СТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧНЫЙ НОВЫЙ СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА, СПОСОБНЫЙ ЗАМЕНИТЬ ТРАНШЕЙНУЮ И СКВАЖИННУЮ РАЗВЕДКУ
STEEL INSTALLATION FOR CORE DRILLING AND NEW ENVIRONMENTALLY FRIENDLY CONSTRUCTION METHOD, CAPABLE OF REPLACING TRENCH AND WELL SURVEY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится к области техники разведки и, в частности, к стальной установке для колонкового бурения и новому экологичному способу строительства, способному заменить траншейную и скважинную разведку.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] Траншейная геологоразведка является одним из наиболее часто применяемых способов геологоразведки. Способ заключается в использовании живой силы или механизмов для выкапывания длинной траншеи 0,3 м, которая имеет определенную длину и проходит через покровный слой для достижения коренной породы в определенном направлении на поверхности. Глубина длинной траншеи, как правило, не превышает 3 м, ширина поверхности обычно измеряется глубиной траншеи на откосах 1:1, и у коренной породы вырезаются образцы породы. Затем после работы, такой как описание каталога и анализ пробных образцов от технических специалистов по геологии, проводится геологоразведка или проверка минеральной аномалии.
[003] Геологоразведка неглубокими скважинами также является одним из наиболее часто применяемых способов геологоразведки. Способ заключается в использовании живой рабочей силы или механизмов для выкапывания круглой или квадратной неглубокой скважины на поверхности, при этом ее глубина обычно не превышает 20 м. Образцы пород получают после достижения коренной породы или разработки пласта пород. Затем после работы, такой как описание каталога и анализ пробных образцов от технических специалистов по геологии, проводится геологоразведка или проверка минеральной аномалии.
[004] Геологические траншеи и неглубокие скважины часто в совокупности называются траншейной и скважинной разведкой. В настоящее время основные проблемы способов траншейной разведки заключаются в следующем.
[005] 1. Важной проблемой для строительства траншей и скважин на лесистой местности и обрабатываемых землях является уничтожение лесных и сельскохозяйственных угодий и разрушение экологической среды. Даже если засыпка траншей и скважин и восстановление растительности будут выполнены сразу после завершения, восстановление окружающей среды займет от нескольких лет до нескольких десятилетий или дольше.
[006] 2. В дополнение к необходимости платить собственные сборы за строительство при строительстве с траншейной и скважинной разведкой необходимо оплачивать большие расходы, такие как плата за землепользование, плата за пользование лесными и сельскохозяйственными угодьями, компенсационные сборы за молодые насаждения деревьев, сборы на восстановление лесных и сельскохозяйственных угодий и т.д., вследствие чего затраты на разведку продолжают расти.
[007] 3. Существуют риски безопасности при проведении траншейной разведки. В последние годы произошли несчастные случаи, возникшие в результате крушения боковых откосов при траншейной и скважинной разведке.
[008] 4. При копании неглубоких скважин для поддержки должны применяться деревянные каркасы или другие меры в соответствии с состояниями пласта. При наличии грунтовых вод требуется дренаж. Процесс строительства сложный, сложность строительства и угрозы безопасности относительно велики и затраты высоки.
[009] 5. Трудно или невозможно провести траншейную разведку в районах с покровным слоем 3 м или более, и для входа в коренную породу необходимо искусственное решение. Это приведет к относительно полному остаточному откосу или выветренному слою, который ошибочно принимается за коренную породу. Существует проблема отбора образцов в неправильном месте, что приводит к ошибкам разведки.
[0010] В последние годы люди изучают устройства и способы, которые могут заменить траншейную и скважинную геологоразведку. Например, для испытаний и производства использовались многие типы буров неглубоко залегающих коренных пород, но ни один из них не может заменить траншейную и скважинную разведку. Основные причины заключаются в следующем.
[0011] 1. Поскольку буровая установка в основном спроектирована для разведки под большим углом, составляющим 90° или более 45°, горизонтальная проекция полученного керна намного меньше, чем вертикальная проекция, и эффект замены траншейной и скважинной разведки не может быть достигнут.
[0012] 2. Бурение при поверхностной разведке необходимо производить в неглубоко залегающем разрушенном и раздробленном пласте. Как правило, буровая установка не может гарантировать нормальную работу в этом пласте и не может гарантировать скорость отбора керна.
