Буровой станок Советский патент 1979 года по МПК E21B7/02 E21B19/14 

1

Изобретение относится к буровой технике.

Известны буровые станки для, бурения скважин, включающие ходовую тележку, платформу, мачту, траверсу, вращатель, состоящий из двигателя и редуктора, кассету со штангами и приводом 1.

Недостаток этого станка заключается в невозможности совмещения операций наращивания штанг с бурением и операций разборки става с подъемом штанг.

Известен буровой станок, включающий ходовую тележку с платформой, на которой установлена мачта, кассету и подвижную траверсу с вращателем и его приводом 2.

Вспомогательные операции по наращиванию бурового става, а именно подача очередной щтанги на ось бурения и ее навинчивание на предыдущую, проводятся после выполнения основной операции (бурения), т. е. последовательно. Операции подъема и разборки бурового става (отвинчивание щтанги и ее отвод с оси бурения) также проводятся последовательно с подъемом.

При эксплуатации станка на уго,тьных разрезах, т. е. при бурении скважин ujapoшечными долотами в породах средней крепости и слабых (в отличие от бурения крепких пород на рудных карьерах), удельные затраты времени на выполнение основной и вспомогательной операции становятся сопостави.мыми по величине. При использовании режущих долот удельные затраты времени на вспомогательные операции больше, чем на основную. Значительные затраты времени на вспомогательные операции ограничивают сменную производительность бурового станка.

Целью изобретения является сокращение времени проведения вспомогательных операций за счет совмещения операций наращивания штанг с бурением и операции разборки става с подъемом штанг.

Это достигается тем, что кассета размещена на подвижной траверсе и снабжена дополнительным приводом для свинчивания и развинчивания штанг и заключена в герметичный кожух со штуцером для подвода воздуха.

Размещение кассеты и вращателя на подвижной траверсе позволяет во время выполнения основной операции (бурения) повернуть кассету на заданный угол, т. е. подать следующую штангу на ось бурения, и с помощью специального устройства навинтить ее на предыдущую щтангу, а во время подъема штанги отвинтить предыдущую и от вести ее с оси бурения. Размещение кассеты в герметичном кожухе позволяет выполнить операцию наращивания следующей штанги, не прекращая подачу воздуха по штангам на забой скважины.

На фиг. 1 изображен предлагаемый буровой станок, общий вид; на фиг. 2 - блок вращателя и кассеты, разрез.

Буровой станок содержит ходовую тележку 1, платформу 2, мачту 3, блок 4 вращателя и кассеты с подающим механизмом, например канатно-полиспастным.

Блок вращателя и кассеты смонтирован на траверсе 5 и содержит двигатель 6: редуктор 7 и проходной шпиндель 8 с гидропатроном 9 вращателя, колонну 10, на которой установлены барабан 1 1 кассеты со штангами 12 и фи.ксаторами 13 и толкатель 14, а также дополнительный двигатель 15 с цилиндрами 16 и муфтой 17. Кассета окружена герметичным кожухом 18 со штуцером 19, к которому присоединяется гибкий шланг для подвода воздуха. Уплотнение в проходном шпинделе 8 обеспечивается вращающейся манжетой 20, неподвижной относительно штанги 21, либо зажимным гидропатроном цангового типа.

На платформе 2 смонтирован гидрозажим 22 щтанги 21.

Буровой станок работает очедующим образом.

К началу цикла бурения очередной щтанги 21 блок 4 находится в верхнем положении. Гидропатрон 9 зажимает верхний конец щтанги 21 и при включении вращения и подачи передает эти движения штанге с долотом. Воздух для очистки скважины подается от компрессора по шлангу, присоединенному к штуцеру 19, в кожух 18 и далее по каналу штанги 21 к долоту на забои скважины. Гидрозажим 22 при этом разжат.

В процессе бурения и подачи блока 4 вниз толкатель 14 поворачивает кассету на заданный угол и последующая щтанга 12 устанавливается на ось бурения О-0. Муфта с приводом от двигателя 15 и цилиндров 16 захватывает ниппель штанги 12, фиксатор 13 отключается и освобождает штангу. Двигатель 15 с муфтой 17, вращая щтангу 12 с частотой tom больше чем частота oim вращения шпинделя 8 и штанги 21, навинчивает щтангу 12 на щтангу 21. Воздух при этом поступает в штангу 12 через окна 23 и канал муфты 17. После навинчивания щтанги 12 муфта 17 возвращается в исходное положение.

По окончании цикла бурения блок 4 опускается в крайнее нижнее положение.

гидрозажим 22 зажимает штангу 21, гидропатрон 9 разжимается и блок поднимается, при этом штанга 12, соединенная с зафиксированной гидрозажимом 22 штангой 21, выходит из кассеты. Блок 4 достигнет верхнего исходного положения, гидропатрон 9 зажимает верхний конец штанги 12 и цикл бурения повторяется.

Подъем и разборка штанг производится в обратной последовательности, при этом во время опускания блока 4 гидрозажим 22 зажимает щтангу, гидропатрон 9 разжат и пропускает щтангу, которая входит в кассету. Затем гидропатрон 9 зажимает щтангу, гидрозажим 22 отпускает ее и блок 4 поднимается. Во время подъема поступивщая в кассету штанга с помошью муфты 17 отвинчивается, после чего кассета, поворачиваясь на заданный угол, отводит штангу с оси бурения.

Предлагаемая конструкция обеспечивает совмещение основной и ряда вспомогательных операций наращивания и разборки става штанг, т. е. сокращает время вспомогательных операций.

Совмещение во времени операции подачи и навинчивания штанги с операцией бурения, операций развинчивания штанг и отвода штанги с операцией подъема штанги при ходе блока вверх по мачте сокращает общее время выполнения вспомогательных операций на 40-50% по сравнению с затратами времени на последовательно выполняемые аналогичные операции у известных станков. Производительность бурового станка повыщается на 20-30% при бурении скважин в крепких породах и на 40-50%в породах средней крепости и слабых.

Формула изобретения

Буровой станок, включающий ходовую тележку с платформой, на которой установлена мачта, кассету и подвижную траверсу с вращателем и его приводом, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени проведения вспомогательных операций за счет совмещения операций наращивания штанг с бурением и операций разборки става с подъемом штанг, кассета размещена на подвижной траверсе и снабжена дополнительным приводом для заключения в герметичный кожух со штуцером для подвода воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 502109, кл. Е 21 С 1/00, 1970.

2.Оборудование для механизации производственных процессов на карьерах. М.., Недра, 1974, с. 38-43.