БУРОВОЙ СТАНОК

IVinKE21B 3/00
Полезная модель относится к области горного дела, а именно к буровому оборудованию и может быть использована при бурении скважин различного диаметра, в том числе и при ведении строительных работ.
Известен буровой станок, предназначенный для подземного бурения скважин в стесненных условиях.. В этом станке подача вращателя на забой осуществляется двумя силовыми цилиндрами, каждый из которых размещен соосно с направляющей трубой. Для снижения нагрузок, действующих на механизм подачи, каждая из опор подвижных направляющих, перемещающаяся по направляющей трубе, представляет собой полуцилиндр, охватывающий часть соответствующей направляющей трубы по ее наружному диаметру (см., например, авторское свидетельство СССР № 1782278, М.кл. Е 21С 11/02, 1992).
К недостаткам этого станка следует отнести то обстоятельство, что использование гидропривода для подачи буровой каретки на забой ведет к необходимости установки маслостанции, чтозначительно увеличивает массу и габариты бурового станка.
Известна малогабаритная буровая установка, предназначенная для бурения скважин в стесненных условиях. Установка состоит из подвижного вращателя, направляющих стоек, лебедки, подкоса, рамы, цепного механизма подачи вращателя, каретки и колес для перемещения.
В этой буровой установке стойка представляет собой конструкцию, состоящую из двух швеллеров, между которыми проходит цепь. В верхней и в нижней ее частях расположены звездочки цепного механизма подачи вращателя. Стойка шарнирно закреплена на раме и фиксируется подкосом и цанговым зажимом. Швеллеры жестко связаны между собой и имеют направляющие, по которым перемещается каретка. Перемещение каретки, совместно с установленным на ней вращателем, осуществляется механизмом подачи и ручной лебедкой.
Каретка и стойка в процессе бурения воспринимают осевое усилие и реактивный крутящий момент, который стремится опрокинуть буровую установку. Крепление каретки к стойке осуществляется по боковым наружным плоскостям. Во внутренней части стойки размещается цепь механизма подачи (см., например, Е.А.Козловский и др., Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин, М., Недра, 1984, с.59-61).
200210 023
БУРОВОЙ СТАНОК
Одним из основных недостатков данной установки, особенно при оборудовании ее
-   .,. .-
мощным приводом вращателя, являемся возникновение значительного реактивного момента, который в процессе бурения стремится развернуть установку, а в случае, если произойдет заклинивание породоразрушающего инструмента, то и опрокинуть ее.
Для увеличения устойчивости установки приходится увеличивать габаритные размеры ее рамы, что не всегда приемлимо. Так, например, при проведении работ во внутреннем помещении городского водохранилища, все механизмы приходится перемещать через два входных туннеля, имеющих не более 0,7 метра в диаметре.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к
предлагаемому буровому станку, является буровой станок, содержащий раму с ходовыми колесами, укрепленную на раме опору, на которой закреплена направляющая стойка, механизм, подач и каретку с размещенным на ней приводом, вертлюгом и подвижными направляющими (см., например, а.с. СССР №1154457, М.кл. Е 21 В 3/00, 1985).
Этот станок позволяет производить бурение скважин в различных плоскостях. Однако наличие автоподатчика с бурильной машиной относительно небольшой мощности, не позволяет бурить скважины большого диаметра под буронабивные сваи. В то же время увеличить мощность бурильной машины без , увеличения габаритов станка не представляется возможным, поскольку конструкция станка не позволяет надежно воспринимать повышенный реаетивный крутящий момент.
Конструкция полезной модели направлена на решение задачи по созданию такого бурового станка, который позволяет вести бурение скважин как с отбором керна, так и шнековым инструментом с диаметром до 198 мм и глубиной до 6,5 метров. При этом габаритные размеры станка по ширине не превышают 0,7 метров, что позволяет использовать станок при ведении работ в городских туннелях и подвальных помещениях.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели заключается в исключении опрокидывания бурового станка при случайном заклинивании рабочего инструмента в скважине и передаче всего реактивного момента на раму станка, т.е. повышении безопасности работ при бурении.
Поставленная задача решена за счет того, что в буровом станке, содержащем раму с ходовыми колесами, укрепленную на раме опору, на которой закреплена направляющая стойка, механизм подач и каретку с размещенным на ней приводом, вертлюгом и подвижными направляющими, направляющая стойка выполнена в виде двух жестко связанных между собой трубчатых неподвижных направляющих, а подвижная направляющая выполнена в виде двух трубчатых полуцилиндров, жестко связанных между собой по своей средней образующей, вогнутые поверхности которых охватывают наружные
UG€Hef
2--
;..- -
поверхности неподвижных направляющих, гтри этом в - поперечном сечении центрь полуокружностей подвижных направляющих совпадают с центрами окружностей трубчатых неподвижных направляющих и эквидистантны относительно продольной оси привода вращателя.
