Буровая виброустановка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 747974.*

Ф

1 ,.«7 / (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 21.06.78 (21) 2633189/22-03 с присоелииением заявки ¹ (2 1) Г! риоритет

Опубликовано 15.07.80, Бюллетень ¹ 26 (51)М. Кл.

1Ъоударстеенный комитет

E 21 В 7/00 пп делам изобретений н открытий (53) УДК 622., 243,955 (088. 8) Дата опубликования описания 15,07.80

С. С. Хворостовский, Н. Ф, Хворостовская и П. М. Базененков (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени ,геологоразведочный институт им..С. Орджоникидзе

Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР (7l) Заявитель (54) БУРОВАЯ,БИБРОУСТАНОВКА

Изобретение относится к буровой тех-1 нике, в частности к буровым станкам для вибробурения, и может быть использовано при бурении изыскательских и геологоразведочных скважин и погружении в грунт свай и зондов.

Известна буровая виброустановка, содержащая мачту со стойками, привод, подвеску и вибромеханизм (1).

Однако эта установка обладает малой

t0 погружающей способностью, так как в них использован безударный вибромеханизм.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является буровая

15 виброустановка, соцержащая мачту со стойками и направляющими, привод, подвеску, вибромеханизм с ударником и наковальней (21.

Недостатки известной буровой виброустановки заключаются в малой величине энергии единичного удара вибромеханизма и эатруцнении проведения спускоподъемных операций.

Цель изобретения — повышение энергии единичного удара вибромеханиэма за счет уМеньшения потерь энергии удара в буровой установке.

Это достигается тем, что буровая виброустановка предлагаемой конструкции снабжена направляющей плитой с центральным каналом и размещена ниже вибромеха- низма, причем в центральном канале соосно уцарнику на шлицах свободно установлена наковальня.

Направляющие мачты выполнены в виде е двух участков, верхние иэ которых неподвижны, а нижние установлены с воэможностью вращения вокруг стоек.

На фиг. 1 изображена предлагаемая буровая виброуст новка; на фиг. 2 — схема работы установки в вибрационном режиме-, на фп . 3 - схема работы установки в виброударном и ударном режимах, на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг.5разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 — схема расположения вибромеханизма прп спускопоцъемных операциях.

Буровая виброустановка состоит из ра-, мы 1 с ходовой частью, на которой уста новлены источник энергопитания 2, лебедка 3, мачта 4 с подъемником 5. Мачта

4 имеет три или более стойки 6, соеди5 ненные поясом 7 так, что в плане образуется полукруглая или многоугольная форма мачты 4 с открытой передней гранью. Центральная стойка 6 соединена шарнирно с рамой 1 и подъемником 5, щ а боковые стойки 6 снабжены регулировочными винтовыми домкратами 8. В процессе работы буровой виброустановки центральная стойка 6 мачты 4 скреплена с рамой 1 болтом 9, а две боковые стой -- д ки 6 через башмаки домкратов 8 опираются о грунт. По длине центральной сто и одной боковой стоек 6 установлены.направляющие 10, а по длине второй боковой стойки 6 — направляющая 1 1, отличающаяся от направляющих 10 по форме в пла-. с плане. Направляющие 10 и 11 установлены жестко на стойках 6. Нижние направляющие участки 12 и 13 установлены независимо от направляющих 10 и 1 1 с возможностью вра- gs щения вокруг оси стоек 6 и фиксации в двух диаметрально противоположных положениях при помощи болтов 14. На трове 15 лебедки 3 подвешен вибромеханизм

16 с электромотором 17 с помощью подвески 18, Вибромеханизм 16 через, направляющие 19 и 20 взаимодействуют с направляющими 10 и 11 и с их нижними участками 12 и 13.,Составными эле-: ментами вибромеханизма 16 являются з ударник 21 и крючки 22, на них подвеше на направляющая плита 23, которая сво- ими направляющими 24 и 25 взаимодействует с направляющими 10 и 11 и их нижними участками 12 и 13; 4р

В направляющей плите 23 соосно с удар.швом 21 имеется сквозной цилиндрический канал, в котором установлен а возможностью поступательного и вращатель 4g ного движения переходник 26 под ногружаемые элементы 27. С верхним концом переходника 26 жестко соединена наковаа ня 28, на наружной поверхности которой установлены фиксирукицйе продольные шлиц." 29, расположенные симметрично по периферии наковальни 28 и в соответствии с продольными пазами 30, выполненными на боковой поверхности стенок цилиндрического.канала направляющей плиты 23.

