УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТАНОК БУРОВОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Заявляемая полезная модель относится к буровым установкам и предназначена для ударно-вращательного и вращательного бурения резцовыми коронками и долотами в горных породах на открытых и подземных горных работах, при строительных работах в замкнутых помещениях подвального типа при изготовлении, например, буронабивных свай, а также может быть использована в инженерно-геологических изысканиях.
Известна конструкция бурового станка, содержащего основание, рабочий орган, состоящий из буровой мачты и установленным на ней планетарным двухступенчатым вращателем с кареткой и привода подачи, систему полиспастов и гидравлическую систему по совокупности существенных признаков принятая за ближайший аналог (прототип) заявляемой полезной модели (см. SU, 1652498 А1. кл. Е21В 3/00, опублик. 30.05.1991).
К недостаткам существующей конструкции относятся относительно высокая стоимость бурового станка, сложность его конструкции и повышенный износ буровой рамы и каретки вращателя.
Задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются повышение надежности работы и коэффициента полезного действия универсального станка бурового гидравлического за счет уменьшения износа буровой рамы и каретки вращателя, а также унификации входящих в состав конструкции узлов и элементов.
Достигаемый при этом технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении коэффициента полезного действия универсального станка бурового гидравлического за счет уменьшения износа буровой рамы и каретки вращателя и унификации входящих в состав конструкции узлов и элементов и обеспечении взаимозаменяемости составляющих установку элементов, обеспечивается за счет того, что универсальный станок буровой гидравлический, содержащий основание, рабочий орган, состоящий из буровой мачты и установленным на ней планетарным двухступенчатым вращателем с кареткой и привода подачи, систему полиспастов и гидравлическую систему, согласно полезной модели, содержит люнет и две телескопические растяжки для установки угла бурения, имеющие цанговые зажимы, соединенные с помощью шарнирного соединения с буровой мачтой и основанием станка, каретка вращателя выполнена подвижной с фторопластовыми подшипниками скольжения, привод подачи выполнен в виде гидроцилиндра, соединенного с системой полиспастов, состоящей из подвижного блока и верхнего и нижнего неподвижных блоков, соединенных между собой стальным канатом, выполненным цельным, без разрывов, гидроцилиндр привода подачи крепится к верхней стенке буровой мачты, а на его штоке расположен подвижный блок полиспастов, ролики которого находятся на одной оси, при этом неподвижные блоки полиспаста установлены под утлом в диапазоне от 25° до 35° относительно буровой мачты, основание выполнено с усилительными элементами для увеличения жесткости, буровая мачта выполнена с элементами жесткости.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, наиболее полно поясняющими сущность предложенного технического решения.
На фиг. 1 изображен универсальный станок буровой гидравлический (общий вид).
На фиг. 2 изображен вид (схема) полиспастной системы в разрезе, вид сверху.
На фиг. 3 изображена кинематическая схема полиспастной системы.
На фиг. 4 изображен подвижный полиспаст и каретка вращателя в разрезе.
На фиг. 5 изображен подвижный блок полиспаста в разрезе.
На фиг. 6 изображены верхний и нижний неподвижные блоки системы полиспастов.
На фиг. 7 изображена буровая мачта в разрезе, вид сверху.
На фиг. 8 изображена телескопическая растяжка универсального станка бурового гидравлического.
На фиг. 9 изображен цанговый зажим телескопической растяжки.
На фиг. 10 изображена опора (основание) универсального станка бурового гидравлического.
Согласно фиг. 1 универсальный станок буровой гидравлический состоит из следующих основных элементов: буровой мачты 1 станка, вращателя 2, служащего для вращения бурового става, свинчивания и развинчивания штанг, подвижного блока 3 полиспастов гидроцилиндра, верхнего неподвижного блока 4 полиспаста, нижнего неподвижного блока 5 полиспаста, электродвигателя 6, гидроцилиндра 7, выполненного двухсторонним и предназначенного для создания осевого усилия на забой при бурении, для маневровых операций, тяга 8 для регулировки натяжения стального каната, платформа 9 крепления блока полиспаста, служащего для перемещения буровой подвижной каретки 15 и передачи осевого усилия на забой скважины, ребер жесткости 10 буровой мачты 1, элемента усиления швеллеров 11 (переборки), буровой мачты 1, растяжек 12 для установки и фиксации угла бурения, цангового зажима 13 для фиксации растяжек 12, платформы 14 вращателя 2, подвижной каретки 15 вращателя 2, шарнирного соединения 16 каретки 15 и вращателя 2, люнета бурового 17, предназначенного для монтажа и демонтажа бурового става, опоры (основания) 18 станка, регулируемого скребка 19 для очистки от грязи и бурового шлама нижнего неподвижного блока 5 полиспаста во время бурения скважины, элемента шарнирного крепления 20 опоры 18 станка, элемента шарнирного крепления 21 буровой мачты 1 станка, элемента крепления 22 стального каната полиспаста на каретке 15 жимами, коробчатого усиления 23 передней части опоры 18, проушины 24 для анкерного крепления и транспортировки станка.
