Мобильная установка для бурения скважин (варианты)



Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)
Мобильная установка для бурения скважин (варианты)

 


Владельцы патента RU 2401376:

Щербаков Юрий Николаевич (RU)
Рыжков Василий Алексеевич (RU)

Группа изобретений относится к буровой технике, в частности для бурения скважин вращательным способом. Мобильная установка содержит несущую вышку, состоящую из опорного и верхнего оснований и вертикальных направляющих и стойки, каретку, установленную на ползунах для перемещения по вертикальным направляющим, с установленным на ней буровым вращательным механизмом, состоящим из буровых штанг и бура, вертлюга с патрубком для подвода оборотной воды, и механизм подъема каретки. Вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников, а ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания. Буровой вращательный механизм соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты. При использовании установки для сухого бурения используется вместо бурового вращательного механизма винтовой шнек. Обеспечивает бурения скважин в труднодоступных местах. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Мобильная установка для бурения скважин относится к буровой технике, в частности для бурения скважин вращательным способом как с промывкой, так и без промывки.

Известна портативная буровая установка, содержащая смонтированное на двухколесном шасси опорное балочное основание, на котором установлена несущая вышка, состоящая из стоек, соединенных вверху перекладинами, и вертикально расположенных направляющих, по которым при помощи подъемно-погружающего механизма, выполненного в виде тросовой системы, приводимой в действие ручными лебедками, и снабженного дополнительным нагрузочным балластом, скользяще перемещается вверх-вниз на ползунах каретка, выполненная в виде вертикально расположенной несущей рамы, внутри которой закреплен электрический двигатель, связанный вертикальной трансмиссией с буровым вращательным механизмом, расположенным ниже трансмиссии на одной оси с электрическим двигателем и оборудованным средством подвода воды и/или воздуха через втулку бурового вращательного механизма в канал буровой штанги. (см. патент US №6315059, 2001).

Недостатком известной портативной буровой установки является невысокая прочность, слабая пространственная жесткость несущих конструкций. Надежность установки снижается из-за высокорасположенного центра тяжести балласта.

В качестве ближайшего аналога принята портативная буровая установка, содержащая смонтированное на колесном шасси опорное основание, на котором установлена несущая вышка, состоящая из стоек и вертикально расположенных направляющих, соединенных вверху перекладинами. Каретка с закрепленными на ней электрическим двигателем и буровым вращательным механизмом скользяще перемещается на ползунах по направляющим вверх-вниз при помощи цепного привода. Вал бурового вращательного механизма соединен механической передачей с валом электрического двигателя. Буровой вращательный механизм оборудован средством подвода воды в канал буровой штанги (см. патент РФ на полезную модель №74949 по кл. МПК E21B 7/02, 2008).

Недостатком данной установки является сложность конструкции за счет использования установки как с прямой, так с обратной промывкой.

В качестве ближайшего аналога также принят вертлюг для буровой штанги, содержащий корпус с патрубком для подвода воды, крышку корпуса с отводящим патрубком, вал с каналами для подвода воды в буровые штанги, ствол и установленный между отводящим патрубком и стволом переходный блок, имеющий полый цилиндр с уплотнительными элементами с внешней стороны, полый цилиндр выполнен из двух концентрических жестко соединенных частей (см.патент РФ на полезную модель №29085 по кл. МКИ E21B 21/02, 2003).

Недостатком является сложность конструкции вертлюга за счет использования как с прямой, так с обратной промывкой.

В задачу настоящего изобретения ставится создание мобильной буровой недорогой установки, пригодной как для гидробурения, так и для сухого бурения скважин.

Поставленная задача решается тем, что мобильная установка для бурения скважин, содержащая несущую вышку, состоящую из опорного и верхнего оснований, вертикальных направляющих и стойки, каретки, установленной на ползунах для перемещения по вертикальным направляющим, с установленным на ней буровым вращательным механизмом, состоящим из буровых штанг, бура и вертлюга с патрубком для подвода оборотной воды, механизм подъема каретки. Вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников. Ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания. Буровой вращательный механизм соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты. В качестве механизма подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке. Бур выполнен трехлопастным с заостренными внизу лопастями треугольной формы. Наконечники лопастей бура выполнены из твердосплавного материала.

