Малогабаритная буровая установка
Изобретение относится к области бурения скважин, в частности, к буровым установкам, предназначенным для бурения бытовых скважин и прокладки обсадных труб. Буровая установка включает направляющую трубу, кондуктор, по крайней мере одну буровую штангу, с закрепленным на ней буром, погружной дренажный насос, емкость для очистки промывочной жидкости, ограничитель грунта и буровую машинку. Буровая машинка состоит по крайней мере из вертлюга буровой установки и приводного устройства. Буровая штанга выполнена из полипропиленовой трубы и по крайней мере одного соединительного элемента, установлена в направляющей трубе и зафиксирована на буровой машинке. Погружной дренажный насос установлен на основании ограничителя грунта на ножках. Емкость для очистки промывочной жидкости разделена двухстенчатым фильтром на два сегмента, а основание второго сегмента выполнено выше основания первого сегмента. Обеспечивается осуществление бесперебойного бурения в труднодоступных местах или в условиях ограниченного пространства. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область применения
[0001] Изобретение относится к области бурения скважин. В частности, к буровым установкам, предназначенным для бурения бытовых скважин и прокладки обсадных труб.
Уровень техники
[0002] Из уровня техники известна буровая установка вертикального бурения по патенту на полезную модель №RU184297U1 (дата приоритета: 20.07.2018 г., опубл.: 22.10.2018 г.), содержащая обсадную трубу, буровую штангу, установленную в обсадной трубе, вертлюг с боковым отверстием для подачи в него промывочной жидкости, при этом буровая штанга выполнена в виде набора трубчатых секций, снабженных элементами для соединения секций между собой, а бур выполнен со сквозным центральным отверстием и закреплен на секции буровой штанги, отличающаяся тем, что содержит мотопомпу, соединенную своим выходом с боковым отверстием вертлюга и своим входом - с фильтром грубой очистки, отводную трубу соединенную через соединительный тройник с обсадной трубой, электродрель с редуктором и реверсом для обеспечения вращательного движения буровой штанги и бура, при этом электродрель крепится к вертлюгу и стягивается усиленным хомутом, сборник для приема буровой мелочи и резервуар для промывочной жидкости, выполненные в виде единой емкости с сетчатой перегородкой для разделения буровой мелочи и грязной воды, съемную площадку для буровика, устанавливаемую на единую емкость, съемное сито для крупной буровой мелочи, съемное сито для мелкой буровой мелочи, при этом сита выполнены с возможностью перемещения по горизонтали.
[0003] Недостатком данного технического решения является, во-первых, использование обсадной трубы для направления буровой штанги при бурении, так как на практике используется отдельная направляющая труба. В противном случае существует риск повреждения обсадной трубы и в дальнейшем протекание воды через полученные повреждения в поверхности обсадной трубы. Во-вторых, осуществление фиксации и стягивания электродрели к вертлюгу с помощью усиленного хомута не является надежным способом фиксации. Поэтому существует высокий риск разбалтывания или отсоединения вертлюга от электродрели. В-третьих, исходя из представленной фиг. 1 аналога, тройник направлен непосредственно в емкость для очистки промывочной жидкости, а бурильщик должен располагаться в непосредственной близости с местом бурения, стоя на площадке, зафиксированной на емкости. Соответственно, данное выполнение буровой установки делает невозможным бурение скважин в труднодоступных местах, например, в углах помещений или иного ограниченного пространства, так как необходима дополнительная площадь для размещения емкости для очистки промывочной жидкости.
