БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к буровым установкам, и предназначена для бурения с поверхности вертикальных геологоразведочных скважин колонковым способом.
Известен буровой станок [патент RU на изобретение №2304685, МПК E21B 3/00 (2006.01), приоритет 19.08.2005, опубл. 20.08.2007, Бюл. №23; патент РФ на полезную модель №52066, МПК E21B 3/00 (2006.01), приоритет 25.08.2005, опубл. 10.03.2006, Бюл. №7], включающий раму, шарнирно скрепленную с рамой опору, установленную с возможностью установочного перемещения мачту с направляющими, и стопорное устройство мачты относительно опоры, взаимодействующую с направляющими каретку, механизм перемещения каретки и скрепленный с кареткой вращатель. Каретка вращателя выполнена с возможностью фиксации с опорой для обеспечения возможности перемещения мачты относительно опоры посредством механизма перемещения каретки.
Недостатками указанной установки являются бурение скважин малыми диаметрами коронок, бурение на небольшие глубины, низкая производительность при бурении крепких пород, невозможность работы в районах с суровыми климатическими условиями на отдаленных участках. Необходимо дополнительное оснащение буровым оборудованием, буровым насосом или компрессором. При геологоразведочных работах на значительном удалении от базы возникнет необходимость дополнять буровой станок передвижными узлами для транспортировки инструмента, оборудования и жилого комплекса, при этом преимущество в легкости бурового станка теряется.
7
Известен буровой станок [патент RU на изобретение №2247210 МПК E21B 3/00, приоритет 24.07.2003, опубл. 27.02.2005, Бюл. №6], включающий транспортную базу, мачту с направляющими и подвижными упорами, шарнирно связанными посредством осей с мачтой и размещенными в верхней связи мачты для штоков силовых цилиндров подачи, которые закреплены перпендикулярно опорным поверхностям подвижных упоров на подвижном вращателе, установленном с возможностью осевого перемещения по направляющим мачты, и выполненными с возможностью их вывода из зоны действия штоков силовых цилиндров подачи при помощи цилиндра управления, размещенного на мачте, буровой став, подъемную лебедку, канат и канатные блоки. Подвижные упоры выполнены с возможностью поворота вокруг осей в направлении действия штоков силовых цилиндров подачи, при этом их оси размещены в плоскости, параллельной опорным поверхностям подвижных упоров, и соединены со штоком цилиндра управления, и между собой, посредством рычага поворота, установленного между подвижными упорами, причем цилиндр управления шарнирно связан с рычагом поворота и мачтой станка.
Однако это техническое решение направлено в основном на увеличение производительности при спуско-подъемных операциях/
Известен также буровой станок [патент RU №2321716, МПК E21B 3/00 (2006.01), приоритет 21.07.2007, опубл. 10.04.2008], содержащий основание с рамой, мачту, на которой с возможностью перемещения установлена каретка с вращателем и механизм подачи, выполненный в виде гидроцилиндра и двух шарнирно связанных между собой рычагов, свободные концы которых шарнирно соединены с рамой и кареткой вращателя. Рама связана с вращателем шарнирно, а гидроцилиндр шарнирно соединен с упомянутыми рычагами, при этом конец рычага, шарнирно связанного с рамой, выполнен в виде вилки, а оси крепления указанных рычагов и ось вала вращателя расположены в одной плоскости.
Этот буровой станок имеет ограниченные возможности применения, требует подготовленности площадки. Кроме того, довольно сложна конструкция шарнирных соединений крепления гидроцилиндра, рычагов, каретки с вращателем.
Наиболее близким техническим решением является буровая установка ПБУ-650, выпускаемая ОАО "Алтайгеомаш" [650.html], содержащая санное основание, утепленное укрытие, мачту с кронблоком и гидроцилиндрами подъема, механизм свинчивания-развинчивания бурильных труб, рабочий механизм с вращателем и механизмом подачи бурильных труб, вспомогательное и ремонтное оборудование.
Недостатками этой установки являются ее большой вес, сложная гидравлическая схема, малый угол поворота вращателя вокруг вертикальной оси.
Техническими результатами, решаемыми полезной моделью, являются уменьшение затрат времени на установку ее и непосредственно производство буровых работ; возможность плавного регулирования работы бурового инструмента, что позволяет как увеличить производительность бурения, так и эффективность использования установки в целом. Это позволит производить автономные геологопоисковые работы в сложных климатических условиях.