Согласно фиг. 2 схема системы полиспаста универсального станка бурового гидравлического состоит из следующих основных элементов: нижнего крепления 25 стального каната, нижнего неподвижного блока 5 полиспаста, регулируемого скребка 19 для очистки от грязи и бурового шлама нижнего неподвижного блока 5 полиспаста, направляющей 26 подвижного блока 3 полиспастов, штока 27 гидроцилиндра 7, верхнего крепления 28 стального каната жимами к тяге, подвижной буровой каретки 15, элемента крепления 22 стального каната к буровой каретке 15 жимами, стального каната 29 полиспаста, тяги натяжки 8 стального каната 29, верхнего неподвижного блока 4 полиспаста, регулировочной гайки 30 для натяжки стального каната.
Согласно фиг. 3 кинематическая схема системы полиспастов состоит из следующих основных элементов: нижнего крепления 25 стального каната 29, подвижного блока 3 полиспаста, регулируемого скребка 19 для очистки от грязи и бурового шлама нижнего неподвижного блока 5 полиспаста, направляющей 26 подвижного блока 3 полиспаста, подвижного блока 3 полиспаста гидроцилиндра 7, штока 27 гидроцилиндра 7, верхних креплений 28 стального каната 29 жимами к тяге, подвижной буровой каретки 15, крепления 22 стального каната 29 к буровой каретке 15 жимами, стального каната 29 полиспаста, тяги натяжки 8 стального каната 29, верхнего неподвижного блока 4 полиспаста, регулировочной гайки 30 натяжки каната 29.
Согласно фиг. 4 подвижный полиспаст и каретка вращателя включают в себя следующие элементы: шток 27 гидроцилиндра 7. шкивы 31 подвижного полиспаста 3. направляющие 26 подвижного блока 3 полиспаста, ребра жесткости 10 буровой мачты 1. съемные крышки 32 шкивов 31, переборку 11 буровой мачты 1, фторопластовые подшипники скольжения 33, каретку 15 вращателя 2 и регулировочные пластины 34 для установления зазоров.
Согласно фиг. 5 подвижный блок полиспаста включает в себя следующие элементы: вал 35 подвижного блока 3 полиспаста, подшипники 36, направляющие 26 (сухари) подвижного блока 3 полиспаста, шкивы 31 подвижного полиспаста 3, гужон 37 (фиксатор вала 35 подвижного блока 3 полиспастов к штоку 27 гидроцилиндра 7), съемные крышки 32 шкивов 31, упорную втулку 38, приваренную к направляющей 26, несъемную крышку 39 шкива 31.
Согласно фиг. 6 верхний и нижний блоки полиспаста включают в себя следующие элементы: вал 40 блока, съемную крышку 41 блока, шкив 42 блока, находящийся под углом 25°-35° от оси станка, несъемную крышку 43, опоры 44 неподвижного блока, отверстие 45 для стального каната и тяги 8, регулирующей длину стального каната 29 полиспаста, отверстие 46 для стального каната 29 полиспаста, плиту 9 блока полиспаста.
Согласно фиг. 7 конструкция буровой мачты включает в себя следующие элементы: тело буровой мачты 1, блок 3 полиспаста гидроцилиндра 7, стальной канат 29, тяга для регулировки натяжения стального каната 8, верхний неподвижный блок 4 полиспаста, нижний неподвижный блок 5 полиспаста, подвижную буровую каретку 15, шарнирное крепление 21 буровой мачты 1, платформу 14 крепления вращателя 2, крепление 22 стального каната 29 каретки 15, указатель 47 угла бурения, люнет буровой 17.
Согласно фиг. 8-фиг. 9 телескопические растяжки универсального станка бурового гидравлического включают в себя следующие элементы: верхнюю проушину 48, верхнюю тягу 49, цанговый зажим 13, цангу 50, нижнюю тягу 51 и нижнюю проушину 52.
