Устройство для бурения скважин в грунте

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАт ЖИН в ГРУНТЕ, включающее раздвижную буровую колонну с породоразрушающим наконечником, привод ее вращения с траверсой для крепления устройства к стреле базовой машины, подъемнораздвижной механизм, включающий лебедку с приводом, смонтированную на валу вращения ведущей трубы и связанную гибкими элементами с раздвижной буровой колонной, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено жестко связанной с корпусом двигателя опорой, в которой с возможностью вращения концентрично валу ведущей трубы установлено зубчатое колесо с элементами его фиксации относительно опоры, лебедка подъемно-раздвижного механизма выполнена двухбарабан§ ной с приводом в виде самотормозящейся червячной передачи, связанной с (Л зубчатым колесом опоры.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РааЪБЛИН

QQ 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф (f

f с (21) 3568202/27-03 (22) 29.03.83 (46) 23.07.84. Бюл. М 27 (72) И.Н. Яковлев (71) Экспериментально-конструкторское бюро Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В.Л. Кучеренко (53) 622.155.1.002.5(088.8) (56) 1. Лвторское свидетельство СССР

М 270603, кл. Е 21 В 7/24, 1967.

2. Патент Лнглии Ф 1322352, кл. Е 1 F,oïóáëèê. 1973 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ БУРЕНИЯ СКВЛ-.

ЖИН В ГРУНТЕ, включающее раздвижную буровую колонну с породоразрушающим наконечником, привод ее вращения с траверсой для крепления устройства

31 @ E 21 В 7/24, Е 21 В 17/07 к стреле базовой машины, подъемнораздвижной механизм, включающий лебедку с приводом, смонтированную на валу вращения ведущей трубы и связанную гибкими элементами с раздвижной буровой колонной, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено жестко связанной с корпусом двигателя опорой, в которой с возможностью вращения концентрично валу ведущей трубы установлено зубчатое колесо с элементами его фиксации относительно опоры, лебедка подъемно-раздвижного механизма выполнена двухбарабанной с приводом в виде самотормозящейся червячной передачи, связанной с зубчатым колесом опоры.

1104228

Изобретение относится к области горного дела, в частности к оборудованию для бурения скважин большого диаметра.

Известно устройство для бурения скважин в грунте, включающее раэдвижную буровую колонну, снабженную буровым органом и приводом ее вращения с траверсой для подвески к подъемной стреле базовой машины f1) .

Недостатком данного устройства является то, что соединение и разьединение секций раздвижной буровой колонны при подъеме или опускании ее в скважину производится вручную, что снижает производительность труда при бурении.

Известно также устройство для бурения скважин в грунте, включающее раздвижную буровую колонну с породоразрушающим наконечником, привод ее вращения с траверсой для крепления устройства к стреле базовой машины, подъемно-раздвижной механизм, включа!

О

20 ющий лебедку с приводом, смонтирован->s ную на. валу вращения ведущей трубы и связанную гибкими элементами с раздвижной буровой колонной. При этом соединение и разъединение раздвижных секций буровой колонны механизировано 2) .

Однако конструкция известного устройства отличается сложностью, поскольку привод вращения буровой колон. ны разобщен с приводом подъемно-разд 1 вижного механизма, при этом для обеспечения работы устройства необходимы несколько двигателей привода, а конструкция привода вращения буровой колонны также отличается сложностью, Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для бурения скважин в грунте, включающее раздвижную буро-. вую колонну с породоразрушающим наконечником, привод ее вращения с траверсой для крепления устройства к стреле базовой машины, подъемно-раздвижной механизм, включающий лебедку с приводом, смонтированную на валу вращения ведущей трубы и связанную гибкими элементами с раздвижной буровой колонной, снабжено жестко связанной с корпусом двигателя опорой, в которой с возможностью вращения концентрично валу ведущей трубы установлено зубчатое колесо с элементами его фиксации относительно опоры, лебедка подъемно-раздвижного механизма иыполкена двухбарабанной с приводом в виде самотормозящейся червячной передачи, связанной с зубчатым колесом опоры.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения скважин в грунте, общий вид; на фиг. 2 — разрез Л-Л на фиг.1. устройство состоит из раздвижной буровой колонны 1, снабженной пора;.оразрушающим наконечником 2, привода ее вращения 3 и траверсы 4 для подвески к подъемной стреле базовой машины (не показана). Раздвижная буровая колонна 1 состоит из подвижной 5 и неподвижной 6 секций, которые снабжены блоками 7 и 8 для запа— совки тросов 9 и 10.

Привод 3 вращения раздвижной буровой колонны 1 снабжен кареткой 11 для соединения его с подъемной направляющей стрелой базовой машины и подъемно-раздвижным механизмом 12 для осевого перемещения подвижной секции 5 раздвижной буровой колонны 1.

Подъемно-раздвижной механизм 12 состоит из лебедки с двумя барабанами 13 и 14 (фиг. 2), червячной передачи 15, червяк 16 которой снабжен тормозом 17 и зубчатой шестерней 18.

Зубчатая шестерня 18 может быть выполнена конической или цилиндрической. Подъемно-раздвижной механизм 12 смонтирован в корпусе 19 и закреплен с помощью муфты 20 на валу 21 приво— да 3 вращения буровой колонны 1.

