Устройство для бурения скважин большого диаметра

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВА ЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающее шнековую колонну с долотом, установленную коаксиально ей транспортирующую трубу с долотом-расширителем и каретку с приводом и редуктором для одновременного вращения шнековой колонны и транспортирующей трубы, о тличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности бурения путем автоматического перераспределения осевой нагрузки на долота, оно снабжено гидроцилиндрами, траверсой, упорным кольцом и концевыми переключателями с переключающим блоком, при-- чем гидроцилиндры жестко закр плены на каретке, траверса соединена со штоками и шнековой колонной, а пос-, ледняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно транспортирующей трубы, при этом упорное кольцо закреплено на шнековой колонне, а концевые переключатели - на каретке на двух уровнях с возможностью контакта с упорным кольцом .1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (191 (111

4(51)Е21Р10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3560598/22-03 (22) 28.02.83 (46) 30.01.85, Бюл. и 4 (72) P.À.Áàãèíñêèé, М.Б.Белькинд и Г.И.Калашников . (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский институт транспортного строительства (53) 622.251.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 347400, кл. Е 21 В 7/24, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР .У 94 1592, кл. Е 21 D 1/06, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВА»

ЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающее шнековую кблонну с долотом, установленную коаксиально ей транспортирующую трубу с долотом-расширителем и каретку с приводом и редуктором для одновременного вращения шнековой колонны и транспортирующей трубы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью повышения эффективности бурения путем автоматического перераспределения осевой нагрузки на долота, оно снабжено гидроцилиндрами, траверсой, упорным кольцом и концевыми переключателями с переключающим блоком, при чем гидроцилиндры жестко закреплены на каретке, траверса соединена со штоками и шнековой колонной, а последняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно транспортирующей трубы, при этом упорное кольцо закреплено на шнековой колонне, а концевые переключатели — на каретке на двух уровнях с возможностью контакта с упорным кольцом.

1137213

Изобретение относится к механизации строительных работ при сооружении скважин под опоры контактной сети в скальных и вечномерзлых грунтах и может быть использовано при бурении скважин в строительстве, геологии, горнорудной и нефтяной промышленности.

Известно устройство для бурения скважин, включающее передвигающуюся 1О по вертикальной стойке буровую каретку с приводом и редуктором, на которой смонтированы (бурильная труба с буровым инструментом и шнековый транспортер с центральным эабурником, 15 проходящий внутри бурильиой трубы (1j .

Однако это устройство применимо лишь для бурения относительно мягких грунтов и не может быть использовано при бурении скважин в крепких по- 20 родах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для

25 бурения скважин большого диаметра, включающее шнековую колонну с долотом, установг.енную коаксиально ей транспортирующую трубу с долотом-расширителем и каретку с приводом и редукторс1: для одновременного вращения шне- З0 ковс " колонны и транспортирующей труг, бы I 2!

Недостатком данногс устройства является низкая эффективность бурения в крепких и мерзлых грунтах, так как 35 прилагаемая к буровой каретке осевая нагрузка передается одновременно на центральное долото и долотс-расширитель „что затрудняет, .создание больших удельн61х дявлений шярсшечных долот на разбуриваемую поре@у и получение высоких скоростей"бурений. Это особенно проваляется, когда максимальная Белкчиня Осевой нагрузки, прилягаемсй к каретке, ограничена возмож- 5 ностями буровой установки.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения путем автоматическогс перераспределения осевой нагрузки па долота. 50

Указанная цель достигается тем, что устройство для бурения скважин большого диаметра, включающее шнековую колонну с долотом, установленную коаксиально ей транспортирующую тру- 55 бу с долотом-расширителем и каретку с приводом и редуктором для одновременнсгс вращения шнековсй колонны и транспортирующей трубы, снабжено гидроцплиндрами, траверсой, упорным кольцом и концевыми переключателями в переключающим блоком, причем гидроцилиндры жестко закреплены на каретке, траверса соединена со штоками и шнековой колонной, я последняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно транспортирующей трубы, при этом упорное кольцо закреплено на шнековой колонне, а концевые переключатели — на каретке на двух уровнях с возможностью контакта с упорным кольцом.

На чертеже изображена схема устройства для бурения скважин большого диаметра.