В теле на фавляющей плиты 23 параллельно и симметрично оси переходника 26 имеются два сквозных отверстия, в кото- рых свободно установлены болты 31 с

3 747974 4 проушинами под крючки 22 или промежуВ точные соединительные цепи и регулировочные гайки 32. При транспортировке виброустановки, выполнении спуско-подъемных операций и работ .у устья скважины виб- ромеханизм закрепляется на мачте 4 болтом 33, свободно вставляемым в соос ные отверстия направляющих 13 и 25.

Работает буровая виброустановка следующим образом.

В точке бурения мачта 4 подъемником

5 переводится в вертикальное положение, крепится к раме 1 болтом 9, центрируется и укрепляется домкратами 8. Затем болт 33 разгружается от веса вибромеханизма при помощи лебедки 3, извлекается из соосных отверстий, направляющих 13 и 25, и вибромеханизм 16 и соединенная с ним цепями или болтами 31 направляющая плита 23 поднимаются по направляю тцим мачты 4 вверх на высоту,равную длйне ": . первого погружаемого элемента 27, с которым жестко соединяется (например, посредством резьбы) переходник 26. Подачей напряжения от источника энергопитания 2 к электромотору L7 вибромеханизм запускается в работу, и первый погружаемый элемент 27 внедряется в грунт на всю свою длину. После этого подача напряжения к электромотору 17 прекращается, переходник 26 отсоединяется от погружаемого элемента 27, лебедкой 3 вибромеханизм тросом 15 поднимается по направляющим мачты на высоту, равную длине последующего погружаемого элемента, нижний конец которого жестко соединяется с внедренным элементом, а верхний с переходником 26. Таким образом, процесс внедрения погружаемых элементов 27 повторяется до достижения необходимой глубины.

В зависимости от веса погружаемых элементов 27, их соединение с переходником 26 осуществляется вращением элемента 27 при невращающемся переходнике 26, или наоборот. В первом случае направляющая плита 23 находится в подвешенном состоянии, и переходник 26 под действием силы тяжести находится в нижнем положении. При этом продольные шлицы 29 и наковальня 28 находятся в продольных пазах 30 направляющей плиты 23, что предотвращает проворачивание переходника 26 в процессе наворачивания на него погружаемых эле- ментов 27 снизу. Во втором случае первый погружаемый элемент 27 своим нижним концом устанавливается на землю, а последующие наворачиваются на высту5 747974 6 пающие концы внедренных элементов в вибромеханиэм 16 не совсем соединен

|грунт, механизм 16 приспускается до с направляющей плитой 23, или с целью упора переходника 26 в алемент 27 и сокрашения вспомогательных операций по далее до выхода продольных шлицов 29 наращиванию погружаемых элементов при . .из продольных пазов 30, и вращением 5 бурении соединен цепями, длины которых переходника 26 осуществл.;ется его жест больше максимально возможной высоты кое соецинение с погружаемыми алемен- отскока вибромеханиэма 16 от наковаль,:тами 27. ни 28. При этом отсутствуют потери на

При расположении шлицов 29 и па- трение из-за перекосов в направляющих зов 30, описанном в последнем случае, щ мачты 4. Поэтому высота отскока вибровращением переходника 26 в обратную механизма 16, а следовательно, и анергия сторону осуществляется его отсоединение единичного удара и производительность от погружаемых элементов 27. буровой виброустановки повышаются.

