Станок для бурения скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения комплектов веерных и параллельных скважин при отработке месторождений подземным способом. Цель - расширение эксплуатационных возможностей при бурении параллельных скважин при одновременном снижении трудоемкости вспомогательных (работ) операций . На основании 1 станка размещены шарнирно связанные колонки 2 и траверсы 6и7с распорными околовками 17. Страверсой 6 с возможностью продольного перемещения связана балка-автоподатчик (БАП) 9 с бурильной головкой 8 посредством элементов шарнирного соединения (ЭШС) 10, 11. Траверса 6 в свою очередь посредством муфты 4 связана с колонкой 2. На муфте 4 размещен дополнительный элемент ЭШС 25, На колонке 2 размещена дополнительная муфта 5 с установленным на ней еще одним дополнительным ЭШС 26. На БАП 9 размещен третий дополнительный ЭШС 28. Причем ЭШС 10 и 28 размещены на БАП 9 с возможностью совмещения и связи с ЭШС 25, 26, установленными на муфтах 4 и 5. Буровой станок с распертым в свод выработки штоком колонки 2 при положении БАП 9, совмещенного с муфтой 4 посредством ЭШС 10, 11, позволяет бурить веерообразные комплекты скважин в плоскости поперечного сечения выработки или около нее. Для бурения периферийных скважин БАП 9 переводят и закрепляют на муфте 5 (ЭШС 10 и 25 совмещают), которую фиксируют на траверсе 6. 12 ил Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g Е 21 С 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

3;) с фй31М

1й(ИН -Ж !;ЧЫВЛ

ЬМ&1" 4С ТЕ - И А ИЕ ИЗОБРЕТЕ щ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4336824/03 (22) 26.10.87 (46) 15.12,91, Бюл, ¹ 46 (72) Ю. И. Куля и Ю. M. Беличенко (53) 622.233.055.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 359386, кл. Е 21 С 11/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 1298373, кл, Е 21 С 11/02, 1987. (54) СТАНОК ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения комплектов веерных и параллельных скважин при отработке месторождений подземным способом, Цель — расширение эксплуатационных возможностей при бурении параллельных скважин при одновременном снижении трудоемкости вспомогательных (работ) операций. На основании 1 станка размещены шарнирно связанные колонки 2 и траверсы

6 и 7 с распорными окаловками 17. С траверсой 6 с возможностью продольного перемеИзобретение относится к горной промышленности, в частности к установкам. предназначенным для бурения комплектов веерных и параллельных скважин при отработке месторождений подземным способом.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных воэможностей при бурении параллельных скважин и одновременное снижение трудоемкости вспомогательных операций.. Ж„, 1698433 А1 щения связана балка-автоподатчик (БАП) 9 с бурильной головкой 8 посредством элементов шарнирного соединения (ЭШС) 10, 11, Траверса 6 в свою очередь посредством муфты 4 связана с колонкой 2. На муфте 4 размещен дополнительный элемент ЭШС

25. На колонке 2 размещена дополнительная муфта 5 с установленным на ней еще одним дополнительным ЭШС 26. На БАП 9 размещен третий дополнительный ЭШС 28.

Причем ЭШС 10 и 28 размещены на БАП 9 с возможностью совмещения и связи с ЭШС

25, 26, установленными на муфтах 4 и 5.

Буровой станок с распертым в свод выработки штоком колонки 2 при положении

БАП 9, совмещенного с муфтой 4 посредством ЭLLIС 10, 11, позволяет бурить веерообразные комплекты скважин в плоскости поперечного сечения выработки или около нее. Для бурения периферийных скважин

БАП 9 переводят и закрепляют на муфте 5 (ЭШС 10 и 25 совмещают), которую фиксируют на траверсе 6. 12 ил.

На фиг. 1 показан станок, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид спереди; на фиг. 3— сечение Д вЂ” Д на фиг. 2 (узел вспомогательной опоры балки автоподатчика на основе дополнительных элементов быстрораэъемного шарнирного соединения); на фиг, 4— сечение Š— Е на фиг. 1 (узел совмещения балки автоподатчика и регулируемой тяги с колонкой); на фиг. 5. — узел траверсы, продольное сечение; на фиг. 6 — сечение И вЂ” И на . фиг. 5,(узел траверсы в поперечном сечении); на фиг. 7-10 — конструктивное испол1698433

10 нение станка (варианты); на фиг. 11 — сечение К вЂ” К на фиг. 10; на фиг. 12 — вариант исполнения элементов быстроразьемного шарнирного соединения, Буровой станок состоит из основания 1, выполненного в виде салазок, несущего блока в виде распорной колонки 2 с силовым штоком 3, двух подвижных муфт 4 и 5 и двух траверс 6 и 7, бурильной головки 8 и балки-автоподатчика 9, который посредством элемента 10 быстроразъемного шарнирного соединения (конусного фланца) через аналогичный дополнительный элемент 11 и стягивающий хомут 12 совмещен с муфтой 4, установленной на колонке 2 с возможностью продольного перемещения, поворота вокруг оси колонки 2 и фиксации на ней.