[0013] 3. Существующие буровые установки неглубоко залегающих коренных пород не могут популяризироваться и применяться в более широком масштабе из-за плохого состояния окружающей среды, частого переоборудования объекта, низкой эффективности, высокой стоимости и сложности при строительстве.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Чтобы решить вышеуказанные проблемы, настоящее изобретение предлагает буровую машину со стальным колонковым буром и экологичный новый способ строительства, способный заменить траншейную и скважинную разведку, то есть способ строительства горизонтального бурения и разведочных работ на поверхности.
[0015] Настоящее изобретение предусматривает следующие технические решения:
[0016] стальная установка для колонкового бурения, содержащая основание, основной механизм, буровой инструмент, буровую штангу и стальную систему отбора керна, при этом основной механизм установлен на основании, основание способно регулировать угол установки основного механизма, буровая штанга установлена на основном механизме, и основной механизм применяется для приведения во вращение и подачи буровой штанги, при этом передний конец буровой штанги жестко соединен с буровым инструментом, задний конец буровой штанги соединен со стальной системой отбора керна, ось вращения бурового инструмента коллинеарна с осью вращения буровой штанги, и основной механизм содержит:
[0017] коробчатую раму автоподатчика, которая установлена на основании;
[0018] основание шпиндельной головки, которое предусмотрено на коробчатой раме автоподатчика;
[0019] подающий цилиндр, который установлен на коробчатой раме автоподатчика, чтобы приводить в движение основание шпиндельной головки для свободного перемещения по длине коробчатой рамы автоподатчика на коробчатой раме автоподатчика; и
[0020] шпиндельную головку, которая установлена на основании шпиндельной головки и зажимает буровую штангу для приведения во вращение буровой штанги.
[0021] Кроме того, шпиндельная головка содержит гидравлический двигатель, редуктор шпиндельной головки и держатель шпиндельной головки, при этом редуктор шпиндельной головки установлен на основании шпиндельной головки, гидравлический двигатель установлен на редукторе шпиндельной головки, и выходной конец гидравлического двигателя находится в соединении с передачей движения с входным концом редуктора шпиндельной головки, и держатель шпиндельной головки установлен на редукторе шпиндельной головки, и держатель шпиндельной головки находится в соединении с передачей движения с выходным концом редуктора шпиндельной головки, и держатель шпиндельной головки применяется для зажима буровой штанги.
[0022] Кроме того, основной механизм дополнительно содержит роликовый прижим, при этом роликовый прижим установлен на коробчатой раме автоподатчика, и роликовый прижим зажимает буровую штангу и применяется для быстрого продвижения или втягивания буровой штанги.
[0023] Кроме того, основание содержит стальную балку основания, лежень основания, опорную раму основного механизма и установочную раму основного механизма, при этом лежень основания предусмотрен в нижней части стальной балки основания и жестко соединен со стальной балкой основания с помощью винта, нижняя часть опорной рамы основного механизма шарнирно соединена со стальной балкой основания, одна из монтажных рам основного механизма предусмотрена на стальной балке основания и опорной раме основного механизма соответственно, установочная рама основного механизма на стальной балке основания и установочная рама основного механизма на опорной раме основного механизма совместно поддерживают коробчатую раму автоподатчика, и установочная рама основного механизма на монтажной раме основного механизма выполнена с возможностью свободной регулировки по длине опорной рамы основного механизма.
[0024] Кроме того, в лежне основания предусмотрено установочное отверстие, в установочном отверстии установлен стальной клин, и стальной клин применяется для усиления лежня основания.
[0025] Кроме того, стальная система отбора керна содержит лебедку, транспортер проволоки, направляющую трубу для проволоки и замок буровой штанги, при этом на лебедку намотана стальная проволока, на лебедке для транспортировки стальной проволоки предусмотрен транспортер проволоки, транспортер проволоки жестко соединен с замком буровой штанги с помощью направляющей трубы для проволоки, замок буровой штанги соединен с задним концом буровой штанги, стальная проволока проходит последовательно через направляющую трубу для проволоки и замок буровой штанги в буровую штангу при приведении в движение транспортером проволоки, и один конец стальной проволоки, проходящий в буровую штангу, соединен с ловильной головкой внутренней керноприемной трубы или выталкивателем внутренней керноприемной трубы.
[0026] Кроме того, стальная установка для колонкового бурения дополнительно содержит двигательную систему, при этом двигательная система соединена с основным механизмом и стальной системой отбора керна соответственно, и двигательная система применяется для привода основного механизма, чтобы вызвать движение буровой штанги и привести в движение стальной колонковый бур стальной системы отбора керна.
