Буровая установка Советский патент 1979 года по МПК E02D7/18 

1

Изобретение относится к строитеяьпой технике, а именно к конструкциям буровы установок.

Известна буровая установка, содержашая неподвижный корпус, в котором размешен подвижный корпус с вибровоабудйтелем, включающим дебалансь1 с вапами, связанные с приводом врашения Cl3 .

Недостаток указанной усгаиовки заключается в сложности механизма преобразования возвратно-поступательного цвиження поршня во вращательное движение. рабочего органа.

Известно в другое устройство, содер жашее неподвихсный корпус, в котором

размешен подвижный корпус с вибровозбуднтелем, включающим дебалансы с валами связанные с приводом врашения, демпфер- ные пружины, наковальню, и вертикальную пустотелую штангу, при этом подвижнь1й корпус установлен с возможностью пере- мешения по направляющим неподвижного корпуса параллельно оси штанги 2 .

Недостаток указанной установки заключается в высоких энергетических затрата

Целью изобретения является снижение энергетических затрат.

Указанная цель достигается тем, что валы дебалансов установлены под углом друг-к другу и к оси штанги, при этом они кинематически связаны посредством угловой передачи с приводом врашения.

На фиг. 1 дан обший вид буровой установки; на фиг. 2 - вибровозбудитель со штангой в разрезе; на фиг. 3 - вибровозбудитель с.частичным вырезом неподвижного корпуса, вид в аксонометрии.

Буровая установка содержит пустотелую штангу 1 с закрепленной на ее нижнем конце реактивной горелкой 2. На штанге 1 жестко закреплен вибровозбуди- тель, содержаший неподвижный корпус 3 с направляющими 4.

Корпус 3 выполнен с верхним 5 и нижним 6 днишами, между которыми на направляюших 4 установлен ; подвижный корпус 7 вибровозбудителя, при этом попвижный корпус 7 установлен с возможно стью перемещения по направпякниим 4 не подвижного корпуса 3 параляельяо оси шганги 1. В корпусе 7 наклонно цруг относител но друга и к оси штанги 1 установлены валы.8 с дебалансами 9, при этом они кинематически сЪязаны. посредством уг ловой передачи, например, червячного колеса 10 н червяка 11 с валом 12 привода 13 вращения. , Между корпусами 3 и 7 в верхней части установлены демпферные пружины 14, взаимойействуюшие с корпусом 7 вибровозбудителя, при этом в нижней ча ти корпуса 7 установлен ударник 15. Ударник 15 взаимодействует с наковальней 16, закрепленный на нижнем дни ше 6. Корпус 3 посредством упоров 17 закреплен на штанге 1. На штанге 1 установлен скользящий захват 18, посредством которого штанг 1 прикреплена к рычагам 19 навесного оборудования транспортного грузоподъемного средства 20. Топливные емкости и источники с окислителем (не показаны) транспортног средства 21 связаны с реактивной горел кой 2. Буровая установка работает следующим образом. Буровую установку устанавливают над местом для прохода ствола скважины и запускают реактивную горелку 2, при этом топливо и окислитель поступают в горелку 2 и оказывают тепловое воздействие на грунт. Затем запускают вибровозбудитель, при этом включается привод вращения 13 и приводится во вращение вал 12, который посредством червяков 11 угловых передач врашает червячные колеса 10, а вместе с ними валы 8 с дебалансами 9. Дебалансы вращаются синхронно во встречных направлениях в противоположных фазах. , Вследствие наклона валов 8 по отношению к оси штанги 1 возникает поступательно-вращательное движение вибровозбудителя. Из-за наклона валов 8 по отношению к оси штанги Зл- вибровозбудитель является источником сложных пространственных колебаний, которые, с помощью изBecTHbix принципов механики, например за1сона независкмостт действия сил, мож- но разложить по взаимноперпендикулярным направлениям и представить из как сово купность чисто крутильных импульсов, действующих в горизонтальной плоскости. И чисто возвратнопоступательных импульсов, действующих вдоль оси шганги 1, Поэтому вибровозбуаитель с наклонными валами 8 совершает поступагельновращательное движение. При этом подвижный корпус 7 совершает колебательные движения, перемещаясь по направлякндим 4, совершая направленные виброудары ударника 15 по наковальне 16. Эффект направленного виброудара повышается вследствие наличия демпферных пружин 14, которые сжимаясь замедляют ход корпуса 7 вверх и разжимаясь повыщают скорость хода корпуса 7 вниз, увеличивая энергию удара устройства на пустотелую штангу 1. Таким образом; возникает поступательная составляющая движения пустотелой штанги 1. Вращательная составляющая движения пустотелой штанги 1 возникает вследстеие разности маховых моментов относительно оси штанги в различных фазах вращения дебалансов на наклонйых осях. Различие в маховых моментах дебапан- сов в различных фазах обусловлено тем, что при постоянной их массе и угловой скорости вращения центры масс дебалансов находятся от оси штанги на переменном асстоянии, поэтому, когда центры масс ебалансов находятся близко к оси штанги. аховой момент принимает минимальное начение, и наоборот, когда они находятсяалеко - т 1аховой момент достигает своего аксимума. Кроме того, в каждом из. двух рассмотренных положений менйется и направлеЕсие инерционных сил. Поэтому результирующее вращательное движение определяется направлением махового момента, соответствующего указанному максимуму. Предлагаемая буровая установка имеет значительные техникоэкономические преимущества по сравнению с известными бурЬвыми установкамиГ Формула изобретения Буровая установка, содержащая неподвижный корпус, в котором размещен подвижный корпус с вибровозбудителем, вклюьчающим Дебалансы с валами, связанные с приводом вращения, демпферные пружины, наковальню, и вертикальную пустотелую штангу, при этом подвижный корпус установлен с вЪзможностью перемещения по направляющим неподвижного корпуса параллельно оси штанги, отличаю111 и я с я гйм, чго, с целью снижения энергетических затрат, валы дебалансов усгановпены пол углом цруг к другу и к оси шгаиги, при этом они кинематически связаны посредсгвом червячной передачи с приводом вращения.

Ис7очт нки информашиг, принятые по внимание при экспертизе

.1. Авторское свидетельство С.ССР № 263477. кл, Е 02D7/J8, 1970.

2. Патент СШЛ № 3583497, кл. 173-49, 1971.

Г Л

Фиг.1

/3

,

Hbj-flФиг. 2

5

14

Фиг.З