Указанные технические результаты достигаются тем, что буровая установка, включающая транспортное основание с защитным укрытием, снабженную средствами механизации работ по спуску-подъему рабочих инструментов мачту с возможностью ее установочного перемещения посредством гидроцилиндров, силовую установку, рабочий механизм с вращателем и механизмом подачи бурильных труб, механизм свинчивания-развинчивания бурильных труб, вспомогательное и ремонтное оборудование, дополнительно содержит по меньшей мере 4 снабженные фиксирующими приспособлениями устройства для установки основания в рабочее положение, например, домкраты, с автономным управлением каждого устройства, при этом мачта выполнена из секций, причем нижняя секция снабжена подкосами и выполнена с направляющими, вращатель выполнен в виде двухскоростного редуктора с жестко закрепленным на нем пружинно-гидравлическим патроном и снабжен приводным регулируемым гидромотором, механизм подачи выполнен в виде установленной с возможностью перемещения по направляющим мачты и снабженной антифрикционными вкладышами каретки, и гидроцилиндра, закрепленного на каретке и в нижней части мачты, при этом редуктор вращателя шарнирно закреплен на каретке.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид буровой установки, на фиг.2 вид сверху и на фиг.3 показан вращатель с пружинно-гидравлическим гидропатроном и механизмом подачи.
Установка включает основание 1, утепленное здание с чехлом 2 закрепленное к ограждению (в здании буровой установки смонтированы средства механизации для производства спуско-подъемных операций), лебедку рабочую 3, мачту буровую 4, гидроцилиндры спуска и подъема мачты 5, силовую установку 6, рабочий механизм 7 с вращателем, состоящим из пружинно-гидравлического патрона 9, двухступенчатого редуктора 8 и приводного регулируемого гидромотора 10, механизм подачи бурильных труб 11 (включает гидроцилиндр подачи 18, корпус каретки 20 и антифрикционные вкладыши 19) и труборазворот 12, буровой насос 13, гидравлический бак 14, пульт управления 15, снабженные фиксирующими устройствами гидроцилиндры 16, подкосы нижней секции мачты 17.
Механизм подачи выполнен из гидроцилиндра подачи 18, антифрикционных вкладышей каретки 19, расположенных в корпусе каретки 20.
Буровая установка работает следующим образом: после доставки непосредственно к месту работ в первую очередь поднимается буровая мачта 4 в рабочее положение с помощью гидроцилиндров подъема-спуска мачты 5. Мачта 4 представляет собой пространственную металлическую конструкцию прямоугольного сечения, выполненную из секций, нижняя секция снабжена подкосами.. Основание 1 с расположенным на нем зданием 2 установки затем центруется по отвесу (или элеватору) автономно управляемыми устройствами для установки 16, например домкратами, в качестве которых могут быть применены гидравлические цилиндры двухстороннего действия с ходом 800 мм, снабженные стопорными устройствами. При непосредственном производстве буровых работ рабочей лебедкой 3 заносятся буровые штанги и скручиваются между собой при производстве спуско-подъемных операций труборазворотом 12, например, РТ 1200. Механизм подачи 11 состоит из гидроцилиндра 18, закрепленного на каретке и в нижней части мачты на шарнирных подшипниках. Ход штока - до 2500 мм. Для уменьшения трения при перемещении каретки по стойкам мачты 4 в корпусе каретки 20 закреплены антифрикционные фторопластовые пластины 19. Крутящий момент и осевое усилие на породоразрушающий инструмент передается через подвижный вращатель, представленный на фиг.3. Направляющими для перемещения вращателя являются стойки нижней секции мачты 4. При работе ведущая штанга зажимается пружинно-гидравлическим патроном 9 и гидромотором 10. Через двухступенчатый редуктор 8 передается вращение на снаряд, осевое давление передается через гидроцилиндр подачи 18. Весь процесс бурения скважины осуществляется с пульта управления 15 машиниста буровой установки, он предназначен для управления узлами станка и укомплектован приборами гидравлического управления, контрольно-измерительной аппаратурой, световой индикацией и пусковыми кнопками.
Основные преимущества буровой установки УБ-3,5 - возможность плавного регулирования работы бурового оборудования из-за максимального гидрофицированного исполнения всех рабочих узлов, что улучшает возможности бурения скважин как с пневмоударником (30-50 об/мин), так и при алмазном бурении (500-800 об/мин). Уменьшены затраты времени бурового персонала на центрацию буровой установки, что увеличивает время на бурение скважин с соответствующим повышением производительности труда.