[0027] Кроме того, двигательная система содержит гидравлическое устройство и машину с механическим приводом, при этом машина с механическим приводом соединена с гидравлическим устройством, и машина с механическим приводом подает масло на основной механизм и стальную систему отбора керна посредством приведения в движение гидравлического устройства для приведения в движение основного механизма и стальной системы отбора керна;
[0028] машина с механическим приводом содержит дизельный двигатель, муфту и бак для дизельного топлива, при этом бак для дизельного топлива соединен с дизельным двигателем, и выходной конец дизельного двигателя находится с гидравлическим устройством в соединении с передачей движения через муфту; и
[0029] гидравлическое устройство содержит маслобак гидросистемы, маслонасос гидросистемы, масляный фильтр гидросистемы и маслоохладитель гидросистемы, при этом маслонасос гидросистемы соединен с муфтой, на маслобаке гидросистемы предусмотрены масляный фильтр гидросистемы и маслоохладитель гидросистемы, и маслонасос гидросистемы сообщается с маслобаком гидросистемы через масляный фильтр гидросистемы.
[0030] Кроме того, стальная установка для колонкового бурения дополнительно содержит платформу управления, при этом двигательная система соединена с основным механизмом и стальной системой отбора керна c помощью платформы управления соответственно, и платформа управления применяется для управления двигательной системой для подачи масла в основной механизм и стальную систему отбора керна;
[0031] платформа управления содержит корпус управления, приборную панель, распределительный золотник и трубопровод, при этом приборная панель, распределительный золотник и трубопровод предусмотрены на корпусе управления соответственно, входной конец трубопровода сообщается с двигательной системой, выходной конец трубопровода сообщается с основным механизмом и стальной системой отбора керна соответственно, приборная панель применяется для контроля параметров масла в трубопроводе, и распределительный золотник применяется для управления включением/выключением трубопровода.
[0032] Кроме того, в настоящем изобретении предлагается экологичный новый способ строительства, способный заменить траншейную и скважинную разведку, включающий следующие этапы:
[0033] S1: установку, при которой основание крепят на земле, на основании устанавливают основной механизм, на основном механизме устанавливают буровую штангу, на переднем конце буровой штанги устанавливают буровой инструмент, и задний конец буровой штанги устанавливают вместе со стальной системой отбора керна;
o
[0034] S2: регулировку, при которой угол установки основного механизма регулируется посредством основания таким образом, чтобы между буровой скважиной и грунтом был угол от 0 до 45;
[0035] S3: бурение, при котором основной механизм управляется двигательной системой и платформой управления для привода буровой штанги, чтобы вызвать вращение и продвижение бурового инструмента; и
[0036] S4: отбор керна, при котором циклическая операция отбора керна без подъема бура выполняется стальной системой отбора керна.
[0037] В настоящем изобретении предложены стальная установка для колонкового бурения и экологичный новый способ строительства, способный заменить траншейную и скважинную разведку. Положительный эффект от этого заключается в том, что стальная установка для колонкового бурения может применяться для обеспечения горизонтального бурения корневых пород или бурения с небольшим углом на поверхности, чтобы заменить траншейную и скважинную разведку, зависящую от выемки грунта на большой площади.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0038] Далее будут кратко описаны чертежи, используемые в описании вариантов осуществления или предшествующего уровня техники, чтобы более четко объяснить варианты осуществления настоящего изобретения или технические решения в известном уровне техники. Очевидно, что чертежи в последующем описании являются лишь частью вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалистами в данной области техники на основе этих чертежей без оплаты творческой работы также могут быть получены другие чертежи.
[0039] На фиг. 1 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующую конструкцию основного механизма стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0040] На фиг. 2 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая частичную конструкцию стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0041] На фиг. 3 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая частичную конструкцию стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0042] На фиг. 4 представлена диаграмма, иллюстрирующая разведочную траншею в известном уровне техники.
[0043] На фиг. 5 представлена диаграмма вида в разрезе, иллюстрирующая неглубокую скважину в известном уровне техники.
[0044] На фиг. 6 представлена диаграмма вида сверху, иллюстрирующая неглубокую скважину в известном уровне техники;
[0045] На фиг. 7 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая основание стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0046] На фиг. 8 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая стальную систему отбора керна стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0047] На фиг. 9 представлена схематическая диаграмма, на которой входное отверстие стальной системы отбора керна стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению отлавливает внутреннюю керноприемную трубу для отбора керна.