Х корпусу 22 привода 3 соосно оси вращения буровой колонны I прикреплена опора 23, в которой смонти. ровано полое зубчатое колесо 24, находящееся в зацеплении с зубчатой шестерней 18. Полое зубчатое колесо

24 может быть выполнено коническим или цилиндрическим, но имеет возможность свободного вращения в опоре 23 или может быть застопорено стопором 25. Стопор 25 выполнен в виде подпружиненного пружинами 26 и 27 штока 28, подпертого поршнем 29 цилиндра 30. Шток 28 имеет бурт и закругленный конец. Трос 9 для передвижения вверх подвижной секции 5 буровой колонны 1 с породоразрушающим наконечником 2 и шнеком 31 одним концом закреплен на неподвижной секции 6 буровой колонны 1, а другим — на барабане 13 и запасован через блоки 7 и 32. Трос 10 для переме1104228 щения вниз подвижной секции 5 буровой колонны 1 одним концом закреплен! на подвижной секции 5 буровой колонны 1, а другим — на барабане 14 и эапасован через блоки 8 и 33. Блоки 5

32 и 33 смонтированы на корпусе 19 подъемно-раздвижного механизма 12.

Тросы 9 и 10 закреплены на барабанах 13 и 14 так, что при намотке троса 9 на барабан 13 трос 10 сматывается с барабана 14, и наоборот.

Для соосного закрепления опоры 23 относительно оси вращения буровой колонны 1 на корпусе 22 привода 3 буровой колонны предусмотрено центрирующее кольцо 34. Сквозная полость в полом зубчатом колесе 24 предусмотрена для прохода через нее буровой колонны 1, соединенной с валом 21 ее привода 3, и для прохода тросов 20

9 и 10, соединенных с барабанами

13 и 14 подъемно-раздвижного механизма 12.

Устройство работает следующим образом. 25

При помощи траверсы 4 устройство подвешивают к подъемной стреле базовой машины и соединяют каретку 11 с направляющими подъемной стрелы базовой машины (не показана). Буре- ЗО ние скважины в грунте начинают при включении в работу привода 3 с вдви-. нутой подвижной секцией 5 буровой раздвижной колонны 1. По мере разбуривания скважины породоразрушающим наконечником 2 и забора разбуренного грунта шнеком 3! устройство периодически извлекают из скважины для выгруэки грунта.

При бурении скважины на глубину, 40 большую, чем позволяет высота подьемной стрелы базовой машины, производят раздвижку буровой колонны при помощи подъемно-раздвижного механизма 12. Подъемно-раздвижной механизм, вращаясь вместе с буровой колонной 1, вращает находящееся в зацеплении зубчатой шестерней 18 полое зубчатое колесо 24 в опоре 23. При остановке полого зубчатого колеса 24 стопором

25 зубчатая шестерня 18 обкатывается по зубчатому полому колесу 24 и вращает червяк 16 червячной передачи !5.

На валу червячного колеса червячной передачи 15 насажены барабаны 13 и 1

При вращении буровой колонны 1, например против часовой стрелки, трос 10, запасованный через блок 8 и закрепленный на подвижной секции буровой колонны, наматывается на барабан 14, а с барабана 13 трос 9 сматывается. Таким образом производят перемещ:.. -;е вниз секции 5 буровой колонны 1, т.е, увеличение ее длины.

При вращении буровой колонны 1 по часовой стрелке при остановленном полом зубчатом колесе 24 трос 9, запасованный через блок 7 и закрепленный на неподвижной секции 6 бур.::, и колонны 1, наматывается на бараба !3, а с барабана 14 трос 1О сматыва

Таким образом производят перемещ; кпе вверх секции 5 буровой колонны т.е. уменьшение ее длины. Уменьшение или увеличение длины буровой раздвижной колонны производят периодически при каждом ее извлечении из скважины для выемки разработанного грунта, Остановку полого зубчатого колеса 24 производят стопором 25 путем подачи давления жидкости или газа в цилиндр

30. При этом поршень 29 перемещается в цилиндре до упора, сжимая пружины

26 и 27, которые подпирают шток 28.

Шток 28 своим закругленным концом заходит в отверстие полого зубчатого колеса 24 и останавливает его. При перегрузке подъемно-раздвижнот о механизма 12 предусмотрена возможность выхода подпружиненного штока 28 из отверстия полого зубчатого колеса 24.

Это происходит при воздействии полого зубчатого колеса 24 на закругленный конец штока 28 при преодолении сопротивления подпирающего штока 28 пружины 26.

Расстопорение полого зубчатого колеса 24 осуществляют путем снятия давления в цилиндре 30. При этси пружина 27 выводит шток 28 иэ отверстия полого зубчатого колеса 24.

Тсрмоэ 17 постоянно удерживает че вяк 16 от проворачивання при враще.-.ии пслого зубчатого колеса ?4.

Самотормозящая червячная псредач» !

5 подъемно-раздвижного механизма 12

-..:б : — .-".ечивает удержание раэдвп:i.. и буровой колонны 1 в заданном положении во время бурения.

Йсдъемно-раздвижной механизм жет быть использован также как ."лнизм подачи в процессе буренин с„г,:.— жин, Изобретение позволило упрости с.» конс-.рукцию устройства для бур оо1 скважин з грунте за счет испол.; на1104228

6uz.Z

ЗЯИИПИ Заказ 5174/21 Тираж 565 Подписное

Фили щ ЩЩ "Патент", г.ужгород, ул, Проектная, 4 ния единого привода, обеспечивающего вращение и раэдвижение буровой колонны, что, в свою очередь, дало возможность ускорить спуск колонны в скважину и повысить производительность труда при бурении.