Устройство для бурения скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН , включающее вращатель, шпиндель, . буровой став и узел соединения шпинделя с буровым ставом, содержащий Установленную на шпинделе подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещения соответственно относительно шпинделя и бурового става, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени вспомогательных операций при сборке и разборке бурового става, устройство снабжено обоймой и поворотным фиксауором с приводом, обойма установлена на буровом ставе с возможностью в;заимодействия с ним посредством винтовых выступов , выполненных соответственно на внешней поверхности бурового ста- . ва и внутренней поверхности обоймы, S и с торцом подпружиненной втулки, при чем на наружной поверхности обоймы выполнены упоры для взаимодействия с поворотным фиксатором.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уд) Е 21 В 3/02; Е 21 В 19/00; ,Е 21 С 3/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ K! .-" Geest.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ I Б -. бй . .:-т"„-...2. Авторское свидетельство СССР

И 629338, кл. E 21 С 3/34, 1977 (прототип). (21) 3423288/22-03 (22) 22.04.82 (46) 07 .07.83. Бюл. М 25 (72) Б.Ф.Брюхов, А.С.Телешов и В.П.Судаков (71) Научно-исследовательский и проект" но-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (53) 622.242(088.8) (56) 1. Сафохин Й.С. и Катанов 6.A.

Машинист бурового станка на карьере.

И., "Недра", 1976, с.39-41., (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающее вращатель, шпиндель, . буровой став и узел соединения шпин„SU„„1027358, A деля с буровым ставом, содержащий ус" тановленную на шпинделе подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещения соответственно относительно шпинделя и бурового става, о т л и ч а ю щ е е c ÿ тем, что, с целью сокращения времени вспомогательных операций при сборке и разборке бурового става, устройство снабжено обоймой и поворотным фиксаТором с приводом, обойма установлена на буровом ставе с возможностью взаимодействия с ним посредством винтовых выступов, выполненных соответственно на внешней поверхности .бурового става и внутренней поверхности обоймы, ф и с торцом подпружиненной втулки, при чем на наружной поверхности обоймы. выполнены упоры для взаимодействия с поворотным фиксатором.

1027358

Изобретение относится к горной про мышленности, в частности к устройствам для бурения скважин.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее двигатель, ре-, 5 дуктор, корпус, шпиндель, стакан, падающую втулку и переходник для соеди" нения со штангой бурового става 1 j .

Недостатками устройства являются: продолжение вращения шпинделя и става буровых штанг после отключения двигателя в режиме расхода кинетичес" кой энергии, накопленной вращающейся системой, содержащей двигатель, шес" терни, вал и шпиндель редуктора, .ста- 15 . кан и став буровых штанг (вращение в фазе выбега или замедления), остановка шпинделя и става буровых штанг в случайном угловом положении, часто не совпадающем с заданным, необходи- 20 мость кратковременного пуска двиraтеля для устранения углового отклонения бурового става и повторение этой операции пока не будет достигнута остановка става буровых штанг в заданном угловом положении, ориентированном относительно взаимодействующих со штангой устройств и необходимом для вылолнения последующих механизированных операций, например подачи ключа или толкателя для размыкания пружинного замка, и, в результате, непроизводительные затраты времени на выполнение перечисленных операций.

Известно устройство для бурения

35 скважин, включающее вращатель, шпиндель, буровые штанги и узел соединения бурового става с вращателем бурового станка, содержащий установленную на швинделе подпружиненную втул- 40 ку, имеющую возможность осевого перемещения соответственно относительно шпинделя и бурового става $ 2) .

Устройство позволяет сократить время на соединение бурового става с

45 вращателем, но его недостатком является случайное угловое положение бу-. ровой штанги после отключения вращателя, не совпадающее с ориентированными относительно взаимодействующих со штангой устройств для выполнейия последующих механизированных операций.

Цель изобретения - сокращение времени вспомогательных операций при

: сборке и разборке бурового става.

Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения скважин, включающее вращатель, шпиндель, буровой став и узел соединения шпинделя с буровым ставом, содержащий уста" новленную на шпинделе подпружиненную втулку, имеющую возможность осевого перемещения соответственно относительно шпинделя и бурового става, снабжено обоймой и поворотным фиксатором с приводом, обойма установлена .на буровом ставе с возможностью взаимодействия с ним посредством винтовых выступов, выполненных соответственно на внешней поверхности бурового ста- . ва и внутренней поверхности обоймы, и с торцом подпружиненной втулки, причем на наружной поверхности обоймы выполнены упоры для взаимодействия с поворотным фиксатором.

На фиг.1 изображено устройство для бурения скважин; на фиг.2 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение

Б-Б на фиг. 1 (взаимное положение деталей, исходное соответствует фазе вращения перед отключением двигателя), Устройство для бурения скважин включает вращатель 1, шпиндель 2, буровой став, состоящий из штанги 3 и жестко связанной с ней. муфты 4, которая посредством замкового шарикового подшипника 5 закреплена на конце шпинделя 2 с возможностью его относительного вращения, и узел соединения .шпинделя с буровым ставом, содержащий установленную на шпинделе. 2 втулку 6 с пружиной 7 и опорным кольцом 8, имеющую воэможность осевого перемещения соответственно относительно шпинделя и бурового става посредством шлицов 9 и кулачкового соединения 10, обойму !1, поворотный фиксатор 12, установленный на кронштейне t3, и его привод 14. Муфта 4 и обойма 11 посред ством винтовых выступов 15 и 16, выполненных соответственно на внешней поверхности муфты и внутренней поверхности-обоймы, соединены между собой и с воэможностью относительного поворота и продольного перемещения в осевом направлении. Обойма 11 соединена с регулируемым ограничителем 17, например, посредством резьбы с воэможностью регулирования величины зазора и взаимодействует с торцом подпружиненной втулки 6. На наружной поверхности обоймы 11 выполнены упоры 18 для взаимодействия с поворотным фиксатором 12.