[0048] На фиг. 10 представлена схематическая диаграмма, на которой входное отверстие стальной системы отбора керна стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению вталкивает внутреннюю керноприемную трубу на место.
[0049] На фиг. 11 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая конструкцию двигательной системы стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0050] На фиг. 12 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая конструкцию платформы управления стальной установки для колонкового бурения согласно настоящему изобретению.
[0051] На чертежах: 1 – основание; 2 – основной механизм; 3 – бур; 4 – буровая штанга; 5 – стальная система отбора керна; 21 – коробчатая рама автоподатчика; 22 – основание шпиндельной головки; 23 – подающий цилиндр; 24 – шпиндельная головка; 241 – гидравлический двигатель; 242 – редуктор шпиндельной головки; 243 – держатель шпиндельной головки; 25 – роликовый прижим; 11 – стальная балка основания; 12 – лежень основания; 13 – опорная рама основного механизма; 14 – установочная рама основного механизма; 15 – стальной клин; 51 – лебедка; 52 – транспортер проволоки; 53 – направляющая труба для проволоки; 54 – замок буровой штанги; 55 – стальная проволока; 56 – ловильная головка внутренней керноприемной трубы; 57 – выталкиватель внутренней керноприемной трубы; 58 – счетчик длины спускаемой в скважину проволоки; 6 – двигательная система; 61 – гидравлическое устройство; 62 – машина с механическим приводом; 621 – дизельный двигатель; 622 – муфта; 623 – бак для дизельного топлива; 611 – маслобак гидросистемы; 612 – маслонасос гидросистемы; 613 – масляный фильтр гидросистемы; 614 – маслоохладитель гидросистемы; 7 – платформа управления; 71 – корпус управления; 72 – приборная панель; 73 – распределительный золотник; 74 – трубопровод; 41 – входное отверстие буровой штанги; 42 – короткая буровая штанга для колонкового бурения; 8 – грибовидная головка внутренней керноприемной трубы; 100 – насыпь; 200 – коренная порода; 300 – неглубокая скважина.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0052] Ниже будут описаны технические решения настоящего изобретения, чтобы сделать цели, технические решения и преимущества настоящего изобретения более четкими. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь частью вариантов осуществления настоящей полезной модели, а не всех вариантов осуществления. Другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без оплаты творческой работы, должны входить в объем защиты настоящего изобретения.
[0053] Как показано на фиг. 1—6, стальная установка для колонкового бурения содержит основание 1, основной механизм 2, буровой инструмент 3, буровую штангу 4 и стальную систему 5 отбора керна. Основной механизм 2 установлен на основании 1, основание 1 способно регулировать угол установки основного механизма 2, буровая штанга 4 установлена на основном механизме 2, и основной механизм 2 применяется для приведения во вращение и подачи буровой штанги 4. Передний конец буровой штанги 4 жестко соединен с буровым инструментом 3, задний конец буровой штанги 4 соединен со стальной системой 5 отбора керна, и ось вращения бурового инструмента 3 коллинеарна с осью вращения буровой штанги 4. Основной механизм 2 содержит: коробчатую раму 21 автоподатчика, которая установлена на основании 1; основание 22 шпиндельной головки, которое предусмотрено на подающей раме 21 коробки; подающий цилиндр 23, который установлен на коробчатой раме 21 автоподатчика, чтобы приводить в движение основание 22 шпиндельной головки для свободного перемещения по длине коробчатой рамы 21 автоподатчика на коробчатой раме 21 автоподатчика; и шпиндельную головку 24, которая установлена на основании 22 шпиндельной головки и зажимает буровую штангу 4 для приведения во вращение буровой штанги 4. В соответствии с вышеуказанной конструкцией стальная установка для колонкового бурения может применяться для обеспечения горизонтального бурения коренных пород или бурения под малым углом на поверхности, чтобы заменить траншейную и скважинную разведку, зависящую от выемки грунта на большой площади.
