Установка для бурения скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B7/02 E21B7/24 

Изобретение относится к буровым машинам на железнодорожном ходу для бурения скважин под опоры контактной сети.

Известен буровой станок, содержащий направляющий механизм бурового снаряда с шатуном механизма.

Недостаток его - не обеспечивается вылет 6,5 м бурового снаряда до опор контактной сети относительно железнодорожного транспортного средства, что объясняется особенностями построения кинематической цепи механизма Эванса, в котором траектория прямолинейно движущейся точки шатуна должна пройти через центр оси кривошипа в плоскости чертежа механизма, поэтому обеспечить вылет бурового снаряда одним увеличением длины шатуна невозможно.

В качестве прототипа выбрано устройство для бурения скважин, содержащее прямолинейно-направляющий манипулятор рычажно-кулачкового типа с телескопическим звеном.

Конструкция телескопической стрелы сложна за счет работы ее под нагрузкой с одновременным изменением вылета для корректировки траектории движения точки, являющейся центром шарнирного соединения подвижного звена стрелы с буровым снарядом.

Для обеспечения работоспособности стрелы подвижное соединение звеньев необходимо выполнять с повышенной точностью, увеличивать длину заделки подвижного звена, усиливать направляющие. При бурении мерзлых и прочных грунтов в кулачковой паре возникают значительные нагрузки, для их снижения необходимо выбирать рационапьные углы давления, что приводит к неоправданному увеличению размеров конструкции, увеличивает металлоемкость, снижает технологичность.

Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение металлоемкости и уменьшение габаритов.

о

fe

Х|

XJ

СЛ СП

Јw

N

Достигается это тем, что в установке для бурения скважин, содержащей транспортное средство с рамой и стрелу манипулятора, шарнирно связанную одним концом с рамой, а другим - с буровым инструментом и приводом, стрела выполнена в виде двух кинематически связанных шарнирных четы- рехзвенников, содержащих общее ведущее звено, входящее в три кинематические пары, и общий шатун, причем буровой снаряд связан с шарнирным соединением двух крайних звеньев одного из четырехзвенни- ков, а рама выполнена с возможностью наклона в вертикальной плоскости относительно своей центральной оси, которая параллельна продольной оси транспортного средства.

На фиг. 1 показана буровая машина, общий вид; на фиг. 2 - прямолинейно-направляющий манипулятор.

Установка для бурения скважин содержит железнодорожное транспортное средство 1, нижнюю раму 2, установленную в опорах 3, с осью качания параллельной оси железнодорожного пути, гидроцилиндры 4, связанные с рамой 2 и обеспечивающие необходимый угол ее установки.

Стрела манипулятора 5 смонтирована на верхней поворотной раме б и выполнена в виде двух кинематически связанных шарнирных четырехзвенников. Основной шарнирный четырехзвенник содержит ведущее звено 7, входящее в три кинематические пары, стойку 8, закрепленную на раме 6. раскос 9 и шатун 10, служащий входным звеном присоединенного четырехзвенника. Присоединенный четырехзвенник содержит часть ведущего звена 7, шатун 10, звенья 11 и 12, шарнирно соединенные в точке 13, причем буровой снаряд 14 шарнирно связан в этой точке с указанными звеньями и имеет прямолинейную траекторию движения при повороте ведущего звена 7. Привод 15 связан с буровым снарядом 14 и обеспечивает его вращение. Силовой гидроцилиндр 16 шарнирно связан с корневой частью звена 7, а гидроцилиндр 17 шарнирно связан с концевой частью эвена 7 и буровым снарядом 14 с возможностью регулирования угла установки бурового снаряда.

Установка работает следующим образом.

На криволинейном участке железнодорожного пути, где наружный рельс превы- шает внутренний, для получения вертикальной траектории бурового снаряда 14 раму 6 устанавливают горизонтально. Буровой снаряд 14 наводят на скважину и гидроцилиндром 17 устанавливают верти- кально, от привода 15 он получает вращающий момент, а от гидроцилиндра 16 - осевое усилие.

Если бурение ведется на крутом откосе железнодорожного полотна, то предвари- тельно выбуривается приямок.

Для этого раму 6 наклоняют на максимальный угол в сторону наружного рельса, при этом траектория движения бурового снаряда отклоняется от вертикали. Гидро- цилиндром 17 придают необходимый угол наклона буровому снаряду и бурят приямок. Последующие операции ведут в порядке, указанном выше.

Установка обеспечивает круглогодич- ное бурение скважин правильной цилиндрической формы глубиной не менее 4,5 м в грунтах любой категории, проста в изготовлении и надежна в работе.

Формула изобретения

Установка для бурения скважин, содержащая транспортное средство с рамой и стрелу манипулятора, шарнирно связанную одним концом с рамой, а другим - с буровым

инструментом и приводом, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости и уменьшения габаритов, стрела выполнена в виде двух кинематически связанных шарнирных четырехзвенников,

содержащих общее ведущее звено, входящее в три кинематические пары, и общий шатун, причем буровой снаряд связан с шарнирным соединением двух крайних звеньев одного из четырехзвенников, а рама выполнена с возможностью наклона в вертикальной плоскости относительно своей центральной оси, которая параллельна продольной оси транспортного средства, и установлена с возможностью поворота в

горизонтальной плоскости.

16

д

Ц ff

фиг.г

Использование: в установках для бурения скважин под опоры контактной сети. Сущность изобретения: стрела манипулятора выполнена в виде двух кинематически связанных шарнирных четырехзвенников. Они содержат общее ведущее звено и общий шатун. Ведущее звено входит в три кинематические пары. Буровой снаряд шар- нирно связан с шарнирным соединенном двух крайних звеньев внешнего четырех- звенника. Внутренний четырехзвенник шарнирно связан с рамой транспортного средства. Рама имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости и наклона в вертикальной плоскости относительно своей центральной оси. Последняя параллельна продольной оси транспортного средства. 2 ил.