Целесообразно выполнение бурового станка с отношением ширины рамы к ее длине, находящимся в пределах 0,2 - 0,35, при этом ширина рамы должна составлять не более 0,7 метра.
Возможно выполнение бурового станка с закрепленными на раме неподвижными продольными направляющими, в которых с возможностью перемещения и фиксации установлена опора.
В указанную совокупность включены признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения поставленного технического результата во всех случаях использования полезной модели, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Существо полезной модели поясняется двумя чертежами, где на фиг.1 показан общий вид бурового станка, а на фиг.2 показан вид - разрез по А-А (без привода вращателя).
Буровой станок состоит из рамы 1, выполненной из двух параллельно расположенных и жестко связанных швеллеров, на которых закреплены откидные колеса 2, установочные винты 3 с откидными планками и опоры 4. Отношение ширины рамы к ее длине находится в пределах 0,2 - 0,35, при этом ширина рамы составляет не более 0,7 метра, что позволяет размещать станок в стесненном рабочем пространстве при сохранении его устойчивости в процессе работы.
На направляющей стойке 5, которая выполнена в виде двух жестко связанных между собой трубчатых неподвижных направляющих 6 и 7, крепится каретка 8 с приводом вращателя 9, вертлюгом 10 и буровым инструментом 11, а также механизм подачи 12. Сама направляющая стойка 5 закреплена с возможностью поворота и фиксации на опоре 4. В верхней части направляющей стойки 5 закреплены кронштейн 13 и звездочка 14 цепной передачи 15. В нижней части стойки располагается вторая звездочка 16 цепной передачи 15 и узел 17, центрирующий буровой инструмент 11. В опору 4 вставлен стержень 18, который шарнирно связан с направляющей стойкой 5 посредством оси 19. Трубчатые неподвижные направляющие 6,7 между собой жестко связаны перемычками 20 в верхней и в нижней части. Направляющая стойка 5 вращается относительно оси опоры 4 и оси 19.
направляющи../ 22. При бурении под угломк горизонтали, меяоду опорой 4 и направляющей стойкой 5 шарнирно могут быть закреплены стержни, которые придают конструкции добавочную жесткость.
На опоре 4 закреплен электрощиток управления. На раме 1 установлена лебедка 23, которая через кронштейн 13 создает дополнительное усилие при подъеме инструмента 11. Домкрат 24 служит подставкой под направляющую стойку 5 при ее горизонтальном положении, а также может служить дополнительной опорой при установке его на кронштейн 13 с упором в потолок.
На направляющей стойке 5 с возможностью перемещения крепится каретка 8, на платформе 25 которой установлен привод врайдателя 9, выполненный в виде моторредуктора. Платформа 25 соединена с корпусом каретки 8 посредством петель, чтобы при - подъеме инструмента 11 отводить привод в сторону. С противоположной стороны платформы 25 располагаются подвижные направляющие 26 и 27, которые состоят из двух трубчатых полуцилиндров, жестко связанных между собой. Вогнутые поверхности этих полуцилиндров контактируют с поверхностями неподвижных направляющих 6 и 7. Между поверхностями подвижных и неподвижных направляющих установлены бронзовые вкладыши 28.
В процессе монтажа направляющих следует обеспечить такое их расположение, чтобы в поперечном сечении центры полуокружностей подвижных направляющих совпали с центрами окружностей неподвижных направляющйх и были расположены эквидистантно относительно продольной оси привода вращателя. Такое размещение дает возможность максимально приблизить цепной привод 15 к наружным поверхностям полуцилиндров 26 и 27 и обеспечить таким образом кратчайшее расстояние между продольной осью привода вращателя 9 и плоскостью, в которой расположены продольные оси неподвижных направляющих 6 и 7.
Буровой станок при использовании его в условиях стесненного пространства доставляют к рабочему месту в разобранном виде. Станок разбирается на следующие основные узлы: рама 1, опора 4, неподвижные направляющие 6 и 7 совместно с кареткой 8, привод вращателя 9 совместно с вертлюгом 10. Инструмент 11 поставляется отдельно. При спуске в колодцы отдельных узлов используют лебедку 23. После монтажа бурового станка его надежно закрепляют на рабочем месте. Для этого используют выдвижные планки и установочные винты, а через отверстия, расположенные на раме, забивают в грунт клинья. Затем подводят направляющую стойку к устью скважины, перемещая ее вдоль рамы и разворачивая на необходимый угол. Если бурение производится под углом к стене, то в стенке делается небольшое углубление для забуривания инструмента. Включается
промывка и вращение инструмента. Осевая нагрузка создается весом привода, вертлюга и инструмента, механизмом подач и амортизационными пружинами, размещенными в каретке, которые в свою очередь являются одновременно аккумуляторами нагрузки. Подъем инструмента осуществляется механизмом подач и лебедкой.
Станок позволяет производить бурение скважин с отбором керна до 93 мм, а при бурении шнековым инструментом - до 198 мм. Глубина скважин при бурении шнековым инструментом составляет 6,5 метров.
104