[0054] В предпочтительном варианте осуществления шпиндельная головка 24 содержит гидравлический двигатель 241, редуктор 242 шпиндельной головки и держатель 243 шпиндельной головки. Редуктор 242 шпиндельной головки установлен на основании 22 шпиндельной головки, гидравлический двигатель 241 установлен на редукторе 242 шпиндельной головки, и выходной конец гидравлического двигателя 241 находится в соединении с передачей движения с входным концом редуктора 242 шпиндельной головки, и держатель 243 шпиндельной головки установлен на редукторе 242 шпиндельной головки, и держатель 243 шпиндельной головки находится в соединении с передачей движения с выходным концом редуктора 242 шпиндельной головки, и держатель 243 шпиндельной головки применяется для зажима буровой штанги 4. Основной механизм 2 дополнительно содержит роликовый прижим 25, при этом роликовый прижим 25 установлен на коробчатой раме 21 автоподатчика, и роликовый прижим 25 зажимает роликовый прижим 4 и применяется для быстрого продвижения или втягивания буровой штанги 4. Соответствующие компоненты в вышеуказанном основном механизме 2 взаимодействуют друг с другом для осуществления бурения, регулировки скорости, зажима, подъема и подачи буровой штанги 4. В частности, компоненты могут включать: вращающуюся систему бурения основного механизма 2, систему регулировки скорости основного механизма 2, зажимную систему основного механизма 2, систему подъема и подачи основного механизма 2 и систему быстрого подъема и продвижения основного механизма 2, которые являются следующими.
[0055] 1. Вращающаяся система бурения основного механизма 2 состоит преимущественно из гидравлического двигателя 241, редуктора 242 шпиндельной головки и держателя 243 шпиндельной головки. Принцип действия заключается в том, что масло для гидравлической системы машины с механическим приводом приводит к вращательному бурению на гидравлическом двигателе 241, редукторе 242 шпиндельной головки и держателе 243 шпиндельной головки, зажимающем буровую штангу 4 с помощью платформы 7 управления.
[0056] 2. Система регулировки скорости основного механизма 2 состоит преимущественно из гидравлического двигателя 241 и редуктора 242 шпиндельной головки. Принцип действия заключается в том, что масло для гидравлической системы машины с механическим приводом обеспечивает плавную регулировку скорости вращения на гидравлическом двигателе 241 и редукторе 242 шпиндельной головки после прохождения через регулируемую платформу 7 управления давлением в системе.
[0057] 3. Зажимная система основного механизма 2 состоит преимущественно из держателя 243 шпиндельной головки и роликового прижима 25. Принцип действия заключается в том, что масло для гидравлической системы машины с механическим приводом обеспечивает отпускание и зажим буровой штанги 4 на держателе 243 шпиндельной головки и роликовом прижиме 25 после прохождения через регулируемую платформу 7 управления давлением в системе, осуществляя таким образом операции, такие как вращение, отвинчивание, подъем и подача буровой штанги 4.
[0058] 4. Система подъема и подачи основного механизма 2 состоит преимущественно из подающего цилиндра 23, основания 22 шпиндельной головки, коробчатой рамы 21 автоподатчика и держателя 243 шпиндельной головки. Принцип действия заключается в том, что масло для гидравлической системы машины с механическим приводом подается в подающий цилиндр 23 после прохождения через регулируемую платформу 7 управления давлением в системе, чтобы приводить в движение основание 22 шпиндельной головки и соединенную с ним шпиндельную головку 24 для перемещения на коробчатой раме 21 автоподатчика, тем самым, осуществляя операции, такие как подъем и подача буровой штанги 4.
[0059] 5. Система быстрого подъема и продвижения основного механизма 2 состоит преимущественно из роликового прижима 25. Принцип действия заключается в том, что масло для гидравлической системы машины с механическим приводом подается на роликовое вращающее устройство роликового прижима 25 после прохождения через регулируемую платформу 7 управления давлением в системе, вследствие чего ролик, зажимающий буровую штангу 4, вращается, чтобы толкать буровую штангу 4 для быстрого продвижения или втягивания.
[0060] В предпочтительном варианте осуществления, как показано на фиг. 7, основание 1 содержит: стальную балку 11 основания, лежень 12 основания, опорную раму 13 основного механизма и установочную раму 14 основного механизма. Лежень 12 основания предусмотрен в нижней части стальной балки 11 и жестко соединен со стальной балкой 11 основания с помощью винта, нижняя часть опорной рамы 13 основного механизма шарнирно соединена со стальной балкой 11 основания, одна из установочных рам 14 основного механизма предусмотрена на стальной балке 11 основания и опорной раме 13 основного механизма соответственно, установочная рама 14 основного механизма на стальной балке 11 основания и установочная рама 14 основного механизма на опорной раме 13 основного механизма совместно поддерживают коробчатую раму 21 автоподатчика, и установочная рама 14 основного механизма на установочной раме 13 основного механизма выполнена с возможностью свободной регулировки по длине опорной рамы 13 основного механизма. В лежне 12 основания предусмотрено установочное отверстие, в установочном отверстии установлен стальной клин 15, и стальной клин 15 применяется для усиления лежня 12 основания.