Траверса 6 (фиг, 5) одним концом посредством одного из конусных фланцев 13 и 14, а именно конусного фланца 14 и стягивающего хомута 15, контактирует с муфтой 4, а вторым концом опирается на защитный корпус 16 распорного оголовка

17, оснащенного пятой 18. 1 айка 19 оголовка 17 через дистанционную трубку 20 упирается непосредственно в муфту 4 и фиксируется (не показано) на ней от поворота. Траверса 6 при ослаблении хомута 15

/ может быть повернута. точно на угол 180О за счет упоров 21 и 22 (фиг, 6), выполненных на поверхностях внутренних отверстий конусных фланцев 13 и 14 соответственно, Траверса 6 выполнена с закрепленной на ней продольной шпанкой 23, боковые поверхности которой контактируют со стенками продольного разреза муфты 5, охватывающей траверсу 6 и установленной с возможностью продольного перемещения и фиксации от зажима болтов 24. Таким образом, муфта 5 зафиксирована от проворота на траверсе 6 шпонкой 23, а траверса 6 — от проворота вокруг своей продольной оси и фиксируется хомутом 15. Траверса б со стороны опоры на корпус 16 и дистанционная трубка 20 могут быть нарощены насадками по длине (не показано) на основе резьбового соединения. Траверса 6 связана с колонкой посредством муфты 4.

Муфта 5 оснащена конусным фланцем

25 (элементом быстроразъемного шарнирного соединения), который может быть совмещен с аналогичным конусным фланцем

10 (фиг. 1 и 2) балки-автоподатчика 9. Указанное совмещение обеспечивается тем, что в нижней части распорной колонки 2 установлена консольно, с возможностью поворота вокруг оси колонки 2 и фиксации траверсы 7 для дополнительной муфты, с закрепленным на ней унифицированным

55 для всего станка дополнительным элементом 26 быстроразьемного шарнирного соединения (конусным фланцем), который может быть посредством стягивающего хомута 27 совмещен в виде шарнира с дополнительным элементом 28 быстроразъемного шарнирного соединения (конусным фланцем), закрепленным на балке-автоподатчике 9.

Причем элемент 26 установлен таким образом на траверсе 7, что его ось А — А относительного поворота в шарнире с элементом 28 и хомутом 27 отстоит от продольной оси Б — Б колонки 2 как минимум, на половину расстояния между осью С вЂ” С относительного поворота в шарнире (10, 12, 25) элемента 25 быстроразьемного соединения, установленного на муфте 5, сдвинутый в положение, наиболее близкое к колонке 2, и продольной осью Б-Б последней, Упомянутая особенность также определяет равенства расстояния между элементами 10 и 28 на балке-автоподатчике 9 и между элементами 25 и 26 (первый при наиболее близком положении к колонке 2 муфты 5) и задается местом закрепления траверсы 7 на колонке

Привальные плоскости А элементов (11, 25 и 26) к соответствующим элементам (10 и

28) балки-автоподатчика 9 ориентированы в одной плоскости. Муфта 4 выполнена разрезной с возможностью стягивания откид- . ными болтами 29 на колонке 2, причем ширина разреза Б муфты 4 больше соответствующего габарита шарнирного соединения колонки 2 и регулирующей тяги 30, В описанном конструктивном исполнении буровой станок с распертым в свод выработки штоком (фиг. 1, 2) при положении балки-автоподатчика 9, совмещенного с муфтой 4 посредством быстроразьемного шарнирного соединения 10, 11, 12, позволяет бурить веерообразные Kovïëåêòû скважин в плоскости поперечного сечения выработки или около нее, в пределах регулирования угла наклона колонки 2 тягой 30.

При выполнении обуривания комплекта параллельных скважин, ориентированных вертикально s поперечном сечении выработки, центральная скважина 1 комплекта бурится из поло>кения балки-автоподатчика

9, зафиксированного хомутом 12 на муфте 4 колонки 2, под заданным углом наклона всех скважин в плоскости комплекта, например 90 к почве выработки, Бурение периферийных скважин II справа от центральной скважины (фиг. 2) обеспечивается переводом и закреплением балки-автоподатчика 9 на муфте 5(конусные фланцы 10 и 25 охватываются хомутом 12), которую в нужном положении фиксируют на

1698433 длине траверсы 6 по ширине сечения выработки.

