Буровой стол ударно-грейферной машины Советский патент 1982 года по МПК E21D1/06 E21B7/24 

(54) БУРОВОЙ СТОЛ УДАРНО-ГРЕЙФЕРНОЙ Изобретение относится к строительным буровым машинам для бурения скважин под набивные сваи, водяные колодцы, фундаменты и т. п. Известны буровые столы ударно-грейферных машин, содержащие раму, зажимной хомут и цилиндры для извлечения обсадных труб при бетонировании 1. Недостаток этих машин состоит в том, что бурение при применении такого стола производится «сплошным забоем, так как обсадные трубы, используемые при этом для зашиты скважины от обрушения, грунтовых вод и т. п., погружаются в образовавшуюся скважину под собственным весом, а цилиндры, связанные с хомутом, используются только для извлечения обсадных труб при бетонировании скважин. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, включающее станину, обсадную трубу, охватываемую зажимным хомутом с поводком, связанным с , механизмо.м качательного движения и гидроцилиндр для продольного движения 2. МАШИНЫ Недостатко.м этого устройства является применение качательного движения обсадной трубы циклического вращения ее с одновременны.м задавливанием в грунт, изменяющий характер приложения усилия резания грунта к рабоче.му органу. Практика эксплуатации буровых строительных машин показывает, что в случае осуществления качательного движения обсадной трубы характер приложения усилия к рабочему органу и.меет вид пульсирующей нагрузки, в то вре.мя как при осуществлении циклического вращения - вид ударной нагрузки. Буровой стол работает недостаточно эффективно, в особенности на тяжелых грунтах. Пель изобретения - расщирение технологических воз.можностей буроваго стола ударно-грейферной машины. Указанная цель достигается тем, что буровой стол ударно-грейферной мащины, включающий станину, обсадную трубу, охватываемую зажимным хомутом с поводком, связанным с .механизмом качательного движения и гидроцилиндр для продольного движения, снабжен переходным стаканом, размещенным в на.жи.мно.м хомуте, подпружиненным клиновым зажимом, приводом и механизмом вращения, соединенным посредством шестерни, имеющей ступицу с приводом, при этом механизм вращения имеет два опорно-поворотных приспособления, выполненных из соединенных между собой подвижных и неподвижных обойм и установленных концентричноОбсадной трубе друг над другом, между которыми концентрично обсадной трубе установлен подпружиненный клиновой зажим с возможностью контактирования с обсадной трубой, причем ступица шестерни и верхняя неподвижная обойма выполнены с наклонными поверхностями, установленными с возможностью контактирования с конусной поверхностью клинового зажима, при этом оба опорно-поворотных приспособления соединены между собой посредством гидроцилиндра с возможностью осевого перемещения.

Буровой стол снабжен фрикционным остановом, выполненным из зажимных кулаков, установленных на торце шестерни с возможностью контактирования с нижней не-подвижной обоймой, жестко соединенной с переходным стаканом.

На фиг. 1 показана установка в зажимном хомуте бурового стола; на фиг. 2 - механизм вращения, разрез; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез через зажимные кулаки фрикционного останова.

В зажимном хомуте 1 (фиг. 1 и 2) через .юводок, 2, связанный с корпусом гидроци;1индра качательного движения обсадных груб, установлен переходной стакан 3 (фиг. 2) соединенный с корпусом редуктора 4 и неподвижной обоймой 5 опорно-поворотного устройства 6, на подвихчной обойме 7 которого смонтирована шестерня 8, конусная поверхность ступицы которой контактирует с клиновыми зажимами 9 для захвата обсадной трубы 10, имеющими возвратные |фужинв1 11 и перемещаемыми в направлении к оси бурения конусной поверхностью ступицы подвижной обоймы 12 опорно-поворотного устройства 3, соединенного через гидроцилиндры 14 с опорно-поворотным устройством 6. Привод шестерни 8 осуществляется гидромотором 15 через редуктор 16 и 1иестерню 17. Фиксирование переходного стакана 3 в зажимном хомуте 1 производится гидроцилиндро.м 18. Фрикционный останов устройства (фиг. 4) включает оси 19 и зажимные кулаки 20, контактирующие с неподвижной обоймой 5 опорно-поворотного устройства 6. Забойное давление осуществляется с помощью гидроцилиндров 21

(фиг. ).

Работа бурового стола ударно-грейферной машины происходит следующим образом.

