, ведомая шестерня вращателя 17 посредством шпинделя связана с буровым инструментом (не показан).

Гибкое звено 18 закреплено одним концом на вращателе 17, огибает ролики 19 подъема вращателя, установленные на каретке 8, и вторым концом закреплено на мачте 4. Гибкое звено 20 закреплено одним концом на вращателе 17, огибает ролики 21 подачи вращателя, установленные на карет- ке 13, и вторым концом закреплено на мачте 4. Упругая муфта 16 содержит ведущую полумуфту 22 (фиг, 2), взаимодействующую с валом 11 профильным отверстием и установленную с возможностью осевого пере- мещения на валу 11, закрепленные на полумуфте 22 кронштейны 23, ведомую полумуфту 24 с кронштейнами 25, жестко закрепленную на дополнительном валу 15. Между тангенциально размещенными на по- лумуфтах 22 и 24 кронштейнах 23 и 25 установлены пружины 26.

Буровая установка работает .следующим образом.

Вращение от транспортного (или палуб- ного) двигателя базовой машины 1 через коробку 2 передач и далее через угловой редуктор 3 и телескопический карданный вал 10 передается на основной приводной вал 11, взаимодействующий своей наруж- ной профильной поверхностью с ведущей полумуфтой 22 муфты 16. Далее через пружины 26 вращение передается на ведомую полумуфту 24, а с нее - Hd дополнительный приводной вал 15, взаимодействующий своей наружной профильной поверхностью с ведущей шестерней подвижной вращателя 17.

Подъем и подача вращателя 17 осуществляются гидроцилиндрами 6, со штоками 7 которых жестко связана подвижная система каретка 8 - дополнительный вал 15 - каретка 13 - ролики 19 и 21. При перемещении штока 7 указанная система перемещается относительно мачты 4 со скоростью штока 7, а вращатель 17 благодаря полиспастной

системе удвоения хода - с удвоенной скоростью относительно основного вала 11, т.е. вращатель 17 перемещается относительно дополнительного вала 15 и вместе с ним относительно основного приводного вала 11.

При установке мачты 4 под углом к вертикали равноудаленное положение оси 5 по- ворота мачты от центров шарниров карданного вала 10 обеспечивает симметричные и равные углы наклона последнего к выходному валу редуктора 3 и к основному валу 11, что позволяет использовать предлагаемую установку для бурения наклонных скважин. Установка упругой муфты между основным 11 и дополнительным 15 валами позволяет избежать выполнения внутреннего профильного отверстия в дополнительном валу 15 и получить мягкую связь в приводе вращателя, снизив динамические нагрузки и вибрацию в механизмах установки и в буровом инструменте.

Формула изобретения Буровая установка, включающая мачту, привод с угловым редуктором и размещенные внутри мачты основной и связанней с ним дополнительный приводные валы с наружной профильной поверхностью, вращатель, установленный на дополнительном приводном валу с возможностью осевого перемещения, и гидроцилиндр, шток которого связан с дополнительным приводным валом и через полиспастную систему удвоения хода с вращателем, отличающаяся тем, что, с цель.о упрощения конструкции, дополнительный приводной вал выполнен пустотелым, установлен телескопически на основном приходном залу и связан с ним посредством муфты, ведущая полумуфта которой выполнена с отьерстием, конгруэнтным профильной поверхности основного приводного вала, и установлена на нем с возможностью осевого перемещения, а ведомая полумуфта жестко закреплена на нижне- конце дополнительного приводного вала.

43

26

Изобретение относится к буровым установкам с приводным валом подвижного вра- щателя (ПВ) и позволяет упростить конструкцию установки. Приводнгой вал (В) ПВ 17 выполнен в виде основного В 11 с профильной наружной поверхностью, связанного с редуктором 3 телескопическим карданным В 10. и дополнительного В 15 с профильной наружной поверхностью, установленного телескопически на В 11 и взаимодейству ющего с ПВ 17. Между собой В 11 и 15 связаны упругой муфтой 16. Установка снабжена гидроцилиндрами 6со штоками 7, на которых закреплены каретки 8, 13, В 15 и ролики 19,21 полиспастной системы удвоения хода ПВ 17. Полиспастная система перемещает со скоростью штока 7 ПВ 17 относительно В 15 и с удвоенной скоростью ПВ 17 относительно В 11. Ось 5 поворота мачты 4 равноудалена от центров шарниров В 10 и находится на оси углового редуктора 3. Это позволяет осуществлять бурение установкой наклонных скважин и укладку мачты в транспортное положение. Т.обр. конструкция приводного В позволила получить необходимую величину хода ПВ 17 в однокаркасной мачте. 2 ил. со с 4 О со 1

ft и г. 2.