Буровая машина

 

ОПИСАНИЕ изоы*етения ""79 886

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву . (22) Заявлено 18. 11 . 77(21) 2544666/29-03 (51)М. Кл.

Е 21 0 1/06

Е 21 В 7/26 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 622. 251. .8(088.8) Опубликовано 3012,80, Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 30 .12. 80 (72) Авторы изобретения

Б. И. Владимиров, И. Д. Рассказов и Г. П. Соловьев

Специальное конструкторское бюро Главмостостроя

Министерства транспортного строительства СССР (71) Заявитель (54) БУРОВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области буровой техники и может быть использовано для бурения скважин большого диаметра при устройстве фундаментов глубокого заложения и строительства S столбчатых опор мостов.

Известна установка СО-2, выполненная в виде навесного бурового оборудования и предназначена для вращательного бурения скважин, многовит- 10 ковым шнековым буром с лопастным долотом (.1 .

Недостатком этих установок является малая мощность установки для разработки грунтов различной прочности. 15

Известна другая установка, позволяющая вести работы по бурению скважин в разнообразных грунтовых условиях.

Буровая машина включает станину, 20 гидравлический привод, состоящий из зажимного хсмута и механизмов качательного и продольного движений, обсадную трубу и грейфер 1" 2 J.

Недостатком указанной буровой ма- 25 шины является маломощное оборудование дЛя разработки rpyнтов. Встре— чаясь с твердыьпю глинами и гравелистыми грунтами, особенно с включением булыжников, с вечномерзлыми грунта- 30 ми и со скальными: грунтами, станки теряют свою эффективность и производитель ность . Недостаточ ная мощность буровых устройств не позволяет также увеличить и диаметр скважин.

Цель изобретения — повышение эффективности разработки грунтов, обеспечение возможности разработки тяжелых грунтов, а также увеличение диаметра разрабатываемых скважин.

Указанная цель достигается тем, что буровая машина, включающая станину, гидроприВод, состоящий из эажимного хомута и механизмов качательного и продольного движения, обсадную трубу с расположенным в ней грунтоувлекающим механизмом, снабжена буровой колонной со съемным рабочим органом на конце и механизмом преобразования качательного движения во вращательное, который размещен между зажимным хомутом и буровой колонной, при этом обсадная труба имеет выступы для периодического зацепления с рабочим органом.

Кроме того, для бурения . наклонных скважин зажимной хомут шарнирно прикреплен к механизмам качательного и продольного движений.

791886 .

Привлечение непосредственно к разработке забоя мощного гидрарлического привода будет способствовать достижению поставленной цели. Кроме того, использование гидравлического привода не только для погружения и извлечения обсадных труб, но и для разработки грунта повысит его собственный коэффициент полезного действия .

На фиг. 1 представлена предлагаемая буровая машина, преднаэ наченная для бурения скважин диаметром до 3 м и глубиной в несколько десятков метров, общий вид на фиг. 2 — показана разработка грунта и извлечение его иэ скважины грейфером; на Фиг . 3 - подь- !Я емка рабочего органа от забоя и зацепление его с обсадной трубой для последующего погружения обсадной трубы; на фиг. 4 - погружение обсадной трубы на фиг. 5 — отцепление рабочего 31 органа от обсадной трубы и посадка его на забой; на фиг. 6-11 — гидравлический привод и механизм преобразования качательнсго движения во вращательное простейшего типа, при этом на фиг. 6 - вид по фасаду при разработке вертикальных скважин; на фиг.7то же, наклонных скважин; на фиг. 8 и 9 — вид сверху при взаимодействии храпового колеса с правой (относительно буровой машины) "собачкой". Левая ЗО ,"собачка" иэ работы выключена на фиг. 8 — при движении гидроцилиндра качательного движения налево и повороте зажимного хомута и буровой колонны по часовой стрелке; на фиг. 9 — 35 при движении гидроцилиндра качательного движения направо, повороте эажимного хомута против часовой стрелки и неподвижном положении буровой колонны на фиг. 10 - узел A на фиг.8; 40 иа фиг. 11 — узел Б на фиг. 9.

Буровая машина состоит из станины

1, ходовой части 2, силовой установки, гидравлических насосов и систем, мачты 3, передних и задних гидрав- 4 лических опор 4 и 5 соответственно (аутригеров), грейфера 6 с грейферной лебедкой, других необходимых механизмов для извлечения грунта, гидравлического привода 7, состоящего в свою очередь иэ эажимного хомута 50

8 механизма 9 качательного (вращаУ тельного попеременно в противоположных направлениях) движения и механизма 10 продольного эадавливающего или извлекающего движения . 55

Зажимной хомут 8 выполнен раскрывающимся . Механиам 9 качательного движения состоит из подвижного гидроцилиндра 11, передвигающегося по штоку 12, и вилки 13, шарнирно прик- 40 реплеиной к эажимному хомуту и соединенной с гидроцилиндром 11 с помощью шарнира-компенсатора 14, дающего возможность вилке удлиняться и поворачиваться . Механизм 10 продольного 65 движения выполнен в виде гидроцилиндра, шарнирно прикрепленного к станине 1 и зажимному хомуту 8.

