САМОХОДНАЯ УСТАНОВКА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области строительства, в частности к машинам горизонтального бурения для бестраншейной укладки трубопроводов и кабелей в грунтах любых типов под автодорогами, ж/д насыпями, оврагами и т.д.
Известны различные установки для горизонтального бурения скважин. Например, в патенте РФ №2193628 описана установка горизонтального бурения Установка включает направляющее устройство, устройство осевой подачи, буровую головку, жестко закрепленный в ней вибратор круговых колебаний. Буровая головка соединена с обсадной трубой компенсирующим устройством и выполнена в виде отрезка трубы с жестко закрепленным коаксиально ее оси вибратором круговых колебаний, и цилиндрического корпуса, который насажен на отрезок трубы с помощью элементов качения, обеспечивающих вращение, но исключающих его осевое перемещение относительно общей оси. На забойном торце цилиндрического корпуса закреплены режущие ножи, а на его внутренней поверхности закреплены подъемные лопасти. К торцевой плоскости внутренней части цилиндрического корпуса вплотную, но без ограничения свободы его вращения относительно отрезка трубы, установлена вертикальная сегментная перегородка, жестко приваренная по периметру к отрезку трубы и соединенная с отвальным листом, наклонно расположенным для удаления грунта. К недостаткам данной конструкции можно отнести высокую степень износа ее элементов в процессе работы, а также недостаточное обеспечение безопасности оператора, эксплуатирующего установку.
Известна установка для горизонтального бурения скважин по патенту РФ №2319814. Известная установка содержит бур, гидромотор и корпус, в котором размещены привод подачи с вращателем и штанга с ключами управления. Вращатель снабжен шпинделем и конической зубчатой передачей, а ее зубчатое колесо имеет полость, в которой размещен шпиндель с возможностью горизонтальных перемещений. В передней своей части корпус снабжен быстросъемным центратором, через который соосно шпинделю пропущен хвостовик бура, соединенный с штангой. Один из ключей управления - передний -установлен свободно внутри корпуса на оси с возможностью угловых перемещений в вертикальной плоскости. Другой ключ управления расположен на хвостовике штанги, выполнен съемным с ответными торцевыми выступами. Привод подачи представляет собой гидроцилиндр со штоком, последний имеет возможность взаимодействия с корпусом. Корпус снабжен направляющими, имеющими возможность контактирования с ответными пазами вращателя. Недостатком данной модели является недостаточная надежность, что вызвано высокими нагрузками на элементы конструкции установки в процессе эксплуатации.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемой является установка горизонтально-направленного бурения Astec DD-3238. выбранная в качестве прототипа. Известная установка состоит из размещенных на самоходном шасси с рамой маслостанции, стрелы буровой, магазина-кассеты, манипулятора подачи буровых труб, механизма анкерения и комплекта буровых труб. Недостатками известной буровой установки является то, что манипулятор выполнен с одним захватом для удержания буровой трубы, что требует применения дополнительной опоры при наворачивании буровой трубы на шпиндель. Вследствие этого значительно увеличивается время замены трубы, а также снижается безопасность. Еще одним недостатком известной установки является то, что магазин-кассета и стрела буровая выполнены в виде единого конструктивного узла, что увеличивает нагрузку на стрелу и приводит к разрушению шарнира стрелы при производстве бурильных работ и при перевозке.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение срока службы установки, повышение безопасности и ускорение процесса бурения.
Для решения поставленной задачи предлагается в самоходной буровой установке горизонтального бурения, состоящей из размещенных на самоходных шасси с рамой маслостанции, стрелы буровой, магазина-кассеты, манипулятора подачи буровых труб, механизма анкерения и комплекта буровых труб, изменить конструкцию манипулятора подачи буровых труб и выполнить его в виде прямоугольной сварной конструкции с двумя захватами, приводимыми в движение гидроцилиндрами. Предлагается также выполнить магазин-кассету и стрелу в виде отдельных конструктивных деталей, причем магазин-кассету предлагается установить на подрамнике, закрепленном на основной раме, приводить в действие магазин -кассету предлагается отдельным гидроцилиндром.
Предлагаемая конструкция позволяет:
- увеличить срок службы установки за счет того, что полностью исключается влияние веса магазина-кассеты на стрелу;
- повышается безопасность операции по замене буровых труб;
- ускоряется операция по замене буровых труб, а, следовательно, и весь процесс бурения на 15%.
На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 приведены виды самоходной буровой установки горизонтального бурения, соответственно, сбоку, сверху и спереди, где:
1.самоходное шасси с рамой,
2. маслостанция,
3. стрела буровая,
4. магазин-кассета,
5. манипулятор подачи буровых труб,
6. механизм анкерения,
7. комплект буровых труб
8. кресло оператора
9. обрезиненные траки
10. высокомоментный гидромотор
11. стояночный тормоз
12. катки
13. органы управления
14. насос для подачи бурового раствора
15. гидроцилиндр наклона магазина-кассеты
16. места для крепления маслостанции, стрелы буровой и магазина-кассеты.
На фиг.4 и фиг.5 приведены виды самоходного шасси с рамой сверху и сбоку соответственно.
На фиг.6 и фиг.7 приведены, соответственно, виды спереди и сбоку манипулятора подачи буровых труб.
На фиг.8 приведено изображение магазина-кассеты.
Самоходное шасси 1 выполнено на двух обрезиненных траках 9, приводимых в действие высокомоментными гидромоторами 10. Гидромоторы оснащены гидравлически управляемым стояночным тормозом 11. Рама шасси представляет из себя сварную конструкцию из стальных профилей различного сечения. На раме установлены катки 12, на которых двигаются обрезиненные траки 9. На раме также предусмотрены места для крепления 16 маслостанции 2, стрелы буровой 3, магазина-кассеты 4. Маслостанция 2 содержит силовой агрегат, органы управления 13, кресло оператора 8 и насос для подачи раствора 14. Магазин-кассета замены буровых труб 4 расположена на раме шасси. Она имеет возможность наклоняться по горизонтали для установки в рабочее положение. Приводом наклона является гидроцилиндр 15. Кассета является быстросъемной и демонтируется грузоподъемным механизмом для замены на другую при опустошении.
Манипулятор подачи буровых труб 5 приводится в действие гидроцилиндрами. На раме манипулятора установлены 4 концевых выключателя, которые обеспечивают точное позиционирование над нужным рядом буровых труб в кассете.
Механизм анкерения 6 крепится шарнирно к передней части буровой стрелы и предназначен для фиксации относительно грунта буровой установки от перемещения при проведении процесса бурения.
Опытные образцы установки выполнены на производстве НПК «Гидрофоб», г.Волгодонск. Проведенные испытания доказали работоспособность установок, а также подтвердили достижение положительного технологического эффекта, указанного выше.