[0004] Из уровня техники известна буровая установка по патенту на полезную модель №RU156918U1 (дата приоритета: 23.12.2014 г., опубл.: 20.11.2015 г.). В данном патенте описана буровая установка, включающая обсадную трубу; сборник для приема буровой мелочи и резервуар для промывочной жидкости, выполненные в виде открытой сверху емкости; буровую штангу, коаксиально с зазором установленную в обсадной трубе; привод для обеспечения ее вращательного движения; вертлюг с отверстием на боковой стороне для подачи в него промывочной жидкости; буровую коронку; гидрокомпрессор, выход которого связан с боковым отверстием вертлюга, а вход с резервуаром для промывочной жидкости, отличающаяся тем, что сборник для приема буровой мелочи и резервуар для промывочной жидкости выполнены в виде единой емкости, имеющей донное отверстие для связи с обсадной трубой и боковое отверстие для связи с гидрокомпрессором; буровая штанга выполнена в виде набора одинаковых трубчатых секций, снабженных элементами для соединения секций между собой, а буровая коронка выполнена со сквозным центральным отверстием и закреплена на первой секции буровой штанги, при этом вертлюг расположен между буровой штангой и приводом, а на узле, образованном приводом и вертлюгом установлены усилительные элементы.
[0005] Недостатком данного технического решения является, как уже было указано выше, использование обсадной трубы для направления буровой штанги при бурении, так как на практике используется отдельная направляющая труба. В противном случае существует риск повреждения обсадной трубы и в дальнейшем протекание воды через полученные повреждения в поверхности обсадной трубы. Также наличие донного и бокового отверстия в сборнике для приема буровой мелочи и резервуаре для промывочной жидкости в случае срыва рукава, соединяющего отверстия с вертлюгом и обсадной трубой, быстрого вытекания промывочной жидкости, что является экономически затратным, а также напрямую может повлиять на надежность работы системы, в частности, загрязнения элементов установки не прочищенной промывочной жидкостью. Более того, из-за расположения обсадной трубы непосредственно в промывочном резервуаре, увеличиваются габариты установки и становится невозможно осуществлять бурение в труднодоступных условиях или в условиях ограниченного пространства.
[0006] Также из уровня техники известна буровая штанга для малогабаритных буровых установок по патенту на полезную модель №RU197793U1 (дата приоритета: 20.02.2020 г., опубл.: 28.05.2020 г.), содержащая трубчатый корпус с размещенными на его концах жестко зафиксированными запрессованными металлическими резьбами, отличающаяся тем, что металлические резьбы запрессованы с применением эпоксидного клея, при этом наружный диаметр буровой штанги выполнен от 15 мм до 60 мм, длина буровой штанги от 300 мм до 2000 мм, толщина стенки буровой штанги от 1,5 мм до 5 мм.
[0007] Заявляемое техническое решение имеет существенное отличие от представленного аналога, а именно, фиксация металлического стакана с резьбами осуществляется за счет нагревания полипропиленовых труб с последующим прессованием с металлическим стаканом с резьбой. Данный способ фиксации позволяет существенное повысить прочность креплений и снижает риск отрыва, скручивания стакана с резьбой при осуществлении бурения или демонтажа буровой штанги.
Краткое описание изобретения
[0008] Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является осуществление бесперебойного бурения в труднодоступных местах или в условиях ограниченного пространства.
[0009] Данная задача решается за счет достижения такого технического результата, как обеспечение надежной работы малогабаритной буровой установки с возможностью удаленного расположения емкости для очистки промывочной жидкости.
[0010] Технический результат достигается за счет того, что буровая установка, включающая направляющую трубу, кондуктор, по крайней мере одну буровую штангу, с закрепленным на ней буром, погружной дренажный насос, емкость для очистки промывочной жидкости, ограничитель грунта, буровую машинку, при этом буровая машинка состоит по крайней мере из вертлюга буровой установки и приводного устройства, буровая штанга выполнена из полипропиленовой трубы и по крайней мере одного соединительного элемента, установлена в направляющей трубе и зафиксирована на буровой машинке, погружной дренажный насос установлен на основании ограничителя грунта.
