Устройство для вибровращательного бурения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, содержащее лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой вибровращательного бурового агрегата, включающего вибровращательный механизм с приводом и бурильную колонну, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения динамических нагрузок на его элементы, барабан лебедки выполнен из ведущей и натяжной секций, связанных между собой посредством предварительно напряженного упругого элемента , при этом ведущая секция установлена жестко на валу лебедки и посредством каната связана с верхней частью рамы вибровращательного агрегата, а натяжная секция , установленная свободно на валу леСО бедки, снабжена обгонной муфтой и связана канатом с нижней частью рамы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае . 01) 1121378 А зар Е 21 В 1908

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583796/22-03 (22) 22.04.83

146) 30.10.84. Бюл. № 40 (72) А. И. Осипов, О. Г.. Бондаренко, А. В. Бабичев, О. А: Батухтин и А. А. Ситников (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (53) 622.242.8(088.8) (56) 1. Емельянов В. И.,Осипов А. И.,Олейников И. А. и др. Практика использования способов и средств вибровращательного бурения на разработке россыпных месторождений. Магадан, !976, с. 42.

2. Авторское свидетельство СССР № 106760, кл. Е 21 В 19/08, 1955 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, содержащее лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой вибровращательного бурового агрегата, включающего вибровращательный механизм с приводом и бурильную колонну, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения динамических нагрузок на его элементы, барабан лебедки выполнен из ведущей н натяжной секций, связанных между собой посредством предварительно напряженного упругого элемента, при этом ведущая секция установлена жестко на валу лебедки и посредством каната связана с верхней частью рамы вибровращательного агрегата, а натяжная секЯ ция, установленная свободно на валу лебедки, снабжена обгонной муфтой и связана канатом с нижней частью рамы.

I12!378!

20

30

45

Изобретение относится к горной технике, в частности к устройствам для бурения скважин вибровращательным способом.

Известно устройство для вибровращательного бурения, содержащее вибровращательный буровой агрегат, включающий вибровращательную каретку с механизмами вибратора и вращателя, электродвигатели которых смонтированы на подрессорной площадке, связанной канатом с лебедкой, осуществляющей подачу, а также спускоподъемные операции (! ) .

Недостатком этого устройства является то, что оно подвержено возникновению «резонансных» режимов вибровращательного разрушения забоя скважины при проходке валунистых россыпей, вызывающих увеличение амплитуды колебаний подрессорной площадки.

Известно устройство для вибровращательного бурения, содержащее лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой вибровращательного бурового агрегата, включающего вибровращательный механизм с приводом и бурильную колонну (2).

Недостатком известного устройства является также возможность возникновения

«резонансного» режима работы вибратора, при котором не исключается вероятность возрастания абсолютных значений амплитуды колебаний до опасных величин, что приводит к значительным динамическим перегрузкам всех элементов устройства, участвующих в колебаниях, а в случае выхода на

«резонансный» режим повышается вероятность обрыва каната. !!ель изобретения — повышение надежносги устройства за счет снижения динамических нагрузок на его элементы. .Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для вибровращательного бурения, содержащем лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой вибровращательного бурового агрегата, включающего вибровра щательный механизм с приводом и бурильную колонну, барабан лебедки выполнен из ведущей и натяжной секций, связанных между собой посредством предварительно напряженного упругого элемента, при этом ведущая секция установлена жестко на валу лебедки и посредством каната связана с верхней частью рамы вибровращательного агрегата, а натяжная секция, установленная свободно на валу лебедки, снабжена обгонной муфтой и связана канатом с нижней частью рамы.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого устройства для вибровращательного бурения.

Вибровращательный буровой агрегат состоит из вибровращательного механизма

1, бурильной колонны 2 с коронко" 3 и подпружиненной рамы 4, на которой размещены электродвигатели 5 привода вибровращательного механизма. Корпус вибровращательного механизма 1 и подпружиненная рама 4 связаны пружинами 6.

Подпружиненная рама 4 канатом 7 соединена с натяжной секцией 8 барабана свободно вращающейся на валу 9 лебедки

10, привод которой осуществляют электродвигателем 11 и канатом 12 с ведущей секцией 13 барабана, жестко насаженной на вал 9.

Ведущая секция 13 барабана снабжена электротормозом 14 и соединена предварительно напряженным упругим элементом (например закрученным торсионом) 15, создающим натяжение канатов 7 и 12, с натяжной секцией 8 барабана, ступица которой оснащена обгонной муфтой 16.

Устройство для вибровращательного бурения работает следующим образом.

Рабочий режим осуществляют включением электродвигателей 5, которые приводят в действие вибровращательный механизм 1. Бурильная колонна 2 коронкой 3 разрушает забой скважины. Подача бурильной колонны происходит под действием сил тяжести вибровращательного механизма и подпружиненной рамы 4 с электродвигателями 5 (при этом электродвигатель l! и электротормоз 14 отключены).

При проходке крепких пород коронка 3 с бурильной колонной 2 и вибровращательным механизмом 1 отскакивают от забоя, увлекая подпружиненную раму 4, перемещение которой вверх ограничено натяжением каната 7, так как натяжная секция 8 барабана, с которого канат 7 сматывается, стопорится обгонной муфтой 16.

Таким образом, при последующем движении вниз подпружиненная рама 4 обладает меньшей потенциальной энергией, чем в случае ее неограниченного полета вверх, и, следовательно, энергия единичного удара изменяется незначительно за счет некоторого увеличения амплитуды колебаний вибровращательного механизма 1 в результате большего сжатия пружин 6. Следовательно, проходка скважин в крепких породах с использованием изобретения происходит при больших количествах ударных взаимодействий с ограниченной энергией единичного удара, что способствует увеличению скорости погружения бурильной колонны.

При проходке слабых пород, когда величина отскока буровой коронки сравнительно мала, амплитуда колебаний подпружиненной рамы не превышает величину свободного хода обгонной муфты и, следовательно, последняя в указанных условиях работы не блокируется. Для осуществления маневровых операций в предлагаемом устройстве предусмотрены реле для автоматического отключения электротормоза 14 и обгонной муфты 16 при включении электродвигателя 11 (реле не показаны). При отключении электродвигателя 11 электротормоз 14 и обгонная муфта 16 включаются и буровой агрегат останавливается в необходимом положении. При!

21378

4 переходе в режим работы тормоз 14 полностью отключают.

Использование изобретения позволяет повысить надежность работы устройства для вибровращательного бурения, снизить дина5 мические нагрузки на элементы устройства и вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Составитель Е. Столбцов

Техред И. Верес Ко рре кто р А. Тяс ко

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4