[0061] В приведенной выше конструкции основной принцип установки и работы основания 1 следующий.
[0062] 1. Система установки основного механизма 2 основания 1 преимущественно состоит из лежня 12 основания, установочной рамы 14 основного механизма, опорной рамы 13 основного механизма, стальной балки 11 основания и соединительного винта. Принцип действия заключается в том, что основной механизм 2 устанавливается в соответствии с конструкционным углом посредством установочной рамы 14 основного механизма, опорной рамы 13 основного механизма и стальной балки 11 основания, а стальная балка 11 основания и лежень 12 основания устанавливаются и скрепляются в механическую целостность посредством соединительного винта.
[0063] 2. Строительство горизонтальной скважины основания 1 завершается установочной рамой 14 основного механизма, опорной рамой 13 основного механизма и стальной балкой 11 основания. Способ заключается в том, чтобы разобрать стальную балку 11 основания и трансформировать ее для другого установочного отверстия для монтажа. Расстояние смещения составляет от 0,5 до 1 м.
[0064] 3. Строительство противоположной скважины основания 1 завершается установочной рамой 14 основного механизма, опорной рамой 13 основного механизма и стальной балкой 11 основания. Способ заключается в том, чтобы разобрать стальную балку 11 основания и развернуть ее для установки.
[0065] 4. Регулировка конструкционного угла основного механизма 2 завершается установочной рамой 14 основного механизма и опорной рамой 13 основного механизма. Способ заключается в том, чтобы ослабить крепежные болты на установочной раме 14 основного механизма и опорной раме 13 основного механизма, отрегулировать высоту основного механизма 2 на опорной раме 13 основного механизма, и затянуть крепежные болты на установочной раме и опорной раме после измерения угла буссолью.
[0066] 5. Стабилизирующая система основания 1 состоит преимущественно из лежня 12 основания, стальной балки 11 основания, закрепленного винта и закрепленного стального клина 15. Принцип действия заключается в том, что лежень 12 основания полностью зарывается в грунтовое основание при выравнивании грунта, полностью крепится и фиксируется лежень 12 основания и стальная балка 11 основания в механической целостности посредством соединительного винта, и затем дополнительно усиливается посредством забивания стального клина 15 в установочное отверстие стального клина 15 лежня 12 основания.
[0067] В предпочтительном варианте осуществления, как показано на фиг. 8 – 10, стальная система 5 отбора керна содержит: лебедку 51, транспортер 52 проволоки, направляющую трубу 53 для проволоки и замок 54 буровой штанги. На лебедку 51 намотана стальная проволока 55, на лебедке 51 для транспортировки стальной проволоки 55 предусмотрен транспортер 52 проволоки, транспортер 52 проволоки неподвижно соединен с замком 54 буровой штанги с помощью направляющей трубы 53 для проволоки, замок 54 буровой штанги соединен с задним концом буровой штанги 4, стальная проволока 55 проходит последовательно через направляющую трубу 53 для проволоки и замок 54 буровой штанги в буровую штангу 4 при приводе в движение транспортером 52 проволоки, и один конец стальной проволоки 55, проходящий в буровую штангу 4, соединен с ловильной головкой 56 внутренней керноприемной трубы или выталкивателем 57 внутренней керноприемной трубы.
[0068] В вышеприведенной конструкции основной принцип действия стальной системы 5 отбора керна заключается в том, что стальная система 5 отбора керна преимущественно подает ловильную головку 56 внутренней керноприемной трубы и выталкиватель 57 внутренней керноприемной трубы во внутреннее отверстие керноприемной трубы или забирает ловильную головку 56 внутренней керноприемной трубы и выталкиватель 57 внутренней керноприемной трубы из внутреннего отверстия внутренней керноприемной трубы с помощью применения транспортера 52 проволоки посредством стальной проволоки 55, направляющей трубы 53 проволоки, замка 54 буровой штанги и буровой штанги 4, чтобы завершить цикл отбора керна внутренней керноприемной трубы. Лебедка 51 может хранить и автоматически сматывать стальную проволоку 55, и стальная система 5 также содержит счетчик 58 длины спускаемой в скважину проволоки, который может в любой момент отображать намотанные метры стальной проволоки 55. Буровая штанга 4 содержит короткую буровую штангу 42 для колонкового бурения и впускную буровую штангу 41, и расстояние между короткой буровой штангой 42 для колонкового бурения и впускной буровой штангой 41 составляет 200 мм.