Перевод балки-автоподатчика 9 с муфты

4 на муфту 5 траверсы 6 осуществляют следующим образом.

После отбуривания центральной скважины 1 ослабляют затяжку хомута 12, и поворотом балки-автоподатчика 9 против часовой стрелки совмещают ее элемент 28 с элементом 26 на второй траверсе 7 и соединяют их хомутом 27 беэ фиксирующей затяжки относительно друг друга, Затем перемещают муфту 5 в наиболее близкое положение к колонке 2 и снимают хомут 12 с элементов 10 и 11. Поворотом балки-автоподатчика 9 относительно быстроразъемного шарнирного соединения 16, 27, 28 в направлении по часовой стрелке, совмещают ее элемент 10 с элементом 26 и стягивают хомутом 12. Наконец, с элементов 26 и

28 снимают стягивающий хомут 27, разворачивают балку-автоподатчик 9 на направление 3 бурения скважины в комплекте, фиксируют элементы 10 и 25 стягивающим хомутом 12 и перемещением муфты 5 по траверсе 6 устанавливают балку-.автоподатчик 9 на новую скважину 1! комплекта. Фиксируют муфту 5 относительно траверсы 6.

Для того, чтобы при совмещении элементов 10 и 28 обеспечивалась надежная центровка по осям шарниров быстроразьемных шарнирных соединений, каждый из элементов 10 и 28 составной подпружиненный поршень-центратор 32, который под давлением сжатого воздуха, подаваемого через магистраль ЗЗ, выдвигается за привалочную плоскость А и входит в соответствующее отверстие на стыкуемом элементе, например элемент 11;и удерживается пока не будет обеспечена затяжка хомута 12 или

27, После этого сжатый воздух отключают и пружина 31 возвращает поршень-центратор 32 в исходное положение.

Перевод балки-автоподатчика 9 в левую от колонки 2 половину сечения выработки осуществля ют следующим образом.

Снимается распор горизонтальной траверсы 6 в борт выработки и снимают фиксацию муфты 4относительно колонки 2(при этом муфта 4 по высоте колонки 2 удерживается на цепи 34, конец которой закреплен на верхнем конце колонки 2), осуществляется поворот траверсы 6 вокруг колонки 2 до установки ее в левой половине сечения выработки (фиг, 2, штрихпунктир), В промежуточном положении траверсы

6, ориентированной вдоль оси выработки, производят поворот балки-автоподатчика 9 относительно оси С-С (фиг. 6) на угол 180, после чего элементы 10 и 28 фиксируют от10

55 носительно друг друга хомутом 12, После распора горизонтальной траверсы 6 в левый борт выработки немного освобождают хомут 15 и (ввиду особенности конструкции траверсы 6 с упорами 21 и 22 на конусных фланцах 13 и 14) поворачивают балку-автоподатчик 9 вокруг продольной оси траверсы

6 точно на угол 180, при этом ее распорная система (поз, 17-20) остается неподвижной (фиг. 5). В результате, балка-автоподатчик 9 устанавливается в плоскости бурения комплекта скважин, а уточнение его положения на направлении бурения скважин в.комплекте устанавливают поворотом и фиксацией на шарнирном соединении(поз, 10, 12, 25), перемещением муфты 5 с последующей фиксацией на траверсе 6 уточняют положение балки-автоподатчика 9 на конкретном направлении скважины.

После отбуривания скважины в левой половине сечения выработки сдвигают муфту 5 в наиболее близкое положение к колонке 2, снимают распор траверсы 6 и распор колонки 2, Переместив станок на положение нового комплекта параллельных скважин, вновь распирают колонку 2 в свод выработки и траверсу 6 в ее левый борт и обуривают левую часть комплекта параллельных скважин. Далее, описанным (только обратным) порядком выполнения операции переводят балку-автоподатчик 9 в правую часть сеченкя выработки, затем, так же обратным порядком описанных операций переводят балку-автоподатчик 9 на муфту 4 для бурения центральной скважины комплекта.

Бурение комплектов параллельных скважин ориентированных горизонтально в сечении выработки может быть осуществлено следующим образом. Снимают с колонки траверсы 6 и 7, Разворачивают балку-автоподатчик 9 на муфта 4 в горизонтальное или незначительно отличающееся от него положение и фиксируют его при помощи хомута

12 по элементам 10 и 11. Цепь 34 перезакрепляют с натягом оконечности на силовом штоке 3 колонки 2, который располагают в нижнем положении, если необходим подьем балки-автоподатчика 9. После этого освобождают фиксацию муфты 4 на колонке 2, которая повисает на цепи 34. Механизированный подъем силового штока 3 приводит к подъему балки-автоподатчика 9 на новый горизонтальный уровень посредством цепи