При проведении спуск подъемных опе- Извлечение из скважин отсадных труб раций механизм 16 отведен в сторону ig осуществляется при частом поочередном от устья скважины. Осуществляется это нанесении ударов по трубам вверх и вниз, следующим образом. Лебедкой 3 виброме- Это снижает эффективность работы вибханизм 16 с подвешенной к нему направ- ромолота, не всегца дает положительные ляющей плитой 23 поднимается по результаты и часто приводит к обрывам нацравляющим 10, 11, 12 и 13 мачты а троса, поломкам мачты и т. п. Больший

4 до совмещения соосных отверстий на- аффект извлечения труб достигается при правляющих 13 и 25, и в эти отверстия частом поочередном нанесении ударов по вставляется болт 33. После этого из, трубам вверх и вниз, Это достигается только направляющих 12 и 13 извлекаются фик- путем регулировки гайками 32 зазора сирукицие болты 14, вибромеханизм 16, z5 между ударником 21 и наковальней 28. зафиксированный в направляющей 13 бол- При наличии зазора в. прецелах допуститом 33, отводится в сторону от устья мой величины дополнительного растяжескважины, от подвески 18 отсоединяется ния лебецочного троса 15 вибромеханиз-, трос 15 и используется для спуска в мом l6 последний при цвижении его дескважину для подъема алементов 27. 3g балансов вверх наносит удар на выбиваПеревод вибромеханиэма в рабочее we труб, а при движении дебалансов вниз положение производится в обратной после- забивает трубы. Таким образом, осущесч довательности: к подвеске 18 подсое- вляется вибрация труб в вертикальном диняется трос 15, вибромеханизм 16 с направлении, т. е. их расхаживание при направляющей 13 поворотом вокруг стой- з5 постоянно приложенной силе лебедки на . ки мачты 4 эавоцится на устье сква- . извлечение труб. В то же время отсутжины до совмещения направляющих 12 и ствует опасность преждевременного обры24, а направляющие 12 и 13 фиксируют ва троса и прочих поломок, так как разся болтами 14, болт 33 разгружается рушающее влияние вибромеханизма ограниот веса вибромеханиэма 16 при помощи щ чено величиной зазора между ударником лебедки 3 натяжением троса 15 и извле- 21 и наковальней 28. кается из соосны;. отверстий направляю- Прецлагаемая буровая виброустановка щих 13 и 25, вибромеханизм 16 с нап- . позволяет бурить ударным способом беэ равляющей плитой 23 перемещается по. применения специальных тяжелых забивмачте 4 в положение, необходимое для 45 ных снарядов . Для этого вибромеханиэм соединения переходника 26 с погружае- 16 совсем отсоединяют от направляющей мыми элементами 27. плиты 23 и используют в качестве заПри проходке песков работа буровой бивного снаряда, то есть лебедкой 3 мевиброустановки эффективна только в виб- ханизм 16 по мачте 4 поднимается на рационном режиме, и это обеспечивается, 5р необходиму.о высоту и сбрасывается

Когда направляющая плита 23 соединена:на наковальню 28, соединенную через с вибромехаиизмом 16 цепями и болтами переходник 26 с погружаемыми элемента31 и зазор между ударником 21 и нако- ми 27. вальней 28 полностью ликвидирован при помощи регулировочных гаек 32.

Проходка плотных грунтов эффективна при работе установки только в виброуцарном мрежиме. Это обеспечивается, когца

Формула изобретения

1. Буровая виброустановка, содержащая мачту со стойками и направляющи747974

Г ми, привод, подвеску, вибромеханизм с ударйиком и йаковальней, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения энергии единичного удара вибромеханизма за счет уменьшения потерь энергии 5 удара в буровой установке, она снабжена направляющей плитой. с центральным каналом и размещена ниже вибромеханизма,причем в центральном канале соасно ударнику на шлицах свободно установлена нако- р вальня

2. Виброустановка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что.направляющие мачты выполнены и випе двух участков, 1 верхние из которых неподвижны, 8 нижние установлены с возможностью вращения вокруг стоек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ребрик Б. М. Вибрационное бурение скважин,. М., Недра", 1974, с. 115l l7.

2. Ребрик Б. М. Ударное бурение грунтов. М., Недра", 1976, с. 142, рис. 60.

747974

Составитель Л. Думкин

Редактор Г. Нечаева Техред М. Кузьма Корректор М. Коста

Заказ 4198/20 . Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4