Вращатель-буровой станок с усилителем крутящего момента

 

Использование: горное дело, в частности вращательное бурение скважин. Сущность изобретения: в устройстве применен одноосный монтаж всех узлов конструкции, ведущая штанга установлена в роторе приводного электродвигателя с возможностью осевого перемещения относительно внутренней его поверхности. Приводной плавнорегулируемый двигатель снабжен планетарным устройством для увеличения номинала его крутящего момента, которое смонтировано непосредственно на верхнем конце ротора соосно с ним для синхронного вращения, а ведущая штанга соединена с зажимным патроном планетарного устройства и получает от него вращение с усиленным крутящим моментом регулируемой частотой вращения ротора приводного двигателя; механизм осевой подачи ведущей штанги с буровым инструментом выполнен в виде пары гидроцилиндров закрепленных на корпусе приводного двигателя соосно с ним и ведущей штангой; гидроцилиндры, перемещаясь по своим неподвижно закрепленным на нижней и верхней траверсах штокам и направляющим, передают заданную осевую нагрузку, создаваемую поршнями гидроцилиндров на буровой инструмент, верхняя траверса связана с двумя телескопическими подкосами, обеспечивающими жесткость конструкции, а совместно с шарнирно (с фиксацией) закрепленной на станине траверсой создают возможность бурения наклонных скважин. 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для вращательного бурения скважин.

Параметры оборудования этого типа независимо от него назначения тесно связаны с конструкцией вращателей и характерными для них механизмами подачи, поэтому вращатели и их конструкция являются основным, определяющим моментом. Отдельные конструкции вращателей полностью выполняют функции буровых станков.

Известны механические вращатели, основным элементом которых являются корпус, шпиндель с продольным каналом под бурильные трубы и зажимными патронами на нем, приводная втулка, от которой шпиндель получает вращение, редуктор, состоящий из конической пары зубчатых колес, связывающих вращатель с трансмиссией и обеспечивающих отбор мощности на вращение от приводного двигателя и механизм осевой подачи шпинделя с буровыми трубами [Кардыш В. Г. и др. Современные зарубежные буровые станки и установки. М.: Недра, 1976 (1); Блинов Г. А. и др. Техника и технология высокооборотного бурения. М.: Недра, 1982 (2)].

Недостатками таких вращателей являются сложность схем, большой вес и габариты, низкий КПД, что обусловлено наличием в его конструкции громоздкой, металлоемкой, подверженной высоким динамическим нагрузкам зубчатой трансмиссии, работа которой сопровождается большими механическими потерями энергии при ее передачи от приводного двигателя шпинделю с буровым инструментом и высокими уровнями вибрации всей конструкции при бурении скважин. Необходимость же в наличии указанных громоздких зубчатых трансмиссий в тоже время диктуется необходимостью в создании высоких крутящих моментов и передачу их буровому инструменту для преодоления сил трения бурового инструмента о стенки скважины и особенно при бурении глубоких скважин большого диаметра.

Известны гидравлические, пневмотические и др. вращатели с аналогичными кинематическими схемами [см. указанную литуратуру (1)]. Указанные вращатели обладают теми же недостатками. Исключением в отдельных из них является то, что одни имеют возможность плавкого регулирования частоты вращения бурового инструмента [например, СКБ; см. вшеуказанную литературу (2)], другие, обладая этим, являются только вращателями без осевого перемещения шпинделя с буровым инструментом.

Анализ существующего бурового оборудования этого типа показывает, что взаимное расположение основных рабочих узлов, их кинематическая и конструктивная связь в значительной части обуславливает недостатки конструкций описанных выше. Так, в конструкциях, в которых приводной двигатель и механизм передачи вращения (трансмиссия) монтируются по горизонтальной оси, а шпиндель с буровым инструментом по вертикальной, разнонаправленный осевой монтаж обусловливает проявление разнонаправленных сил инерции образующихся движущими узлами конструкции (в соответствии с своими массами и частотой вращения), что приводит к увеличению уровня вибрации, значительной потере механической энергии и передаваемого крутящего момента, а также повышению металлоемкости отдельных узлов и деталей для обеспечения их надежности (например угловой редуктор и др.).

Существенно влияет компановка и на эксплуатационные возможности буровой техники, поскольку от нее зависит насколько оборудование обеспечивает технологические требования бурения в различных условиях, в частности бурение глубоких скважин большого диаметра, наклонных скважин, при аварийных работах, где значение крутящего момента и возможности его регулирования приобретают решающее значение.

Известны также электрические вращатели, выполняющие функции буровых станков.

Известен вращатель, в котором приводной электродвигатель с буровым инструментом подвижно установлен на направляющей раме с опорными колонками, с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно нее. Осевая нагрузка через натяжное устройство (цепная передача) передается непосредственно на приводной электродвигатель с буровым инструментом [Воздвиженский Б. И. и др. Разведочное колонковое бурение. М.: Госгеоиздат, 1957 (3)].

Основным недостатком конструкции известного вращателя является то, что осевое усилие на буровой инструмент передается непосредственно через приводной двигатель, что вызывает усиленную вибрацию конструкции, на которые накладываются крутильные колебания самого бурового инструмента возникающие в процессе бурения скважин.

Другим недостатком является громоздкость, металлоемкость конструкции, а за счет высокого уровня вибрации - повышенная энергоемкость и снижение производительности работ.

Наиболее близким к изобретению является вращатель-буровой станок (патент N 2039239 от 9 июля 1995 г., бюл. N 19), состоящий из приводного плавнорегулируемого реверсивного электродвигателя, механизма вращения бурового инструмента и механизма осевого его перемещения. В данной конструкции все рабочие узлы непосредственно соосно связаны между собой. Для передачи осевого усилия на буровой инструмент независимо от приводного двигателя предусмотрен шпиндель, который посажен непосредственно в плавнорегулируемый приводной тяговый двигатель с полым ротором с возможностью осевого перемещения в нем. Для передачи синхронного вращения шпинделю, соединенному с буровым инструментом, шпиндель входит в прямое защепление в внутренней поверхностью ротора приводного двигателя, выполненного ответной шпинделю фигурной формы.

Механизм осевого перемещения шпинделя с буровым инструментом состоит из пары гидроцилиндров закрепленных на корпусе приводного двигателя соосно с ним и шпинделем. Штоки гидроцилиндров соединены через траверсу со свободным концом шпинделя, от которого осевая нагрузка, создаваемая рабочими поршнями гидроцилиндров, передается на буровой инструмент.

Одноосный взаимосвязанный монтаж всех узлов конструкции (приводного двигателя с полым ротором, шпинделя, механизма передачи вращения шпинделю от приводного двигателя и механизм осевого перемещения шпинделя) упрощает конструкции известных буровых станков, в частности ликвидирует громоздкую и тяжелую направляющую раму с колонами, служащую в качестве направляющей опоры для возвратно-поступательного движения электрического приводного двигателя с буровым инструментом, а в сравнении с конструкциями станков с механическими вращателями типа СКБ-7, Зиф-1200 мр, Д-2000, СКБ-4 и др. - громоздкую энергоемкую трансмиссию передачи регулируемого вращения от приводного двигателю шпинделю. Одноосный взаимосвязанный монтаж узлов конструкции обеспечивает снижение уровня вибрации как самой конструкции, так и бурового инструмента, так как только в этом случае силы инерции, развиваемые движущими узлами и связанного с ней бурового инструмента, направлены по одной оси и не входят в противоречия друг с другом.

Соосная взаимосвязь всех узлов конструкции, создающая стабильные условия работы бурового инструмента на высоких частотах вращения, обеспечивает развитие центростремительных сил инерции бурового инструмента (эффекта самоцентрирования), приводящих к резкому снижению сил трения бурового инструмента о стенки скважины и соответственно к снижению затрат мощности на бурение к интенсивному росту проходки.

Приведенные достоинства данной конструкции почти полностью исключают недостатки, приведенные выше и характерные для буровых станков с механическими и другими типами вращателей, обладающие зубчатыми трансмиссиями передачи крутящего момента на буровой инструмент.

Однако, как известно, установленной мощностью приводного двигателя принято определять типоразмер буровой установки, а крутящий момент на вращателе является одним из важнейших показателей, характеризующим и определяющим этот типоразмер с одной стороны и с другой, практически определяющим вообще возможности буровой установки в пределах этой установленной мощности. Номинал крутящего момента в электрических вращателях (и прототипа в частности) является величиной постоянной для принятого типоразмера установки (являясь производной отношения установленной мощности к частоте вращения двигателя). Постоянство номинала крутящего момента в установках с электровращателями резко снижает области условия их применения несмотря на высокую прогрессивность конструкции в целом. Например, при работах в условиях ликвидации аварий и особенно при необходимости бурения скважин большого диаметра, при которых применение высоких частот вращения, обеспечивающих развитие центростремительных сил инерции и в определенной степени компенсирующих недостаточность номинала крутящего момента, практически исключается.

Кроме того, в установках с электровращателями типоразмер установки должен определяться только номиналом крутящего момента, т.е. ее практическими возможностями, в связи с чем требуют применения двигателей повышенной мощности по сравнению со станками с механическими вращателями. Поэтому, если в станках с механическими вращателями (зарубежные варианты) возникшая необходимость в увеличении крутящего момента при установленной мощности приводного двигателя в процессе работы достигается применением сменных соответствующих элементов трансмиссии [см. вышеуказанную литературу (1)], то в установке-прототипе и других установках с электровращателями необходимое увеличение крутящего момента против установленного номинала возможно только путем увеличения мощности приводного двигателя (т.е. его замены), что влечет за собой изменение типоразмера установки в целом и связанное с этим повышение ее энергоемкости и металлоемкости вспомогательных узлов, деталей в связи с их надежностью.

Это является существенным недостатком прототипа и других установок с электровращателями.

В связи с изложенным целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкций существенных вращателей и совмещение в них основных функций буровых станков, расширение технических и технологических возможностей электрических вращателей-буровых станков в части увеличения интенсивности их крутящих моментов без изменения типоразмера оборудования с возможностью плавного регулирования их значений в зависимости от геологического размера и назначения скважин, снижения уровня вибрации при бурении и повышения коэффициента полезного действия.

Цель достигается тем, что в предлагаемом вращателе-буровом станке при сохранении основного принципа кинематической схемы - соосного монтажа всех рабочих и вспомогательных узлов, заложенного в прототипе, который содержит приводной плавнорегулированный реверсивный заключенный в кожухе электродвигатель с полым ротором, шпиндель, механизм вращения шпинделя, механизм его осевого перемещения и расположенный на конце шпинделя буровой инструмент, приводной плавно регулируемый реверсивный электродвигатель с полым ротором предлагаемого вращателя-бурового станка, содержит планетарное устройство, позволяющее увеличить его номинальный крутящий момент при сохранении основного параметра применяемого приводного электродвигателя - мощности, т. е. принятого типоразмера буровой установки.

Указанное планетарное устройство с полым валом для солнечной шестерни и зажимным патроном, соединенным с водилами сателитных шестерен смонтировано непосредственно на верхнем конце ротора приводного двигателя, соосно с ним и получает от него регулируемое синхронное вращение. Для передачи вращения буровому инструменту служит ведущая штанга, расположенная в полом роторе приводного двигателя (аналог шпинделя прототипа, но не имеющая зацепления с внутренней рабочей поверхностью ротора) с возможностью осевого перемещения в нем и несущая на своем конце буровой инструмент. Свободным концом ведущая штанга проходит через полый вал планетарного устройства и соединен с его зажимным патроном, получая от него вместе с буровым инструментом вращение с заданным крутящим моментом, регулируемым частотой вращения приводного двигателя.