Новым в предлагаемом решении является то, что вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников. Ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания. Буровой вращательный механизм соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты. В качестве механизма подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке. Бур выполнен трехлопастным с заостренными внизу лопастями треугольной формы. Наконечники лопастей бура выполнены из твердосплавного материала.

Для выполнения поставленной задачи предложен специальной конструкции вертлюг, содержащий корпус с патрубком для подвода воды, вал с каналами для подвода воды в буровые штанги, уплотнительные кольца. Вал вертлюга для подвода воды установлен в подшипниковых опорах и выполнен с пересекающимися радиальным и осевым отверстиями.

Новым является специальная конструкция вертлюга с валом для подвода воды, установленным в подшипниковых опорах и выполненным с пересекающимися радиальным и осевым отверстиями.

Для использования установки для сухого бурения предложена мобильная установка для сухого бурения, содержащая несущую вышку, состоящую из опорного и верхнего оснований и вертикальных направляющих и стойки, каретку, установленную на ползунах для перемещения по вертикальным направляющим, винтовой шнек, механизм подъема каретки. Вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников. Ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания. Винтовой шнек соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты. В качестве механизма подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке.

Новым в предлагаемом решении является то, вместо бурового вращательного механизма установлен винтовой шнек. Вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников. Ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания. Винтовой шнек соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты. В качестве механизма подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке.

Предлагаемое техническое решение имеет существенное признаки, которые в совокупности влияют на достигнутый результат, а именно: возможность быстро разбирать и собирать установку дает возможность ее легко транспортировать и устанавливать в любом месте. Ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания, т.е. центр описанной окружности нижнего опорного основания и центр стороны верхнего основания. Выбранная форма оснований в виде правильных треугольников дает возможность распределить равномерную нагрузку на элементы вышки. Преобразователь частоты, установленный в электрическую схему питания установки, позволяет осуществлять реверсивность работы, которая необходима для монтажа и демонтажа буровых штанг, а также дает возможность работать от бытовой сети 220 В.

На фиг.1 показана общая схема мобильной установки для гидробурения, на фиг.2 - схема мобильной установки, вид А; на фиг.3 - схема мобильной установки, вид Б, на фиг.4 - схема мобильной установки для сухого бурения, на фиг.5 показан вертлюг, на фиг.6 - бур, на фиг.7 - бур, вид А, на фиг.8 - схема подвода воды в зону бурения.

Мобильная установка для бурения скважин состоит из несущей вышки 1, каретки 2 с установленным на ней буровым вращательным механизмом 3, состоящим из буровых штанг 4 и бура 5, вертлюга 6 с патрубком 7 для подвода оборотной воды, механизма 8 подъема каретки. Вышка 1 выполнена из опорного 9 и верхнего 10 оснований и вертикальных направляющих 11 и стойки. Каретка 2 установлена на ползунах 12 для перемещения по вертикальным направляющим 11. Вышка 1 выполнена разборной. Опорное 9 и верхнее 10 основания выполнены в виде правильных треугольников. Ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания 9 и центр стороны верхнего основания 10. Буровой вращательный механизм 3 соединен через редуктор 13 с реверсивным электродвигателем 14, который подключен к источнику питания через электронный блок управления 15 с преобразователем частоты.

В качестве механизма 8 подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке.

Бур 5 выполнен трехлопастным с заостренными внизу лопастями 17 треугольной формы. Наконечники лопастей 17 бура 5 выполнены из твердосплавного материала.

Вертлюг 6 выполнен из корпуса 18 с патрубком 19 для подвода воды и вала 20 с каналами для подвода воды в буровые штанги 4. Вал 20 для подвода воды установлен в подшипниковых опорах 21. Вал 20 выполнен с пересекающимися радиальным 22 и осевым 23 отверстиями с уплотнительными кольцами 24.

Для использования установки для сухого бурения, например для бурения под фундаментные основания, вместо бурового вращательного механизма 3 используется винтовой шнек 16. Винтовой шнек 16 соединен через редуктор 13 с реверсивным электродвигателем 14, который подключен к источнику питания через электронный блок управления 15 с преобразователем частоты. В качестве механизма 8 подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке.

На фиг.8 показана схема подвода воды в зону бурения 25, показан отстойник 26, резервуар 27, вертлюг 6, каналы 28, 29, насос или мотопомпа 30.

Работа мобильной установки заключается в следующем.

Принцип работы установки основан на гидробурении скважин оборотной водой.

Перед началом бурения выкапываются отстойник 26, резервуар 27 для последующего заполнения их водой. Устанавливается насос или мотопомпа 30 и подключается к установке. Вода подается в зону бурения через вращающиеся буровые штанги 4 и через отверстие в буре 5 и входит в контакт с почвой, вымывая ее и вытесняя на поверхность. Буровые штанги 4 наращиваются по мере заглубления. Скорость бурения колеблется от 1 м до 15 м в час и зависит от твердости почвы. При помощи насоса 30 или мотопомпы осуществляется подача воды из резервуара.

Бурение на небольшую глубину до 5 м для установки опор при строительстве, для фундаментов, монтажа и демонтажа линий электропередач, опор мостов и переходов осуществляется без промывки с применением винтовых шнеков 16.

Данная установка для бурения скважин легко монтируется и демонтируется, транспортируется. При использовании данной установки получается низкая себестоимость готовой скважины. При помощи описанной установки можно бурить скважины в труднодоступных местах.

1. Мобильная установка для бурения скважин, содержащая несущую вышку, состоящую из опорного и верхнего оснований и вертикальных направляющих и стойки, каретку, установленную на ползунах для перемещения по вертикальным направляющим, с установленным на ней буровым вращательным механизмом, состоящим из буровых штанг, бура и вертлюга с патрубком для подвода оборотной воды, механизм подъема каретки, отличающаяся тем, что вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников, а ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания, а буровой вращательный механизм соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты.

2. Мобильная установка для бурения скважин по п.1, отличающаяся тем, что в качестве механизма подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке.

3. Мобильная установка для бурения скважин по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что бур выполнен трехлопастным с заостренными внизу лопастями треугольной формы.

4. Мобильная установка для бурения скважин по пп.1-3, отличающаяся тем, что наконечники лопастей бура выполнены из твердосплавного материала.

5. Мобильная установка для сухого бурения, содержащая несущую вышку, состоящую из опорного и верхнего оснований и вертикальных направляющих и стойки, каретку, установленную на ползунах для перемещения по вертикальным направляющим, механизмом подъема каретки, отличающаяся тем, что дополнена винтовым шнеком, вышка выполнена разборной, причем опорное и верхнее основания выполнены в виде правильных треугольников, а ось бурения задана проходящей через центр тяжести опорного основания и центр стороны верхнего основания, кроме того, винтовой шнек соединен через редуктор с реверсивным электродвигателем, который подключен к источнику питания через электронный блок управления с преобразователем частоты.

6. Мобильная установка для бурения скважин по п.5, отличающаяся тем, что в качестве механизма подъема каретки использована тросовая лебедка, установленная на вертикальной стойке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области крепления нефтяных или газовых скважин, в частности к ступенчатому цементированию обсадных колонн. .
Изобретение относится к газодобыче и может быть использовано для снижения водопроявлений в газовых скважинах с аномально низким пластовым давлением. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для ликвидации поглощений промывочной жидкости при тампонировании скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для замены задвижек в процессе ремонта устьевого оборудования. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины и очистке призабойной зоны пласта и забоя скважины от шлама, песка и грязи.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для ликвидации парафино-гидратных пробок в нефтяных и газовых скважинах с фонтанным, газлифтным и механическим способом добычи.

Изобретение относится к области строительства скважины и может найти применение при креплении нефтяной или газовой скважины, а также при ремонтных работах, связанных с цементированием.

Изобретение относится к оборудованию для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при их строительстве, освоении и ремонте с целью обеспечения безопасности, предупреждения и ликвидации нефтегазоводопроявлений, охраны недр и окружающей среды.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для герметизации устья при проведении работ, связанных с вращением или выполнением спуско-подъемных операций колонны труб.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способу ликвидации газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин со смятой эксплуатационной колонной
Изобретение относится к способам управления миграцией сыпучих частиц в подземных пластах

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к капитальному ремонту скважин при проведении ловильных работ

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для ликвидации прихватов колонн труб в скважине ударным методом

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам замены задвижек в процессе ремонта устьевого оборудования

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для временного перекрытия ствола скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к средствам защиты колонн от высоких давлений
Наверх