[0011] Емкость для очистки промывочной жидкости может быть разделена двухстенчатым фильтром на два сегмента, при этом основание второго сегмента выполнено выше основания первого сегмента, отверстия первой стенки двухстенчатого съемного фильтра смещены продольно относительно второй стенки двухстенчатого съемного фильтра, при этом высота отверстий двухстенчатого съемного фильтра от дна первого сегмента может составлять не менее 56 мм. Также возможно выполнение отверстий одной стенки двухстенчатого съемного фильтра с расположением на расстоянии по крайней мере 15,5 мм в горизонтальной плоскости и по крайней мере 16 мм в вертикальной плоскости относительно друг друга.
[0012] Возможно вплавление соединительного элемента перед закреплением саморезами к буровой штанге.
[0013] Возможно выполнение ограничитель грунта с рукоятью для удобства его перемещения и зафиксированного в нем погружного дренажного насоса.
[0014] К кондуктору дополнительно может фиксироваться удлинительная труба для проведение загрязненной промывочной жидкости до удаленного расположенной емкости для промывочной жидкости.
[0015] При этом возможно использование в качестве соединительного элемента или замка, или ниппеля. Соединительный элемент может быть выполнена из алюминия или титана.
[0016] При этом буровая штанга может иметь длину от 1000 до 2000 мм, толщину стенок по крайней мере 3,7 мм, а диаметр - 40 мм.
Описание чертежей
[0017] Фиг. 1 - общая схема малогабаритной буровой установки.
[0018] Фиг. 2 - ограничитель грунта.
[0019] Данные фигуры поясняются следующими позициями: 1 - направляющая труба, 2 - кондуктор, 3 - буровая штанга, 4 - бур, 5 - погружной дренажный насос, 6 - емкость для очистки промывочной жидкости, 7 - ограничитель грунта, 8 - вертлюг буровой установки, 9 - приводное устройства, 10 - соединительный элемент, 11 ножки насоса, 12 - двухстенчатый съемный фильтр.
Подробное описание изобретения
[0020] В приведенном ниже подробном описании изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них.
[0021] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.
[0022] Наилучшая реализация заявляемого технического решения заключается в выполнении буровой установки, включающей направляющую трубу (1), кондуктор (2), по крайней мере одну буровую штангу (3), с закрепленным на ней буром (4), погружной дренажный насос (5), емкость для очистки промывочной жидкости (6), ограничитель грунта (7), буровую машинку, при этом буровая машинка состоит по крайней мере из вертлюга буровой установки (8) и приводного устройства (9), буровая штанга (3) выполнена из полипропиленовой трубы и по крайней мере одного соединительного элемента (10), установлена в направляющей трубе (1) и зафиксирована на буровой машинке, погружной дренажный насос (5) установлен на основании ограничителя грунта (7) на ножках (11).
[0023] Направляющая труба (1) представляет собой часть малогабаритной буровой установки, которая фиксируется в предварительно подготовленном углублении в земле диаметром, примерно, 100 мм., сформированном шнеком или иным устройством сходного назначения. Диаметр углубления должен быть меньше диаметра направляющей трубы (1) для плотности фиксации. Затем забивается направляющая труба (1) в глубь поверхностного слоя грунта. Наиболее оптимальным является для заявляемого технического решения глубина, на которую устанавливается направляющая труба (1), от 1,2 метров до 1,5 метров, при этом один конец направляющей трубы (1) остается на поверхности с высотой, равной высоте расположения емкости для очистки промывочной жидкости (6) для возможности беспрепятственной фиксации кондуктора (2) и удлинительной трубы, при этом минимизировав потери промывочный жидкости из-за расплескивания. Оптимальная толщина стенок направляющей трубы (1) 10 мм., диаметр трубы - 110 мм. В связи с тем, что диаметр направляющей трубы (1) больше диаметра подготовленного углубления, при забивании указанной трубы в глубь грунта обеспечивается плотная фиксация ее в канале скважины, при этом предотвращается осыпание грунта на начальном этапе бурения и облегчается процесс углубления буровой штанги (3) с буром в глубь скважины. После установки направляющей трубу (1) осуществляют ее отбивание, то есть наносятся удары по грунту около стенок трубы, для того, чтобы уплотнить место углубления и установки направляющей трубы (1), а также в целях исключения риска протекания промывочный жидкости при бурении из скважины между стенками направляющей трубы (1) и стенками скважины. Таким образом, направляющая труба (1) способствует бесперебойной и надежной работе установки, так как предотвращает попадание взрыхленного верхнего слоя грунта в скважину, что, во-первых, облегчает установку, эксплуатацию, демонтаж и удлинение буровой колонны и, в последствие, обсадных труб. Во-вторых, предотвращает искривление ствола скважины при бурении, что в свою очередь минимизирует риск повреждения буровых штанг (3) или их соединительных элементов (10), а в некоторых случаях и бура. Также обеспечивается циркуляция промывочной жидкости с минимальными ее потерями за счет герметичного контакта внешней стенки направляющей трубы (1) и внутренней стенки скважины.