Согласно фиг. 10 опора (основание) универсального станка бурового гидравлического включает в себя следующие элементы: шарнирное крепление 20 опоры 18 станка, проушины 24 для анкерного крепления опоры 18 станка, шарнирное крепление 53 растяжек, коробчатое усиление 23 передней части опоры 18 станка.
Порядок работы универсального станка бурового гидравлического заключается в следующем. Вручную осуществляют передвижение станка к месту, где необходимо провести бурение и его горизонтирование. С помощью четырех анкеров осуществляется закрепление станка к грунту. По угломеру устанавливают рабочий орган в нужное положение и осуществляют процесс бурения. Буровой став собирается/разбирается вручную, штанги наращиваются при отключенном электродвигателе вращателя.
Система полиспаста устроена и работает следующим образом. Задняя часть гидроцилиндра закреплена на шарнирном соединении в верхней части буровой мачты на противоположной стороне платформы верхнего неподвижного блока полиспаста, в котором имеются два технологических отверстия для стального каната и натяжной тяги. В шток гидроцилиндра вставлен вал подвижного полиспаста, закрепленный фиксатором. На валу располагаются два шкива и две направляющие подвижного блока полиспаста. Направляющие вставляются в желоба, которые, в свою очередь, препятствуют при нагрузке развороту подвижного блока полиспаста и излому вала при перегрузках. В нижней части буровой рамы расположен второй неподвижный блок полиспаста и три технологических отверстия: стального каната полиспаста, отверстия для фиксации стального каната полиспаста и отверстия для скребка с резьбой М16 для очистки нижнего шкива полиспаста от грязи и буровой мелочи, резьбовое отверстие сделано для регулировки зазора между шкивом и скребком. Оба неподвижных блока полиспаста установлены под углом в диапазоне от 25° до 35° относительно буровой мачты. При этом угол расположения неподвижных блоков и отверстий для стального каната делается из расчета диаметра ручья шкива и достижения соосности неподвижных и подвижного блоков полиспаста. В заявляемой полезной модели, используется цельный, без разрывов стальной канат диаметром 12 мм и длиной 6 м, что упрощает регулировку подвижной каретки вращателя при его вытяжении. Стальной канат укладывается следующим образом. В нижней части буровой мачты стальной канат закреплен на фиксаторе жимом, проходя через отверстие диаметром 12 мм. Он ложится в левый ручей подвижного блока полиспаста. После этого стальной канат, проходя через отверстие, ложится в ручей шкива нижнего неподвижного блока полиспаста. С ручья нижнего неподвижного блока полиспаста стальной канат проходит ровно по оси буровой мачты и ложится в ручей шкива верхнего блока полиспаста. Далее, стальной канат проходит через технологическое отверстие в верхней платформе и ложится в ручей правого шкива подвижного блока полиспаста. Огибая шкив подвижного полиспаста, стальной канат вплетается в проушину натяжной тяги и фиксируется двумя жимами. Натяжная тяга вставляется в технологическое отверстие диаметром 16,5 мм в верхней платформе и фиксируется двумя гайками M16. С помощью гаек осуществляется и регулировка натяжения стального каната. Стальной канат полиспаста притягивается к буровой каретке четырьмя жимами. Для более плотного сцепления со стальным канатом, в каретке фрезеруются четыре паза. Буровая каретка крепится к буровой мачте с помощью восьми болтов M16. Чтобы избежать трения буровой каретки и мачты станка, установлены подшипники скольжения, изготовленные из фторопласта. Регулировка их степени износа осуществляется набором регулировочных стальных пластин.
Работа тросового полиспаста осуществляется следующим образом: при перемещении штока гидроцилиндра, подвижный блок полиспаста протягивает стальной канат вниз. Соответственно, передается движение на подвижную буровую каретку, которая, за счет жесткого соединения со стальным канатом полиспаста, начинает перемещаться вверх. Таким же образом происходит обратное движение.
Угол бурения станка осуществляется при помощи двух растяжек с цанговыми зажимами, соединенными с помощью шарнирного соединения с буровой мачтой и основанием (опорой). Цанговые зажимы позволяют быстро и жестко фиксировать буровую мачту, позволяя устанавливать любой угол бурения в диапазоне от 0° до 45°. Для бурения от 45° до 90° могут быть использованы укороченные растяжки, позволяющие бурить горизонтальные скважины.
В результате проведенного патентно-информационного поиска, не было найдено ни одного источника информации, содержащего всю совокупность существенных признаков заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость».