БУРОВАЯ УСТАНОВКА
DRILLING RIG

Изобретение относится к буровой технике, а именно к передвижным буровым установкам, и может быть использовано для бурения поисково-разведочных скважин на твердое полезное ископаемое.
Известна буровая установка, включающая укрытие с прямоугольным проемом в крыше, шарнирно установленную на последней крышку с элементом укрытия, связанную с основанием укрытия и крышкой мачту и механизм ее подъема, мачта связана с основанием посредством осевого шарнира, а крышка размещена с задней стороны мачты и связана с последней посредством подвижного шарнира, шарнир крепления крышки к кромке укрытия установлен со смещением по горизонтали относительно шарнира, связывающего мачту с основанием, причем элемент укрытия выполнен в виде мягкого тента, герметично закрепленного по периметру крышки и проема, а мачта имеет каркас для тента в виде шарнирно связанных с мачтой и между собой двух рамок и гибких звеньев для связи рамок с крышкой, при этом одна из рамок связана посредством двух растяжек, закрепленных на ее середине со стороны проема с углами противолежащего от мачты кромки проема, подвижный шарнир выполнен в виде размещенной на мачте направляющей с ползуном (см. авторское свидетельство СССР №1566005, кл. Е21В 7/02, 23.05.90. Бюл. №19). Буровая установка позволяет бурить скважины и снизить энергозатраты на подъем мачты.
Недостаток этого решения заключается в низкой производительности при бурении пород и низкой комфортности рабочей зоны для буровой бригады.
Наиболее близким является буровая установка, включающая основание, буровое здание, буровой станок, расположенный поперек продольной оси бурового здания, буровую мачту, закрепленную на основании через опорные соединительные стойки портала, лебедку, буровой насос, элеватор, подсвечник, буровой снаряд, дизель-электростанцию, транспортную базу (см. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин: В 2-х томах / Под общей ред. проф. Е.К.Козловского. - Том. 1. - М.: Недра, 1984, с.171-177, 512 с.).
Буровая установка позволяет повысить производительность бурения геологоразведочных скважин за счет снижения в балансе рабочего времени доли вспомогательных операций посредством лучшей комфортности в рабочей зоне для буровой бригады.
Недостатком этого решения является снижение производительности бурения наклонных скважин, т.к. в этом случае увеличивается наклон опорных соединительных стоек крепления портала буровой мачты к основанию в буровом здании, что уменьшает пространство бурового здания для выполнения вспомогательных операций и снижает комфортность рабочей зоны буровой бригады.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение производительности бурения наклонных и пологонаклонных скважин за счет сокращения времени потерь на спускоподъемных операциях, а также на улучшение комфортности рабочей зоны буровой бригады и увеличение полезной площади в буровом здании.
Это достигается тем, что в буровой установке, включающей основание, буровое здание, буровой станок с электрическим приводом, расположенный поперек продольной оси бурового здания, буровую мачту, закрепленную на основании через опорные соединительные стойки портала, винтовой боковой упор мачты, лебедку, буровой насос, элеватор, подсвечник, буровой снаряд, дизель-электростанцию, транспортную базу, причем устройство для крепления буровой мачты снабжено рамой, жестко соединенной, как минимум, пятью опорными соединительными стойками с параллельной фундаментной рамой крепления бурового станка, рама буровой мачты соединена с жесткой конструкцией бурового здания на уровне крыши и зафиксирована по верхней продольной балке и по двум поперечным стенам бурового здания, на раме буровой мачты устанавливают съемные опоры-шарниры, закрепляемые болтовым соединением на расстоянии от продольной оси бурового станка, обеспечивающем заданный угол наклона буровой мачты, при наклоне буровой мачты на опорах-шарнирах глухие опоры ее фермы снабжают проставками для крепления через них к раме буровой мачты.
Опорные соединительные стойки между рамой буровой мачты и фундаментной рамой крепления бурового станка размещены по габаритам бурового станка и габаритам установки опорных стоек фермы буровой мачты.
Буровое здание выполнено по жесткой металлической конструкции 20-футового контейнера с покрытием стен и потолка минплитой и ламинатом.
Рама буровой мачты выполнена из швеллера, продольные балки по габаритам бурового здания, поперечные балки по поперечным габаритам буровой мачты.
Поперечные балки рамы буровой мачты размещают прямоугольником в точках крепления опор фермы на расстоянии от продольной оси бурового станка, обеспечивающем диапазон задаваемого угла наклона буровой мачты.
Опорные соединительные стойки со стороны оси скважины выполнены по правильной трапеции, верхнее основание равно расстоянию между опорами буровой мачты вдоль бурового здания, нижнее основание - габаритам бурового станка, со стороны наклона буровой мачты по этой линии опорных соединительных стоек устройство крепления буровой мачты снабжено усиливающим подкосом.
Опорные соединительные стойки со стороны продольной стены бурового здания выполнены вертикальными в трапецеидальных потаях стены бурового здания.
Основание буровой установки в районе фундаментной рамы крепления бурового станка усилено четырьмя двутавровыми поперечными балками, установленными симметрично относительно продольной оси бурового станка, две по продольным габаритам основания бурового станка, другие две по нижнему креплению крайних опорных соединительных стоек.
На Фиг.1 показан общий продольный вид буровой установки.
На Фиг.2 показан общий поперечный вид буровой установки.
Буровая установка включает основание 1, буровое здание 2, буровой станок с электроприводом, расположенный поперек продольной оси бурового здания 3, буровую мачту 4, закрепленную на раме 23, винтовой боковой упор мачты 25, лебедку 5, буровой насос 6, элеватор 7, подсвечник 8, буровой снаряд разобранный 9, транспортную базу 10, продольную балку 11 рамы буровой мачты 23, соединенную с продольной балкой бурового здания 2, продольную балку 12 рамы буровой мачты 23 со стороны оси скважины, переднюю наклонную опорную соединительную стойку 13 рамы буровой мачты 23 и фундаментной рамы крепления бурового станка 24, переднюю вертикальную опорную соединительную стойку 14 рамы буровой мачты 23 и фундаментной рамы крепления бурового станка 24, заднюю наклонную опорную соединительную стойку 15 рамы буровой мачты 23 и фундаментной рамы крепления бурового станка 24, заднюю вертикальную опорную соединительную стойку 16 рамы буровой мачты 23 и фундаментной рамы крепления бурового станка 24, усиливающий покос 17, глухую опору 18 буровой мачты 4, опору-шарнир 19 буровой мачты, съемную опору-шарнир 20, крепления к раме буровой мачты 23, поперечную балку 21 рамы буровой мачты 23, проставку 22 глухой опоры 18 фермы буровой мачты 4.
Буровая установка работает следующим образом. Буровая установка, как правило, транспортируется к месту буровых работ автотрейлером. На полевой базе или буровом поле производится установка буровой мачты 4 в рабочее положение. Заданный угол наклона бурения достигается регулировкой стрелы мачты с помощью винтовых боковых опор 25, съемных опор-шарниров 20, глухих опор 18 и проставок 22, которые закрепляются болтовыми соединениями на раме буровой мачты.
Бригада буровой установки при помощи лебедки 5 элеватора 7 производит спуск-подъем бурового снаряда 9. В процессе спускоподъемных операций вертикальные нагрузки от действия лебедки 5 через основание 1, фундаментную раму крепления бурового станка 24, систему опорных соединительных стоек 13, 14, 15, 16, 17, продольных балок 11, 12 рамы буровой мачты 23, глухие опоры 18, опоры-шарниры 19, буровую мачту 4 передаются на буровой снаряд.
Так как рама буровой мачты 23 взаимосвязана с жесткой конструкцией бурового здания 2 и фундаментной рамой крепления бурового станка 24, вертикальные нагрузки при спускоподъемных операциях взаимно компенсируются, потому основание буровой установки выполняют с меньшей металлоемкостью при сохранении высокой прочности.
При такой конструкции устройства крепления буровой мачты 4 горизонтальная составляющая нагрузок при спускоподъемных операциях компенсируется жесткостью всех несущих элементов по совокупности.
По окончании бурения скважины буровая установка из-за высокой поперечной устойчивости перевозится на следующую скважину на одном буровом поле в рабочем положении, кроме того, допускается перевозка без разборки и выноса снаряда. После перемещения по поисковой или разведочной линии (при наклонном бурении) не требуется разворачивания на 90 градусов буровой установки, так как при поперечном размещении бурового станка оси направления бурения совпадают с осью поисково-разведочных линий, следовательно, уменьшается объем строительства буровых площадок и сокращается время на установку буровой.
При этом наличие устройства для крепления буровой мачты в виде рамы, жестко соединенной, как минимум, пятью опорными соединительными стойками с параллельной фундаментной рамой крепления бурового станка, для условий бурения наклонных и пологонаклонных скважин до 45 градусов позволяет исключить из бурового здания пологонаклонные опорные соединительные стойки регулируемого портала. А это улучшает возможность выполнения спускоподъемных операций бурового снаряда бригадой буровой установки, снижает травматизм, улучшает комфортность в рабочей зоне буровой бригады, увеличивает полезную площадь в буровом здании и повышает производительность бурения наклонных и пологонаклонных скважин.