[0024] Дополнительно в направляющей трубе (1) могут быть выполнены по крайней мере два отверстия, расположенные напротив друг друга, но смещенные от центра окружности таким образом, чтобы было возможно зафиксировать любое устройство без повреждения обсадной трубы в целях получения дополнительного рычага при вытаскивании направляющей трубы (1) из скважины.
[0025] После установки направляющей трубы (1) к ней фиксируется кондуктор (2), выполненный, например, в виде тройника канализационного, с диаметром 110 мм. для дальнейшего отвода загрязненной промывочной жидкости в емкость для очистки промывочной жидкости. Если емкость для промывочной жидкости расположена на удаленном расстоянии от места осуществления бурения, то к кондуктору (2) также может быть присоединена удлиненная труба до места расположения емкости для промывочной жидкости (6). Выполнение кондуктора (2) в виде тройника канализационного является наилучшим, но одним из возможных вариантов. Кондуктор (2) в заявляемом техническом решении является съемным продолжением направляющей трубы (1) и служит для поглощения промывочной жидкости и для последующей передачи ее (промывочной жидкости) в емкость для очистки (6). Возможность скрепления удлинительной трубы с кондуктором (2) позволяет обеспечить удаленное расположение емкости для промывочной жидкости, при этом по длине удлинительной трубы могут быть расположены вспомогательные опоры, для недопущения срыва удлинительной трубы в силе возрастающей массы на конец удлинительной трубы, который соединяется с кондуктором (2). Таким образом, возможно осуществить удаленное расположение емкости для очистки промывочной жидкости (6), как следствие, уменьшить площадь, занимаемую необходимым для бурения оборудованием, и осуществлять бурение в труднодоступных местах.
[0026] После установки направляющей трубы (1) и кондуктора (2) подготавливается буровая колонна, состоящая из буровых штанг (3) или одной буровой штанги (3) с закрепленной на ее конце буром (4). Второй конец буровой колонны с помощью соединительного элемента (10) фиксируется в вертлюге буровой машинки (8). Длина отдельной буровой штанги (3) может составлять от 1 метра до 2 метров, наилучшее выполнение предполагает толщину стенок равную 3,7 мм., а диаметр буровой штанги 40 мм (3). На концах буровой штанги (3) вплавлены соединительные элементы (10), с помощью которых формируется буровая штанга (3). При этом, на одном конце буровой штанги (3) в качестве соединительного элемента (10) используется быть использована муфта, замок или ниппеля с ленточной или трубной резьбой. При этом соединительное элементы (10) вплавляются на этапе производства в буровые штанги (3), выполненные из полипропилена, что придает соединительному элементу (10) дополнительную прочность при эксплуатации буровой установки. При этом процесс вплавления осуществляется следующим образом: нагревается конец полипропиленовой буровой штанги (3) до температуры плавления (не менее 160 °С), после чего соединительный элемент (10) с ленточной или трубной резьбой, плотно фиксируется на разогретом конце буровой штанги (3) таким образом, что конец соединительного элемента (10) помещается во внутреннюю полость буровой штанги (3). Затем дают штанге (3) остыть и дополнительно фиксируют соединительный элемент (10) как минимум двумя саморезами с помощью предварительно подготовленных противоположных отверстий на конце буровой штанги (3). Наилучшим исполнением является использование в качестве соединительных элементов (10) муфты, при этом которая выполнена в форме «стакана» и имеет соединения «мама» и «папа». Соединительный элемент (10) может быть выполнена из любого материала, пригодного для осуществления указанного процесса и назначения установки. Наилучшим возможным материалов для выполнения соединительного элемента (10) является алюминий или титан, так как данные материалы является достаточно легкими при высоком коэффициенте прочности изделий на разрыв. Таким образом, место соединения соединительного элемента (10) и буровой штанги (3) имеют повышенные прочностные характеристики, благодаря способу его фиксации к полипропиленовой трубе, а, следовательно, обеспечивают надежность работы установки за счет увеличения прочности и жесткости соединения.