Механизм осевой подачи (перемещения) бурового инструмента состоит из двух гидроцилиндров закрепленных на кожухе приводного двигателя, параллельно с осью ротора, которые вместе с ним и буровым инструментом перемещаются по своим штокам и направляющим. Последние неподвижно закреплены на нижней траверсе станины и на верхней траверсе. Нижняя траверса шарнирно, с фиксацией, соединена со станиной, а верхняя траверса имеет два телескопических подкоса, опирающихся и закрепленных на станине, и обеспечивает жесткость конструкции. Шарнирно закреплена на станине нижняя траверса, а телескопические подкосы верхней траверсы позволяют устанавливать электродвигатель под необходимым углом к горизонту для бурения наклонных скважин.

Часть отличительных признаков, присущих вращателю-буровому станку с усилителем крутящего момента, следующие: соосный монтаж рабочих и вспомогательных узлом конструкций; приводной плавнорегулируемый реверсивный электродвигатель с полым ротором; ведущая штанга, расположенная в полом роторе приводного двигателя с возможностью осевого перемещения в нем и с расположенным на ее конце буровым инструментом; механизм осевого перемещения подвижного электровращателя.

Известны из конструкций других вращателей и установок.

В то же время патентный поиск показал, что в формуле по предлагаемой конструкции содержится следующее существенное отличие: приводной плавнорегулируемый реверсивный электродвигатель с полым ротором содержит планетарное устройство, повышающее его номинальный крутящий момент при той же мощности двигателя.

Регулирование повышенных значений крутящего момента производится самим приводным двигателем одновременно с регулированием частоты его вращения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - общий вид планетарного устройства, разрез Б-Б на фиг. 1.

Планетарное устройство, которым снабжен в предлагаемой конструкции приводной плавнорегулируемый электродвигатель, специально сконструировано под условия кинематической схемы соосного монтажа всех узлов конструкции, являющейся наиболее прогрессивной и эффективной, достоинства которой приведены при описании прототипа.

Планетарное устройство отличается компактностью, высокой надежностью, небольшим весом и простотой управления. Кроме того, устройство обладает высоким КПД, составляющим 0,97 - 0,98. Возможности планетарного устройства по повышению крутящего момента против номинала достаточно велики и определяются передаточным отношением планетарного механизма, которое колеблется в пределах 2 - 9, в зависимости от номиналов приводного двигателя по мощности и возможностям двигателя по частоте вращения.

Планетарное устройство (фиг. 1 и 4) включает герметичный корпус 18 внутри которого размещены рабочий полый вал 6, непосредственно и соосно смонтированный на верхнем конце ротора 2 приводного двигателя 1, на свободном конце которого жестко посажена солнечная шестерня 19, которая имеет возможность вращения только совместно с рабочим валом 6, колеса-сателлиты 20 находятся в постоянном зацеплении с солнечным колесом 19 и зубчатым венцом 21 жестко соединенным с корпусом 18, который, в свою очередь, неподвижно закреплен на приводном двигателе 1. Колеса-сателлиты 20 закреплены на подвижных осях-водилах 22 которые жестко соединены с проходным валом зажимного патрона автоперехвата 4.

Проходной вал зажимного патрона автоперехвата 4 смонтирован на одной оси с рабочим валом 6 с гарантированным зазором обеспечивающим вращение этих валов с различными частотами вращения.

Устройство снабжено рядом подшипниковых узлов и сальников: на месте сочленения рабочего вала 6 с ротором 2 приводного двигателя 1 (17), сочленения зажимного патрона 4 с корпусом 18, задачей которых является центрация проходных отверстий этих разобщений валов и ряд других, обеспечивающих герметичность и плавность вращения механизма.

