САМОХОДНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА МОЗБТ G5
SELF-POWERED BODING APPARATUS " МОЗБТ " G5

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к самоходным буровым установкам, предназначенным для бурения гидрогеологических, геологоразведочных, геофизических и технического назначения скважин при производстве изыскательских работ для строительства зданий и сооружений.
Известна самоходная буровая установка УРБ-2А-2, содержащая платформу, жестко соединенную с шасси автомобиля, и несущий ствол мачты, шарнирно соединенный с платформой подкосом в виде гидродомкрата (См. Справочник по бурению скважин на воду. Под ред. проф. Д.Н.Башкатова. М.: Недра, 1979, стр.70). Ствол мачты выполнен в виде прямоугольной рамы, боковыми элементами которой являются швеллеры, обращенные внутрь рамы и служащие направляющими для подвижной каретки, на которой жестко смонтирован вращатель.
К недостаткам данной конструкции ствола мачты прежде всего относится недостаточная прочность на скручивание и на изгиб, что ограничивает область применения буровой установки. Кроме того, установка ствола мачты в вертикальное положение осуществляется при помощи гидродомкратов с фиксацией опорных башмаков в первоначально установленном положении. В процессе бурения от вибрации всей установки происходит уплотнение грунта под башмаками и нарушается вертикальность ствола мачты, на устранение которого затрачивается непроизводительное время.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является буровая установка, содержащая мачту, шарнирно связанную с несущей рамой, снабженную направляющими для перемещения по ним каретки с вращателем, которая жестко связана через траверсу со штоком цилиндра подачи. Мачта выполнена в виде полого стержня замкнутой формы в поперечном сечении, а направляющие жестко связаны со стержнем с помощью двух боковин. Стержень мачты также снабжен дополнительными направляющими с установленной на них дополнительной кареткой, соединенной с указанной траверсой. Корпус цилиндра подачи расположен между боковинами (Патент RU. Кл. Е21В 15/00, 7/02. №2124108 С1).
Недостатками этой конструкции мачты являются большая масса, что в значительной степени увеличивает общую массу буровой установки, ограничивая область ее применения, сложность конструкции основных и дополнительных направляющих элементов, обеспечивающих перемещение каретки с вращателем по стволу мачты, которые требуют довольно высокой точности изготовления при относительно невысоком рабочем ресурсе направляющих и ползунов, выполненных по принципу скольжения металла по металлу, замена которых требует дополнительных затрат времени и средств.
Цель предлагаемого изобретения - упрощение конструкции и увеличение рабочего ресурса элементов подвижной каретки, обеспечивающих ее перемещение по стволу мачты, при достаточно высокой устойчивости и прочности ствола мачты.
Указанная цель достигается тем, что в самоходной буровой установке МОЗБТ G5, включающей установленную на транспортном средстве неподвижную платформу, шарнирно соединенную с опорной рамой, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось транспортного средства, и ствол мачты с подвижной кареткой и жестко закрепленным на ней вращателем, в которой подвижная каретка выполнена по крайней мере с тремя опорными системами, лежащими в параллельных плоскостях относительно друг друга и состоящими каждая из двух пар роликов, опорные поверхности которых выполнены по тороидальной кривой, расположенных в одной плоскости и автономно смонтированных на своих осях, которые жестко связаны с подвижной кареткой, а направляющие ствола мачты коробчатой формы выполнены в виде равнополочных уголков, торцы которых жестко связаны с боковыми поверхностями ствола мачты.
Изобретение поясняется чертежами, на которых: на фиг.1 - общий вид платформы с мачтой, на фиг.2 представлен фрагмент общего вида ствола мачты с подвижной кареткой и вращателем на опорной раме, на фиг.3 - вид сверху на фиг.1 без вращателя и опорной рамы.
Самоходная буровая установка МОЗБТ G5 содержит: установленную на транспортном средстве (транспортное средство не показано) неподвижную платформу 1, шарнирно соединенную с опорной рамой 2, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось транспортного средства (фиг.1). Ствол мачты 3 (фиг.1 и 2) коробчатой формы жестко связан кронштейнами 4 с трубчатой опорой 5, что обеспечивает высокую несущую способность мачты в целом при относительно небольшой массе. В свою очередь, мачта связана с опорной рамой 2 с возможностью смещения мачты до упора в поверхность земли. На боковых поверхностях 6 и 7 ствола мачты 3 по всей их длине жестко крепятся направляющие 8 и 9, выполненные в виде равнополочных уголков. Крепление направляющих 8 и 9 к боковым поверхностям 6 и 7 ствола мачты 3 осуществляется по торцевым поверхностям равнополочных уголков. Подвижная каретка 10 с вращателем 11 (см. фиг.2) монтируется на направляющих 8 и 9 ствола мачты 3 при помощи по крайней мере шести пар роликов 12, автономно смонтированных на осях 13, которые жестко крепятся к подвижной каретке 10. Каждая пара роликов 12, расположенная на боковой поверхности 6 ствола мачты 3, лежит в одной плоскости с противоположной парой роликов 12, расположенной на боковой поверхности 7 ствола мачты 3, образуя систему опорных элементов. При этом каждая система опорных элементов лежит в параллельной плоскости относительно другой системы опорных элементов, что обеспечивает устойчивое состояние подвижной каретки 10 при перемещении ее по направляющим 8 и 9 ствола мачты 3.
Опорная поверхность роликов 12, контактирующая с поверхностью равнополочных уголков направляющих 8 и 9, выполнена по тороидальной кривой 14, что в значительной степени снижает силу трения качения при перекатывании роликов 12 по направляющим 8 и 9, так как контакт пары ролик -направляющая постоянно происходит по поверхности, приближающейся к точке.
Бурение скважины производится следующим образом. Самоходную буровую установку МОЗБТ G5 устанавливают на точку, поднимают мачту при помощи гидравлического домкрата и опускают ее до упора в поверхность земли (на фиг.2 не показано), фиксируя мачту в нужном направлении. При помощи палистпасной системы (на фиг.1 и 2 не показана) подвижную каретку 10 с ведущей штангой и породоразрушающим инструментом (на фиг.1 и 2 не показаны) опускают до упора породоразрушающего инструмента в забой скважины. Включают гидромоторы, приводящие в действие шпиндель вращателя 11, создают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент при помощи палистпасной системы и производят бурение скважины. Перемещение подвижной каретки 10 вниз и вверх по направляющим 8 и 9 осуществляется перекатыванием роликов 12 системы опорных элементов, состоящей из шести пар роликов 12.
Таким образом, предлагаемое техническое решение буровой установки имеет следующие преимущества перед известными:
1. 3начительно сокращаются затраты мощности на перемещение подвижной каретки по направляющим ствола мачты за счет применения принципа качения роликов с тороидальной опорной поверхностью.
2. 3начительно увеличивается рабочий ресурс опорных элементов качения подвижной каретки при надежной фиксации ее на направляющих ствола мачты.
3. Упрощается процесс изготовления мачты и подвижной каретки.