[0027] Также стоит обратить внимание, что на конце соединительного элемента (10) буровой штанги (3) отсутствуют прокладки, так как используется ленточная спираль, обеспечивающая достаточную плотность фиксации буровых штанг (3) и предотвращая разъединение штанг (3) при их выкручивании из сформированной скважины. Использование резинок предполагает риск их разрыва, как следствие невозможность функционирования установки, или излишнее задерживание песка на поверхности самих резинок, что создает риск разъединения при выкручивании буровых штанг (3) из скважины бурения.
[0028] Бур (4) представляет собой металлическое устройство, предназначенное для бурения скважины. Конфигурация бура (4) определяется в зависимости от характера грунта и заданных условий бурения. На достижение технического результата конфигурация бура (4) в заявляемом техническом решении не влияет. Бур (4) фиксируется по крайней мере двумя саморезами к буровой колонне. При этом бур имеет отверстия, через которые в скважину поступает промывочная жидкость для вымывания разрыхленного грунта. Высота бура (4) равна высоте стенок емкости для промывочной жидкости (6). В таком случае, бурильщик осуществляет подсчет задействованных буровых штанг (3), а не общую длину буровой колонны, что значительно упрощает процесс бурения и возможность определения глубины скважины. Бур (4) является неотъемлемым элементом буровой установки.
[0029] Также малогабаритная буровая установка имеет емкость для очистки промывочной жидкости, представляющей из себя полый короб, разделенный двухстенчатым съемным фильтром (12) на два сегмента, при этом основание второго сегмента выполнено выше основания первого сегмента, отличающееся тем, что отверстия первой стенки двухстенчатого съемного фильтра (12) продольно смещены на два отверстия второй стенки, а высота отверстий двухстенчатого съемного фильтра (12) от дна первого сегмента не менее 56 мм. Емкость для промывочной жидкости может обладать объемом от 208 литров до 350 литров. В первый сегмент поступает буровая жидкость с загрязняющими примесями, которая поднимается из скважины. Второй сегмент содержит очищенную промывочную жидкость, которая за счет всасывания погружным дренажным насосом (5), установленным и зафиксированным в ограничителе грунта (7), поступает по рукаву в вертлюг (8) для дальнейшего использования. Второй сегмент находится выше первого и имеет толщину нижнего основания 10 мм. Разность в высоты дна оснований сегментов необходима для первичного осаждения крупных загрязняющих частиц, находящихся в поступающей из скважины промывочной жидкости. Таким образом крупные фракции частиц грунта осаживаются в первом сегменте, не забивают отверстия двухстенчатого фильтра (12) и не поступают повторно в цикл, что предотвращает износ используемого оборудования и приостановку бурения, и обеспечивает надежность работы установки.
[0030] Емкость для очистки промывочной жидкости имеет возможность установки удаленно от места бурения, так как загрязненная промывочная жидкость поступает в емкость из кондуктора (2) по удлинительной трубе, а очищенная промывочная жидкость поступает из емкости за счет погружного дренажного насоса (5) через отвод и рукав в вертлюг буровой установки (8) и далее через буровую колонну и бур (4) в канал скважины. Также дополнительно в емкость для промывочной жидкости может быть установлена полая цельная емкость для размещения инструментов или иных устройство во втором сегменте.