34. Если хода подъема вверх недостаточно, то фиксируют муфту 4 на колонке 2, опускают силовой шток 3, перезакрепляют с натяжением оконечности цепи 34 на нем и повторяют операцию подъема балки-автоподатчика 9 на необходимую высоту, 1698433

10

30

Наличие зазора Б (фиг. 4) в разрезной конструкции муфты 4 для зажима ее на колонке 2 позволяет проходить ей узел шарнирного соединения колонки 2 с регулируемой тягой

30 при отбрасывании болтов 29, что позволяет использовать всю длину колонки 2 для перемещения балки-автоподатчика 9 по высоте выработки. Для спуска балки-автоподатчика 9 вниз перезакрепляют на колонку

2 конец цепи 34 с напуском, обеспечивающим спуск балки-автоподатчика 9 на определенную высоту, затем освобождают фиксацию муфты 4 относительно колонки 2 для плавного спуска балки-автоподатчика 9 до полного натяжения цепи 34. После этого вновь фиксируют муфту 4 на колонке 2.

Варианты конструктивного исполнения бурового станка в объеме заявляемых признаков: элемент 26 (фиг, 7) закреплен на муфте

35, которая установлена с возможностью фиксации и продольного перемещения вдоль колонки 2, причем ось С-С элемента

26 пересекается с продольной осью колонки, а элемент 25 может быть установлен на подвижной вдоль траверсы 6 муфте.5 или закреплен непосредственно на траверсе б (вариант не показан), элементы 25 и 28 жестко закреплены на балке-автоподатчике; на муфте 4 (фиг. 8) установлены горизонтально две распорные траверсы 6 и 7, на каждой из них установлена подвижная муфта

5 с закрепленным элементом 25 (конусным фланцем), а элементы 26 и 36 закреплены в нижней части колонки 2 на дополнительной траверсе 37 симметрично оси Б — Б колонки 2 и их привалочные плоскости А ориентированы в одной плоскости; элемент 26 (фиг. 9) может быть закреплен непосредственно на .узле несущего блока колонки 2, при этом элемент 10 установлен на направляющем ползуне 38 балкиавтоподатчика 9, причем ползун 38 оснащен фиксатором 39, установленным с возможностью контакта с балкой-автоподатчика 9 и упором 40 на бурильной головке 8, а элемент 25 — на муфте 5, подвижной относительно траверсы 6; соосно сдвоенные и зеркально ориентированные элементы 26 и 41 (фиг. 10) закренлены на дополнительной траверсе 7, которая в свою очередь закреплена на подвижной муфте 5 относительно траверсы 6, причем балка-автоподатчик оснащен кроме элемента 10 еще двумя дополнительными

50 элементами 28, закрепленными на каждой его оконечной части на одинаковом расстоянии отэлемента10, крометого, муфта 4(фиг.

11) может быть выполнена с соосно и зеркально установленными элементами 11; перемещение ползуна 38 (фиг. 9) относительно балки-автоподатчика 9 может обеспечиваться штоком 3 посредством цепи

34, последняя также может использоваться для ограничения поворота балки-автоподатчика 9 на определенный угол при переходах между верхними элементами несущего блока, быстроразъемные, шарнирные и фиксируемые соединения на станке могут быть выполнены (фиг, 12) в виде совмещаемых посредством хомута 42 элементов (зубчатых . фланцев) 43 и 44, первый из которых фиксируется относительно хомута 42 постоянным упором 45, размещаемым между зубьями 46 и закрепленным в хомуте, а второй — может фиксироваться вдвижным, подпружиненным упором 47, контактирующим с поверхностью клиновой накладкой 48, закрепленной на хомуте 42.

Формула изобретения

Станок для бурения скважин, включающий основание, на котором размещены шарнирно связанные колонки и траверсы с распорными оголовками, балку-автоподатчик с бурильной головкой посредством соответственно размещенных элементов шарнирного соединения, связанную с возможностью продольного перемещения с одной из траверс, которая в свою очередь связана с колонкой посредством муфты, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей при бурении параллельных скважин при одновременном снижении трудоемкости вспомогательных (работ) операций, он снабжен дополнительными элементами шарнирного соединения, один из которых размещен на муфте, и размещенной на колонке, дополнительной муфтой, на которой установлен как минимум один дополнительный элемент шарнирного соединения, при этом еще один. дополнительный элемент шарнирного соединения размещен на балке-автоподатчике, при этом элементы шарнирного соединения размещены на балке-автоподатчике с возможностью совмещения и связи с элементами шарнирного соединения, установленными на муфтах, г ф

CCt 869l

1698433

1698433

<Ьг. fE

Составитель О.Собин

Редактор Н.Сильнягина Текред M.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 4374 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-нздатвлвский коиоинвт Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101