Планетарное устройство работает следующим образом. Получая вращение от ротора 2 приводного двигателя 1, рабочий вал 6 передает синхронное вращение солнечной шестерне 19, которая передает его колесам-сателитам 20. Сателлиты 20, совершая планетарное движение, обкатываются по неподвижному венцу 21, а их оси-водила 22 передают усиленное (крутящим моментом) вращение навал зажимного патрона 4, который, в свою очередь, соединен с ведущей штангой 5 с размещенным на ее конце буровым инструментом.

Регулирование повышенных значений крутящего момента производится в зависимости от типа применяемого электродвигателя. В случае использования ассинхронных двигателей может быть применен электропривод с частотным управлением, который в практическом применении является очень сложным. Тиристорный регулируемый привод постоянного тока считается одним из наиболее перспективных для станков геологоразведочного бурения по сравнению с другими системами регулируемых электроприводов.

Двигатели постоянного тока с тиристорным управлением позволяют плавно регулировать частоту вращения от нуля до максимально допустимой для данного двигателя, что полностью отвечает требованиям технологии бурения и выполнения аварийных работ благодаря высокой (до 2,5 - 3) перегрузочной способности двигателей этого типа.

Здесь регулирование частоты вращения ниже номинальной обеспечивается за счет изменения напряжения на роторе, при этом момент двигателя остается постоянным, а мощность уменьшается пропорционально частоте вращения. Увеличение частоты вращения выше номинальной осуществляется путем изменения силы тока в обмотке возбуждения.

Этот способ регулирования позволяет экономично использовать установленную мощность, так как изменение частоты вращения обеспечивается в режиме постоянства мощности двигателя [см. вышеуказанную литературу (1 и 2)].

В условиях применения планетарного усилителя крутящего момента указанные возможности регулирования приводного двигателя позволяют производить бурение как на высоких частотах вращения (с целью создания "эффекта самоцентрирования" бурового инструмента) с сохранением повышенных крутящих моментов двигателя против номиналов в каждый период времени процесса бурения, так и на малых частотах вращения бурового инструмента с повышенными величинами крутящего момента против его номинальных значений без дополнительных затрат мощности.

Последнее особенно важно, так как переход на бурение на пониженных частотах вращения, как правило, связано с осложнениями, возникшими при бурении или при бурении глубоких скважин большого диаметра требующих повышенных значений крутящих моментов. \ \\ Изложенное следует пояснить на следующем примере.

Принят приводной тяговый электродвигатель постоянного тока со следующими основными номиналами: мощность 80 кВт; частота вращения - 1200 об/мин; в ослабленном поле - 3000 об/мин; крутящий момент - 63 кгм; модуль передаточного отношения планетарного устройства 3.

1. При регулировании частоты вращения ниже установленного номинала примем частоту вращения сниженной до 400 об/мин, т. е. в 3 раза против установленного номинала, тогда номинальная мощность двигателя уменьшается пропорционально снижению частоты вращения и составляет 80 : 3 = 26,7 кВт. При мощности в 26,7 кВт крутящий момент будет

т.е. остается равным установленному номиналу.

С учетом применения планетарного устройства при принятом модуле передаточного отношения равном 3, частота вращения на ведущей штанге с буровым инструментом составит 400 : 3 = 133 об/мин, а крутящий момент возрастает до
M = 63 · 3 = 189 кгМ
2. При регулировании частоты вращения выше установленного номинала при установленной возможности двигателя максимальная частота вращения допустима в ослабленном поле двигателя и составляет 3000 об/мин. При номинальной частоте вращения и выше установленная мощность двигателя остается неизменной, т. е. равной номинальной и составляющей 80 кВт. В этих условиях крутящий момент развиваемый двигателем, составит
.