Полая буровая колонна 15 имеет уловитель 16 грейфера и удлиняется по мере проходки скважины секциями длиной по 4-6 м. К нижнему концу буровой колонны прикрепляются сменные рабочие органы 17 (фрезы, буры, рыхлители, уширители).

Между зажимным хомутом 8 и буровой колонной 15 встроен механизм 18 преобразования качательного движения во вращательное, главными состав. ными частями которого являются храповое колесо 19 и "собачки" 20.

Крепление стенок скважины производится обсадной трубой 21, удлиняемой по мере опускания звеньями длиной по

2-4 м . Стык 22 звеньев устраивается на болтах или сварке.

Рабочие органы и ножевая часть обсадной трубы снабжены взаимными зацепами 23 для передачи качательного и продольного задавливающего или из— влекающего усилий с рабочего органа на обсадную трубу.

Возможно также крепление стенок скважины с помощью глинистого раствора или избыточного давления воды.

Буровая машина устанавливается на передвижную подставку 24 и прикрепляется передними гидравлическими опорами 4 к поворотным поддерживающим консолям 25. Подставка оснащена направляющей рамой 26 и аутригерами 27.

Разработка грунта и погружение обсадной трубы производится совместными действиями продольных и качательных усилий, передаваемых с эажимного хомута 8 гидропривода íà буровую колонну 15. При разработке грунта качательное дви>.;ение, в случае надобности, преобразовывается во вращательное с помощью механизма 18 преобразования .

Сменные рабочие органы 17 (фрезы, буры, рыхлители, уширители) назначаются в зависимости от вида и прочности проходимых грунтов и по ходу работ могут заменяться .

Извлечение разработанного грунта осуществляется, как правило, грейфером 6 через внутреннюю полость буровой колонны. Возможно применение и другого грунтоиэвлекающего оборудования (например, эрлифтов или насосов в случае наличия в скважине воды).

Рабочий цикл состоит из следующих операций: раэработка грунта и извлечение его иэ скважины (см. фиг. 2)р подъемка рабочего органа от забоя и зацепление его с обсадной трубой (см. фиг . 3) погружение обсадной трубы (см.фиг. 4) отцепление рабочего органа от обсадной трубы и посадка его на забой (см. фиг. 5) .

791886

За один рабочий цикл скважины разрабатывается на глубину от 20 до 50 см

) зависящую как от характеристик проходимых грунтов, так и от конструктивного оформления рабочего органа и гидропривода.

В случае слабых грунтов погруже- З ние обсадной трубы может предшествовать разработке и извлечению грунта или производиться одновременно.

Для возможности подачи очередного звена обсадной трубы при ее наращи- 10 ванин зажимной хомут гидропривода раскрывается, и буровая машина отъезжает назад, а консоли 25 подставки 24 поворачиваются параллельно продольной оси подставки . 15

Оснащение буровых машин специальным устройством, передающим большие крутящие и эадавливающие усилия с гадравлического привода непосредственно на забой скважины, позволяет нам— ного увеличить их производительность, предоставляет воэможность разработки тяжелых грунтов, в том числе и вечномерэлых, позволяет 2-3 раза увеличить диаметр скважины . Все это вместе взятое может дать большой технико-эконо- 2 мический эффект при сооружении мощных фундаментов глубокого заложения в промышленно-гражданском строительстве, особенно в строительстве мостов.

Так, предварительные проектные ЗО проработки показали возможность создания одностолбчатых опор и столбчатых фундаментов под опоры мостов со значительными пролетами .

Формула изобретения

1. Буровая машина, включающая станину, гидропривод, состоящий иэ эажимного хомута и механизмов качатель-. ного и продольного движения, обсадную трубу с расположенным в ней грунтоувлекающим механизмом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше— ния эффективности разработки грунтов и увеличения диаметра разрабатываемых скважин, она снабжена буровой колонной со съемным рабочим органом на конце и механизмом преобразования качательного движения во вращательное, который размещен между эажимным хомутом и буровЬй колонной, при этом обсадная труба имеет выступы для периодического зацепления с рабочим органом .

2. Буровая машина по п. 1, о т личающаяся тем,что,с целью бурения наклонных скважин, зажимной хомут шарнирно прикреплен к механизмам качательного и продольно- го движения .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скворцов В. Ф. Установка СО-2 для устройства буронабивных свай

"Строительные и дорожные машины", 9 12, 1976, с. 5-6 ..

2. Ганичев И. A. и др. Производство буровых работ в строительстве.

М., Издательство литературы по строительству, 1966, с. 98, рис. 74.

791886

19

Диг. Е

Фиг. кк (Риг. 9

Составитель Н. Ястребинская

Редактор Т. Никольская Техред А. Бабинеи Корректор С. щомак

Подписное

Заказ Тираж 626

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пь делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4