[0069] Основные рабочие процессы стальной системы 5 отбора керна заключаются в следующем.
[0070] 1. Внутренняя керноприемная труба поднимается для отбора керна: сначала стальная проволока 55 и ловильная головка 56 внутренней керноприемной трубы, связанная с ней (ее необходимо удалить, если ловильная головка 56 внутренней керноприемной трубы соединена с выталкивателем 57 внутренней керноприемной трубы), подаются во внутреннее отверстие впускной буровой штанги 41 через сквозное отверстие в шпиндельной головке 24, а затем короткая буровая штанга 42 для колонкового бурения, охватывающая снаружи стальную проволоку 55 и соединенная с направляющей трубой 53 для проволоки и замком 54 буровой штанги, вставляется во внутреннее сквозное отверстие шпиндельной головки 24 и зажимается. Промежуток между короткой буровой штангой 42 для колонкового бурения и буровой штангой 41 регулируется так, чтобы он составлял приблизительно 200 мм, чтобы наблюдать рабочее состояние стальной проволоки 55. Распределительный золотник 73 подает масло на транспортер 52 проволоки через платформу 7 управления, вследствие чего стальная проволока 55 подается в скважину с ловильной головкой 56 внутренней керноприемной трубы. После того, как ловильная головка 56 внутренней керноприемной трубы достигает дна скважины и зажимается с помощью грибовидной головки 8 внутренней керноприемной трубы, ловильная головка внутренней керноприемной трубы поднимается посредством транспортера 52 проволоки и прекращает подниматься при достижении керноприемной трубой промежутка 200 мм. Ловильная головка 56 внутренней керноприемной трубы и держатель 243 шпиндельной головки высвобождаются, короткая буровая штанга 42 для колонкового бурения вынимается из шпиндельной головки 24, и внутренняя керноприемная труба вынимается вручную, чтобы завершить операцию отбора керна из внутренней керноприемной трубы.
[0071] 2. Внутренняя керноприемная труба проталкивается: сначала внутренняя керноприемная труба подается вручную во внутреннее отверстие впускной буровой штанги 41. После соединения с выталкивателем ловильная головка 56 внутренней керноприемной трубы становится выталкивателем 57 внутренней керноприемной трубы и затем подается во внутреннее отверстие впускной буровой штанги 41 через сквозное отверстие в шпиндельной головке 24 посредством стальной проволоки 55 и ловильной головки 56 внутренней керноприемной трубы, связанной с ней, и затем короткая буровая штанга 42 для колонкового бурения, охватывающая снаружи стальную проволоку 55 и соединенная с направляющей трубой 53 для проволоки и замком 54 буровой штанги, вставляется во внутреннее сквозное отверстие шпиндельной головки 24 и зажимается. Промежуток между короткой буровой штангой 42 для колонкового бурения и буровой штангой 41 регулируется так, чтобы он составлял приблизительно 200 мм, чтобы наблюдать рабочее состояние стальной проволоки 55. Распределительный золотник 73 подает масло в транспортер 52 проволоки через платформу 7 управления, вследствие чего стальная проволока 55 подается в скважину с помощью выталкивателя 57 внутренней керноприемной трубы, чтобы проталкивать внутреннюю керноприемную трубу вперед. После того, как выталкиватель 57 внутренней керноприемной трубы достигает дна скважины и проталкивает и зажимает внутреннюю керноприемную трубу в наружную керноприемную трубу, выталкиватель 57 внутренней керноприемной трубы вытаскивается транспортером 52 проволоки и останавливается, когда выталкиватель 57 внутренней керноприемной трубы достигает промежутка 200 мм. Держатель 243 шпиндельной головки высвобождается, и короткая буровая штанга 42 для колонкового бурения вынимается из шпиндельной головки 24, чтобы завершить операцию проталкивания внутренней керноприемной трубы.