В зажимной хомут 1 (фиг. t и 2) устанавливается переходной стакан 3 для вра;цения колонны обсадных труб и фиксируется гидроцилиндром 18 хомута 1. К гидросистеме мащины производится подключение гидромоторов 15 и гидроцилиндров 14. В кольцевой проем, образованный накладными клиновых зажимов 9, устанавливается первая секция колонны обсадных труб 10 и фиксируется клиновыми зажимами 9. При включении гидроцилиндров 14 опорно-поворотное устройство 13 посредством конусной ступицы подвижной обоймы 12 воздействует на клиновой зажим 9, который перемещается вдоль конусной поверхности ступицы приводной щестерни 8 в направлении к трубе 10 до контакта с ней и ее захвата. Возвратная пружина 1} нагружается при этом растягивающим усилием. Далее включается гидромотор 15, который через редуктор 16 и П1естерню 17 передает вращение шестерне 8. Получившая вращение обсадная труба 10 подается на забой гидроцилиндрами 2 вертикального движения (фиг. 1). Таким образо.м, происходит резание забоя рао бочим органо.м обсадной трубы как это производится при колонково.м способе бурения.

В обсадной трубе образуется керн, разруЩае.мый сбрасываемым на забой ударным грейфером, и удаляется им же из обсадной трубы после его подъема для разгрузки. Проходка производится непрерывно режущим рабочим органом обсадной трубы, а разрушение керна и его удаление производится периодически. При этом производительность

а . увеличивается, а энергоемкость бурения за счет разрушения керна, а не сплошного забоя, снижается.

В случае, если режущая кро.мка обсадной трубы 10 встречает в забое препятствие, усилие разрушения которого превосходит

5 мошность .механиз.ма вращения обсадной трубы, непрерывная проходка указанным способом прекращается. Гидромоторы 15 выключаютс5;. Включается гидроцилиндр возвратно-вращательного движения обсадной

S трубы и через поводок 2, хомут 1, переходной стакан 3, корпус редуктора 4, неподвижную обойму 5 onopHf -поворотного устройства 6, ось 19 (фиг. 4), зажи.мной кулак 20, крутящий момент, развиваемый механизмом возвратно-вращательного движения

за счет сил трения, возникающих на поверхностях контакта кулака и подвижной обоймы 7, передается посредством клиновых зажимов 9 трубе 10. Так как мо.чент, развивае лый механизмом возвратно-вращательJJ ного движения хомута на порядок выше момента, :)азвиваемого механизмо.м вращения обсадной трубы, препятствие после много.кратного включения механизма будет разpyincHO.

5 Далее гидроцилиндр возвратно-вращательного движения хомута должен быть выключен, а гидромоторы 15 подключены к гидросисте.ме машины. После чего бурение может быть продолжено при непрерывном вращении обсадной трубы. Гидроцилиндры 21 хомута 1 используются при бурении для создания давления на забой и извлечения колонны обсадных труб при бетонировании набивной сваи. Таким образом, производительность машины может быть увеличена на 40%, так как во время выполнения транспортных операций по сбросу и подъему грейфера для разгрузки, которые достигают в среднем вёличины 700/о от вре мени цикла, бурение ГрГвоТится за вращения и подачи назабой колонны обсадных труб. Применение бурового стола, оснащенного механизмом вращения обсадных труб, значительно расширит возможности машиньги дает положительный эффект. Формила изобретения 1 БУРОВОЙ стол ударно-грейферной маши1. uypuDun у.,.; , f. f -f Г ны, включающий станину, обсадную трубу, охватываемую зажимным хомутом с поводком, связанным с механизмом качательного движения, и гидроцилиндр для продольного движения, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, он снабжен переходным стаканом, размещенным в зажимном хомуте, подпружинейным клиновым зажимом, приводом и механизмом вращения, соединенным посредством шестерни, имеющей ступицу с приводом, при этом механизм вращения имеет два опорно-поворотных приспособления, ъыполненных из соединенных между собой подвижных и неподвижных обойм и устан.овленных концентрично обсадной трубе друг над другом, между которыми концентрично обсадной трубе установлен подпружиненный клиновой зажим с возможностью контактирования с обсадной трубой, причем ступица шестерни и верхняя неподвижная обойма выполнены с наклонными поверхностя-/-ГГк о7Гв:ГхГсГвого зажима, при этом оба опорно-поворрт ные приспособления соединены между собой посредством гидроцилиндра с возможностью осевого перемещения. 2. Стол по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен фрикционным останово.м, выполненным из зажимных кулаков, установленных на торце шестерни с возможностью контактирования с нижней неподвижной обой b-o Ti r, п пинрнн(-)й Г прпехояным стамой, жестко соединенной с переходным стаканом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ганичев И. А. и др. Производство буровых работ в строительстве. М., Пзд-во литературы по строительству, 1966, с. 98. 2 Авторское свидетельство СССР по заявке № 2544666, кл. Е 21 D 1/06, 1977.