Поворотный фиксатор 12, установ" ленный на кронштейне 13, соединен с

55 з 102 приводом 14, включение которого на прямой и обратный ход сблокировано с отключением и включением двигателя вращателя посредством, например, электрогидравлической системы управления (не показана).

Поперечные оси хвостовика муфты 4 и соединенной с ним штанги 3, определяющие их заданное угловое положение относительно взаимодействующих устройств, базированы относительно опорной поверхности упора 18, на-; пример, ось К-К и лыски параллельны поверхностис1, число и расположение упоров 18 на обойме il соответствует числу возможных угловых положений штанги относительно враимодействующего устройства, например, взаимодействию ключа и штанги резьбовога соединения с двумя. лысками соответст,вуют два возможных угловых положения штанги (через 180 ) и два диаметрально противоположных упора на обойме, а взаимодействию ключа и штанги с безрезьбовым замком одностороннего размыкания соответствуют одно угловое положение штанги и один упор на обойме.

Угловое положение установленных муфты 4 и штанги 3 (заданное .положение) соответствует расположению взаимодействующих с ними устройств, на" пример, поперечная ось К -К штанги совпадает по направлению с йродольной осью ключа,(не показан), стрелка КА

cooTBGTñòâóåò его продольной оси и направлению подачи. Кронштейн 13 установлен так, что опорная плоскость

Ь поворотного фиксатора. 12 в рабочем положении смещена относительно заданного углового положения К -Ко о на угол срабатывания 9 . Величина угла срабатывания определяет соотношение угла наклона винтовой поверхности выступов 15 и 16, их радиуса и длины хода 2 обоймы 11.

В процессе бурения вращательного движение шпинделя 2 передается посредством шлицевого соединения втулке 6, посредством кулачков " ведомой муфте 4 и соединенной с ней штанге 3. После того как бурение окончено, двигатель вращателя отключается, одновременно с этим включается сблокированный с ним привод 14, поворот" ный фиксатор 12 перемещается по направлению стрелки В в рабочее положение и, взаимодействуя с опорной по7358, 4 верхностью g упора 18, останавливает .обойму 11 в положение ОЕ, при этом все другие части системы продолжают вращательное движение от положения

5 ОЕ к положению ОКо. По мере поворота в пределах .угла Ч винтовые выступы

15 поворачивающейся муфты 4 взаимодействуют с винтовыми выступами t6 остановленной обоймы 11, и вращательное

Ip движение муфты преобразуется в движение обоймы в осевом направлении, указанном стрелкой Г, при этом обойма 11 в том же направлении сдвигает по шлицам контактирующую с .ней втулку 6, пружины 7 которой сжимаются, а кулачки 10 расцепляются, отключая ве" домую муфту 4 и разделяя вращающуюся систему на две части, неравные по количеству запасенной кинетической энер2л гии. После этого взаимосвязанное вращательное и поступательное движение муфты 4 и обоймы 11 продолжается, причем поворот обладающего наименьшим . количеством кинетической энергии става буровых штанг 3 и ведомой муфты 4 заканчивается в заданном положении

K -К, в момент взаимодействия регулируемого ограничителя 17 с торцевой частью винтовых выступов 15. Когда зазор 1 между ними выбран полностью, вращение обладающих наибольшим количеством кинетической энергии втулки 6, шпинделя 2, валов и шестерен редуктора и высокооборотного ротора двигателя (не показаны) в фазе выбега про35 должается и может быть заторможено с, помощью известных устройств механического или электрического типов so время подачи ключа или выполнения по4р c U1 x о . 11 е TO 0 Kc}K наращивание бурового става очередной штангой закончено и ключ отведен, включается привод 14 (на обратный ход) и сблокированный с ним двигатель.

45 вращателя, поворотный фиксатор 12 отводится в исходное положение и освобождает обойму 11, а шпиндель 2, втул, ка 6 и контактирующая с ней обойма 11 поворачиваются относительно непод50 вижных муфты 4 и штанги 3, при этом взаимодействие деталей осуществляется в обратном порядке. Втулка 6 и обойма

11 за счет усилия пружин 7 и взаимодействия винтовых выступов 16 и 15 перемещаются в осевом направлении, противоположном .указанному стрелкой Г, до зацепления кулачков, в результате вращательное движение шпинделя через

1ю7З58 б включенную муфту передается у ется буровым в заданном положении, ориентированном относительно взаимодействующих со штангам.

v юча или

Предлагаемое устройство сразу пос- штангои устроиств, например кл ле отключения двигателя обеспечивает толкателя, что позволяет переходить разрыв кинематической т ческой цепи в системе 5 к последующим механизированным всповращающихся в фазе вы ф зе выбега частей от- могательным операциям - подаче ключа деляя обладающий наименьшим количест" и размыканию замка. вом кинематической энергии став бур овых штанг от остальных частей, в Таким образом, использование. предт. ч. и от высокооборотного ротора 1О ладлагаемого устройства позволит содвигателя, обладающего наибольшим ко- кратить время проведения всопомогаличеством кинетической энергии, и ав- тельных операций при сборке и раз ор томатическую остановку буровых штанг ке бурового става.

1027358

Составитель Е.Столбцов

Редактор О.Юрковецкая Техред А.Бабинец Корректор В.Гирняк

Заказ 4695/35 Тираж 603 IlîäîèñHîå

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 4

poeKrHaRi