[0031] В емкости для очистки промывочной жидкости (6) используются двухстенчатый съемный фильтр (12), который представляет собой фильтр в виде двух стенок с отверстиями, и устанавливается на границе между первым и вторым сегментом и фиксируется в предусмотренных пазах. Отверстия первой стенки двухстенчатого съемного фильтра (12) продольно смещены относительно отверстий второй стенки, что обеспечивает повышение эффективности фильтрации промывочной жидкости от загрязняющих примесей за счет двойной системы фильтрации и как следствие повышает надежность работы установки за счет снижения внешнего физического воздействия на элементы и детали элементов установки. При этом отверстия расположены на расстоянии по крайней мере 15,5 мм. в горизонтальной плоскости и по крайней мере 16 мм. в вертикальной плоскости относительного друг друга. Высота отверстий двухстенчатого съемного фильтра (12) от дна первого сегмента не менее 56 мм. Таким образом, осуществляется забор промывочной жидкости, очищенной от фракций крупных частиц, осевших на дне первого сегмента. Благодаря конструктивным особенностям емкости для промывочной жидкости и двухстенчатого съемного фильтра (12) обеспечивается надлежащая фильтрация промывочной жидкости от загрязняющих примесей, что предотвращает износ элементов установки и надежность ее эксплуатации.
[0032] Во второй сегмент емкости для промывочной жидкости (6) устанавливается ограничитель грунта (7) в виде полого короба, к нижнему основанию которого зафиксированы ножки (11) погружного дренажного насоса (5). Толщина короба ограничителя грунта (7) может составлять 5 мм., высота 245 мм., толщина нижнего основания по крайней мере 10 мм. К фильтру дополнительно может быть фиксирована рукоять для удобного извлечения его из емкости для промывочной жидкости. В стенках корпуса ограничителя грунта (7) предусмотрены отверстия для подачи очищенной от крупных и мелких фракций частиц грунта промывочной жидкости. Отверстия в ограничителе грунта (7) также находятся на удалении от основания второго сегмента на высоте не менее 56 мм. для того, чтобы осуществлять подачу очищенной от крупных и мелких фракций промывочной жидкости для всасывания ее погружным дренажным насосом (5) во втором сегменте, что также предотвращает износ элементов установки и надежность ее эксплуатации в связи с недопущением всасывания загрязняющих частиц.
[0033] Во втором сегменте емкости для промывочной жидкости расположен погружной дренажный насос (5), который может быть выполнен, в предпочтительном варианте, в виде, например, электрического насоса. Погружной дренажный насос (5) расположен на высоте от нижнего основания ограничителя грунта (7) для того, чтобы те загрязняющие фракции, которые все же остались в промывочной жидкости после фильтрации, так же осаждались на нижнем основании ограничителя грунта (7). Расположение отверстия погружного дренажного насоса (5) для закачки жидкости на заданной высоте обеспечивается за счет наличие ножек на конце погружного дренажного насоса (5), которые дополнительно фиксируется к нижнему основанию ограничителя грунта (7) крепежными устройствами, например, саморезами. Погружной дренажный насос (5) также содержит отвод и присоединенный к отводу рукав. В свою очередь рукав присоединен к вертлюгу (8) для подачи промывочной жидкости из емкости для очистки жидкости. Насос (5), закрепленный к ограничителю грунта (7), помещается в емкость для очистки промывочной жидкости вовнутрь второго сегмента, без формирования дополнительных отверстий в корпусе емкости для очистки промывочной жидкости, что исключает риск вытекания промывочной жидкости при срыве рукава, как следствие, обеспечивается надежность и ремонтопригодность устройства.