С учетом применения планетарного устройства с тем же модулем передаточного отношения (3), частота вращения на ведущей штанге с буровым инструментом составит
3000 : 3 = 1000 об/мин,
а крутящий момент 25,2 · 3 = 75,6 кгм
Как видно из приведенного ориентировочного расчета на номинальные условия двигателя, применение планетарного устройства значительно расширяет возможность электровращателя по крутящему моменту без увеличения затрат мощности.

Кроме того, возможность получения необходимых крутящих моментов в зависимости от мощности и частоты вращения применяемого двигателя может регулироваться модулем передаточного отношения самого планетарного устройства путем применения сменных комплектов (солнечная и сателитные шестерни) с необходимым модулем передаточного отношения.

В целом предлагаемая конструкция вращателя бурового станка с усилителем крутящего момента содержит приводной регулированный тяговый электродвигатель 1 с полым ротором 2 и планетарным устройством 3. Ведущая штанга 5 установлена внутри полого ротора 2 и планетарного устройства 3, которое снабжено зажимным патроном автоперехвата 4. Ведущая штанга 5 установлена с возможностью осевого перемещения относительного внутренней поверхности ротора 2 и полого рабочего вала 6 планетарного устройства 3. Для этого она выполнена с гарантированным радиальным зазором относительно их внутренних поверхностей и соединена своим свободным концом с зажимным патроном 4 планетарного устройства 3 (в случае принудительной осевой подачи создаваемого механизма осевого перемещения). Механизм осевого перемещения ведущей штанги 5 с буровым инструментом состоит из закрепленных на корпусе приводного двигателя 1 гидроцилиндров 7 и 8, установленных параллельно оси ротора 2 приводного двигателя 1, которые перемещаются по своим штокам 9 и 10 и направляющим 11 и 12. Штоки 9 и 10, а также направляющие 11 и 12 закреплены неподвижно на нижней траверсе 13 и верхней 14, при этом верхняя траверса 14 содержит телескопические подкосы 15 и 16, обеспечивающие жесткость конструкции. В случае свободной осевой подачи ведущая штанга 5 с буровым инструментом своим свободным концом проходит через разжатый зажимной патрон 4 планетарного устройства 3 и соединяется с крон-блоком лебедки, осуществляющей осевую подачу ведущей штанги 5 с буровым инструментом под собственным их весом. Разжатый с фиксацией патрон 4 планетарного устройства 3 образует фигурное проходное отверстие, ответное ведущей штанги 5, через зацепление с которой передает ей вращение. В корпусе планетарного устройства 3 в месте соединения его с ротором 2 приводного двигателя 1 установлен подшипниковый узел 17, включающий набор радиальных и упорных подшипников, первые из которых воспринимают радиальные нагрузки от вращения ведущей штанги 5, передаваемые ей планетарным устройством 3, а вторые осевые нагрузки, передаваемые гидроцилиндрами 7 и 8 при принудительной осевой передаче, и собственным весом ведущей штанги 5 с буровым инструментом - при свободной подаче.

Шарнирно закрепленная на станине нижняя траверса 13 и телескопические подкосы 15 и 16 верхней траверсы обеспечивают установку предлагаемой конструкции вращателя-бурового станка с усилителем крутящего момента под необходимым углом к горизонту для возможности бурить наклонные скважины.

Конструкция снабжена известной системой трубодержателя-автоперехвата при осевой подаче инструмента (например, СКБ-7), которая на чертежах не представлена в целях его упрощения.

Наиболее целесообразно в качестве приводного двигателя 1 использовать тяговые электродвигатели постоянного тока, тогда конструкция комплектуется тиристорным преобразователем тока и системой управления для питания электродвигателя и плавной регулировки частоты вращения ведущей штанги 5 с буровым инструментом. В этом случае должен быть использован определенный тип тяговых электромашин, обладающих возможностью плавного регулирования частоты вращения их ротора в широких диапазонах, с одновременным регулированием крутящего момента, развиваемого ими (например, ДК - 110, 213, 220).

Вращатель-буровой станок работает следующим образом.