Устройство включает долото 1, укрепленное на шнековой колонне 2, проходящей внутри транспортирующей трубы 3. На конце последней укреплено долото-расширитель 4. В верхней части транспортирующей трубы выполнены разгрузочные окна 5 для удаления бурового шлама. Транспортирующая труба через подшипник 6 соединена с кареткой 7, которая может перемещаться по стойке 8 под действием прилагаемой извне осевой нагрузки Ро . Внутри каретки смонтирован редуктор 9, вклю-чающий эпициклическую шестерню 10, жестко соединенную с транспортирующей трубой 3, и солнечную шестерню

11, соединенную посредством шлицев

12 с возможностью осевого перемещения сс шнековой колонной 2.

Солнечная и эпициклическая шестерни входят в зацепление с шестернями

13, вялы 14 которых соединены с выходными валами приводных гидрсдвигателей 15, установленных на каретке 7.

На каре= ке 7 установлены также гидрсцилинДры 16, рЯбочая жиДкссть к которым подводится через гидропроводы 17. Создаваемое гидроцилиндрая

16 усилие передается на шпековую колонну 2 через траверсу 18. Для управления работой гидроцилиндров 16 на них установлены две пары концевых переключателей 19 и 20, а со штоковой кОлонной 2 жестко соединено упорное кольцо 21. С этими элементами электрически соединен переключающий блок 22, через который гидропроводы 17 могут быть подсоединены к напорной и и же сливной магистрали.

Устройство работает следующим образом.

1137213

При включенных приводных гидродвигателях 15 обеспечивается постоян ное вращение шнековой колонны 2 с долотом 1 и,транспортирующей трубы 3 с долотом-расширителем 4.

Для осуществления углубки скважины к каретке 7 прилагается осевая нагрузка Р и одновременно включается гидросистема, управляющая работой гидроцилиндров l6 а также подается lO электропитание на переключающий блок 22. В исходном положении переключающего блока напорная магистраль подключена к подводящим гидропроводам 17. При этом жидкость под давле- 15 нием подводится к верхним полостям гидроцилиндров 16, поэтому поршни гидроцилиндров перемещаются вниз и через траверсу 18 создают выдвигающее усилие на шнековую колонну 2 2б с укрепленным на ее конце долотом 1.

Происходит разрабогка грунта только долотом l.

По мере разработки скважины шнековая колонна 2 вместе с долотом i 25 продвигается в осевом направлении вниз при относительно неизменном положении каретки 2 л транспортирующей трубы 3. Это возможно благодаря наличию скользящего шлицевого соединения щ

12. Разработка скважины долотом 1 продолжается до тех пор, пока упорное кольцо 21 не упрется в концевые переключатели 19. При нажатии на них срабатывает переключающий блок

22, который переводит подводящие гидропроводы 17 на слив. Это позволяет снять осевую нагрузку со шнековой колонны 2. Вся приложенная к буровой каретке 7 осевая нагрузка начинает передаваться через подшипник 6 и транспортирующую трубу 3 на долоторасширитель 4. Разработка грунта в скважине теперь осуществляется долотом-расширителем 4. Долото 1 продолжает совершать вращательное движение вместе со шнековой колонной 2, однако в осевом направлении не продвигает ся. По мере разработки скважйны долотом-расширителем 4 каретка 7:вместе с транспортирующей -трубой 3 перемещается в осевом направлении вниз.

Это происходит до тех пор, пока концевые переключатели 20 не упрутся в упорное кольцо 21. При нажатии на них срабатывает переключающий блок

22, который вновь подсоединяет подво дящие гидропроводы 17 к напорной магистрали. Жидкость под давлением снова подводится к верхним полостям гидроцилиндров 16, что приводит к передаче осевой нагрузки через траверсу 18 и шнековую колонну 3 на долото 1. Начинается повторная разра" ботка скважины этим долотом. Работа гидроцилиндров 16 рассчи;ывается та" ким образом, чтобы при подключении их к напорной магистрали суммарная осевая нагрузка, создаваемая на их штоках, была достаточной для уравновешивания осевой нагрузки, прилагае-, мой к каретке 7. При этом приложенная к каретке 7 осевая нагрузка автоматически, по мере разработки скважины, передается то на долото 1, то на долото-расширитель 4.Использование изобретения для передвижных буровых установок позволит повысить эффективность бурения скважин в крепких н мерзлых грунтах.

1137213

Жа czu8

Составитель Л.Черепенкина

Техред С.Легеза Корректор H.Король, Редактор М.Дыпын

Заказ 10487/24 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П!!П "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, напорной

wcmpunu