[0034] Буровая машинка состоит из вертлюга буровой установки (8) и приводного устройства (9). Вертлюг буровой (8) установки состоит из: корпуса выполненного составным из двух частей - верхней части корпуса и нижней части корпуса, крышки, верхняя и нижняя части скручиваются болтами, по крайней мере четырьмя, но оптимальным количеством является шесть, что обеспечивает быстрый доступ к внутренним элементам вертлюга (8) (валу, подшипникам, сальникам и т.п.) и как следствие обеспечивает ремонтопригодность и соответственно надежную работу вертлюга (8) в целом, т.е. при разборном корпусе проще подобраться к внутренним элементам вертлюга (8) для их замены, чистки и мелкого ремонта, при этом болтовое соединение именно из шести болтов обеспечивает с одной стороны надежное соединение частей корпуса с другой стороны разборка /сборка проходит значительно быстрее, чем при большем количестве болтов, кроме того в нижней части корпуса крепится крышка при помощи болтового соединения, а именно при помощи шести болтов, крышка служит опорой вала, чтобы он не выпал вниз, корпус выполнен из прочного и легкого материала, например авиационного алюминия В95 для того, чтобы резьба выдержала нагрузку, т.к. прочность данной марки алюминия не уступает прочностным характеристикам стали, но при этом в три раза легче, что обеспечивает ремонтопригодность и надежность работы вертлюга (8), т.к. увеличиваются прочностные характеристики и ремонтировать вертлюг (8) с корпусом из более легкого материала значительно легче; переходника для присоединения рукава, который служит для присоединения рукава для подачи бурового раствора в полый вал, переходник для присоединения рукава крепится к корпусу вертлюга (8) методом холодной сварки; полого вала, который выполняется цельным из одной заготовки для его изготовления используется сталь СТ60, СТ45, что позволяет резьбе вала выдерживать сильные нагрузки и меньше ржаветь, в валу, симметрично друг другу, расположены отверстия полусферической формы для протока бурового раствора или иной промывочной жидкости, вал содержит резьбу для вкручивании буровых штанг (3), которая, при этом используется ленточная резьба, кроме того вал содержит хвостовик для соединения с приводным устройством (9), хвостовик формируется неотделимо от основной части, при этом, хвостовое соединение МОРЗЕ №2 вала подлежит закалке после изготовления, чтобы вал не провернуло из-за радиальной нагрузки буровой колонны, которая практически вся ложится на хвостовик, кроме того может использоваться хвостовое соединение типа квадрат, а так же хвостовое соединение типа шестигранник; рукоять крепится к корпусу методом холодной сварки и находится с противоположной стороны от переходника для присоединения рукава; в верхней части одного подшипника и двух сальников и, а в нижней - двух подшипников и трех сальников, при этом камера, образованная между верхними сальниками и нижними сальниками шире, чем размер самих сальников, что обеспечивает перепад давления, вследствие чего увеличивается напор промывочной жидкости, сальник служит для защиты подшипников от попадания бурового раствора и промывочной жидкости при бурении, наличие двух сальников обеспечивает надежность работы вертлюга (8), т.к. если один сальник износится, то второй не даст воде протечь в подшипник кроме того доступ к этим сальникам обеспечивается сразу при разборке корпуса, что способствует ремонтопригодности. При необходимости, подшипников и сальников может быть больше.
[0035] Совокупность вышеуказанных особенностей выполнения соединения соединительных элементов (10) буровых штанг (3), емкости для очистки промывочной жидкости (6), ограничитель грунта (7), а также остальных элементов малогабаритной буровой установки является новым.