После включения приводного двигателя 1 его полый ротор 2 передает вращение планетарному устройству 3, в свою очередь, планетарное устройство 3 приводит во вращение ведущую штангу 5 с буровым инструментом. Одновременно в верхние полости гидроцилиндров 7 и 8 нагнетается под давлением рабочая жидкость (в это время нижние полости гидроцилиндров 7 и 8 соединены со сливом).

Усилие, создаваемое давлением жидкости на рабочих поршнях гидроцилиндров 7 и 8, перемещает их по неподвижно установленным штокам 9 и 10 вниз вместе с приводным двигателем 1, планетарным устройством 3 и соединенной с ним ведущей штангой 5 с буровым инструментом, обеспечивая осевое движение бурового инструмента в процессе бурения скважины с установленным осевым усилием. После достижения гидроцилиндрами 7 и 8 приводного двигателя 1 крайнего нижнего положения включается система автоперехвата 4. Нижние полости гидроцилиндров 7 и 8 соединяются с линией нагнетания, а верхние - со сливом. В результате давления жидкости на рабочие поршни гидроцилиндров 7 и 8 последние движутся по своим штокам 9 и 10 вверх, возвращая приводной двигатель 1 и планетарное устройство 3 в верхнее исходное положение без остановки вращения станка, после чего включается система автоперехвата 4. Верхние полости гидроцилиндров 7 и 8 соединяются с линией нагнетания, а нижние - со сливом, после чего рабочий процесс продолжается в описанном порядке.

Одноосный монтаж планетарного устройства с ротором приводного двигателя в сочетании с соосным монтажом всех рабочих и вспомогательных узлов в предлагаемой конструкции выдвигают эту установку в самостоятельный тип вращателей-буровых станков способного выполнять скважины любого назначения (от скважин геологоразведочного ряда на твердые полезные ископаемые до глубоких скважин большого диаметра, необходимых при поисково-оценочных работах и испытаниях на нефть и газ.)
Указанная конструкция упрощает, совершенствует и значительно расширяет технические и технологические возможности известных вращателей и буровых установок.

Конструктивные особенности предлагаемого враащателя-бурового станка с усилителем крутящего момента дает возможность создать самостоятельный универсальный (по диаметрам бурения и другим показателям) вращатель-буровой станок для бурения скважин при сниженных затратах электроэнергии на глубину 0 - 2200 м, что позволяет заменить им классы выпускаемых буровых станков и обеспечить их полную унификацию.

Опытный образец вращателя-бурового станка с усилителем крутящего момента проходит испытания на производственной скважине проектной глубиной 2000 - 2200 м с оборудованием ее под посадку пятидюймовой обсадной колонны труб.

Формула изобретения

Вращатель-буровой станок с усилителем крутящего момента, включающий приводной плавнорегулируемый реверсивный заключенный в кожух электродвигатель с полым ротором, механизм вращения бурового инструмента, механизм осевого перемещения бурового инструмента, выполненный в виде закрепленных на кожухе приводного двигателя двух гидроцилиндров, штоки которых связаны верхней траверсой, отличающийся тем, что механизм вращения бурового инструмента выполнен в виде закрепленного на верхнем конце ротора приводного двигателя, соосно с последним, планетарного устройства, связанного, в свою очередь, с установленной внутри полого ротора приводного двигателя ведущей штангой для передачи последней вращения с усиленным крутящим моментом регулируемым частотой вращения ротора приводного двигателя, при этом ведущая штанга связана с буровым инструментом, механизм осевого перемещения бурового инструмента выполнен так, что штоки гидроцилиндров связаны с нижней траверсой, а гидроцилиндры закреплены на кожухе приводного двигателя с возможностью перемещения вместе с двигателем по их штокам, при этом кожух приводного двигателя установлен с возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на нижней и верхней траверсах, а последняя связана с двумя телескопическими подкосами, опирающимися на станину, обеспечивающими жесткость конструкции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.02.2005        БИ: 04/2005

---