[0036] Бурение с использованием заявляемой буровой установки осуществляется следующим образом: с помощью шнека формируется углубление с диаметром 100 мм. После чего в углубление плотно забивается направляющая труба (1) с диаметром ПО мм. с последующим ее отбиванием для уплотнения грунта вдоль стенок направляющей трубы (1). К оставшейся на поверхности части направляющей трубы (1) фиксируется кондуктор (2) с диаметром 110 мм. Далее к буровой машинке, состоящей из вертлюга (8) буровой установки и приводного устройства (9), фиксируется буровая штанга (3) с зафиксированным на ней буром. Затем устанавливается емкость для очистки промывочной жидкости с помещенным в нее двухстенчатым съемным фильтром (12) и ограничителем грунта (7) с зафиксированным за счет прикрепленных ножек к нижнему основанию погружного дренажного насоса (5). К отводу насоса (5) фиксируется рукав, который в свою очередь проведен и зафиксирован к переходнику вертлюга (8). Емкость для промывочной жидкости заполняется промывочной жидкостью. Затем в направляющую трубу (1) через кондуктор (2) помещается бур (4) с буровой колонной, выполненной из по крайней мере одной буровой штанги (3), и закрепленной к буровой машинке. Осуществляется включение погружного дренажного насоса (5) и приводного устройства (9). Промывочная жидкость поступает в ствол буровой колонны, затем через отверстия в буре (4) под давлением размывает взрыхленный грунт и поднимается под давлением вдоль стенки скважины и буровой колонны. Затем, благодаря плотному соединению направляющей трубы (1) и стенок скважины, промывочная жидкость с загрязняющими частицами через присоединенный к направляющей трубе (1) кондуктор (2) и удлинительную трубу через боковой отвод кондуктора (2) и, в случае удаленного расположения емкости для промывочной жидкости, по удлинительной трубе попадает в первый сегмент емкости для промывочной жидкости. В первом сегменте происходит осаждение крупных загрязняющих частиц за счет расположения основания второго сегмента выше основания первого сегмента. Далее промывочная жидкость попадает во второй сегмент, проходя через установленный съемный двухстенчатый фильтр (12), и всасывается насосом (5) для последующего использования и поступления через отвод и рукав в вертлюг буровой установки (8). В случае погружения буровой штанги (3) с буром на всю длину, бурение приостанавливается, к буровой колонне крепится следующая буровая штанга (3). Таким образом, формируется буровая колонна. После осуществления бурения в скважину фиксируется обсадная труба для предотвращения осыпания стенок скважины. При этом, в процессе бурения бурильщик находится на площадке для бурильщика, выполненной, например, в виде табуретки.
[0037] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.
1. Буровая установка, включающая направляющую трубу, кондуктор, по крайней мере, одну буровую штангу, с закрепленным на ней буром, погружной дренажный насос, емкость для очистки промывочной жидкости, ограничитель грунта, буровую машинку, при этом:
- буровая машинка состоит, по крайней мере, из вертлюга буровой установки и приводного устройства,
- буровая штанга выполнена из полипропиленовой трубы и, по крайней мере, одного соединительного элемента, установлена в направляющей трубе и зафиксирована на буровой машинке,
- погружной дренажный насос установлен на основании ограничителя грунта на ножках, при этом емкость для очистки промывочной жидкости разделена двухстенчатым фильтром на два сегмента, а основание второго сегмента выполнено выше основания первого сегмента.
2. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия первой стенки двухстенчатого фильтра смещены продольно относительно второй стенки двухстенчатого фильтра.
3. Буровая установка по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что высота отверстий двухстенчатого съемного фильтра от дна первого сегмента составляет не менее 56 мм.
4. Буровая установка по п. 2, отличающаяся тем, что отверстия одной стенки двухстенчатого съемного фильтра расположены на расстоянии по крайней мере 15,5 мм в горизонтальной плоскости и по крайней мере 16 мм в вертикальной плоскости относительно друг друга.
5. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что соединительный элемент перед закреплением саморезами прикрепляется к буровой штанге методом вплавления.
6. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что ограничитель грунта содержит рукоять.
7. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что к кондуктору фиксируется удлинительная труба.
8. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что соединительный элемент выполнен в виде муфты, или замка, или ниппеля.
9. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что соединительный элемент может быть выполнена из алюминия.
10. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что соединительный элемент может быть выполнен из титана.
11. Буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина буровой штанги составляет от 1000 до 2000 мм, толщина стенок по крайней мере 3,7 мм, а диаметр буровой штанги 40 мм.