[0072] В предпочтительном варианте осуществления, как показано на фиг. 11, стальная установка для колонкового бурения дополнительно содержит двигательную систему 6. Двигательная система 6 соединена с основным механизмом 2 и стальной системой 5 отбора керна соответственно, и двигательная система 6 применяется для привода основного механизма 2, чтобы вызвать движение буровой штанги 4 и привести в движение стальной колонковый бур стальной системы 5 отбора керна. Двигательная система 6 содержит гидравлическое устройство 61 и машину 62 с механическим приводом, при этом машина 62 с механическим приводом соединена с гидравлическим устройством 61, и машина 62 с механическим приводом подает масло на основной механизм 2 и стальную систему 5 отбора керна, приводимая гидравлическим устройством 61 для приведения в движение основного механизма 2 и стальной системы 5 отбора керна, машина 62 с механическим приводом содержит дизельный двигатель 621, муфту 622 и бак 623 для дизельного топлива, при этом бак 623 для дизельного топлива соединен с дизельным двигателем 621, и выходной конец дизельного двигателя 621 находится в соединении с передачей движения с гидравлическим устройством 61 через муфту 622; и гидравлическое устройство 61 содержит маслобак 611 гидросистемы, маслонасос 612 гидросистемы, масляный фильтр 613 гидросистемы и маслоохладитель 614 гидросистемы, при этом маслонасос 612 гидросистемы соединен с муфтой 622, на маслобаке 611 гидросистемы предусмотрены масляный фильтр 613 гидросистемы и маслоохладитель 614 гидросистемы, и маслонасос 612 гидросистемы сообщается с маслобаком гидросистемы 611 через масляный фильтр 613 гидросистемы.
[0073] В вышеуказанной конструкции двигательная система 6 содержит преимущественно гидравлическое устройство 61 и машину 62 с механическим приводом. Основной принцип действия заключается в следующем.
[0074] Принцип действия гидравлического устройства 61 заключается в том, что дизельный двигатель 621 вращает маслонасос 612 гидросистемы через муфту 622, масло для гидравлической системы выводится на устройство управления платформы 7 управления и распределяется на различные исполнительные механизмы посредством устройства управления после вхождения в маслонасос 612 гидросистемы из маслобака 611 гидросистемы и масляного фильтра 613 гидросистемы. Охлаждающее устройство масла для гидравлической системы охлаждается обратной водой после подсоединения к маслоохладителю 614 гидросистемы маслобака с помощью возвратной трубы бурового насоса буровой установки, которая обладает эффектом хорошего охлаждающего воздействия и экономии энергии.
[0075] Принцип действия машины 62 с механическим приводом заключается в том, что бак 623 для дизельного топлива подает масло, дизельный двигатель 621 работает, и мощность подается через муфту 622.
[0076] В предпочтительном варианте осуществления, как показано на фиг. 12, стальная установка для колонкового бурения дополнительно содержит платформу 7 управления. Двигательная система 6 соединена с основным механизмом 2 и стальной системой 5 отбора керна через платформу 7 управления соответственно, и платформа 7 управления применяется для управления двигательной системой 6 для подачи масла на основной механизм 2 и стальную систему 5 отбора керна; платформа 7 управления содержит корпус 71 управления, приборную панель 72, распределительный золотник 73 и трубопровод 74, при этом приборная панель 72, распределительный золотник 73 и трубопровод 74 предусмотрены на корпусе 71 управления, соответственно, входной конец трубопровода 74 сообщается с двигательной системой 6, выходной конец трубопровода 74 сообщается с основным механизмом 2 и стальной системой 5 отбора керна, соответственно, приборная панель 72 применяется для контроля параметров масла в трубопроводе 74, и распределительный золотник 73 применяется для управления включением/выключением трубопровода 74.
[0077] В вышеприведенной конструкции принцип действия платформы 7 управления заключается в том, что рабочее масло для гидравлической системы, подаваемое машиной с механическим приводом, вводится и выводится в различные системы исполнения через распределительный золотник и трубопровод 74 для выполнения различных операций буровой установки, и различные измерительные приборы на приборной панели 72 на корпусе 71 управления в любой момент указывают состояние различных параметров системы.
[0078] Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает экологичный новый способ строительства, способный заменить траншейную и скважинную разведку, то есть способ строительства горизонтального бурения и разведки на поверхности, включающий следующие этапы:
[0079] S1: установку, при которой основание 1 крепят на земле, на основании 1 устанавливают основной механизм 2, на основной механизм 2 устанавливают буровую штангу 4, на переднем конце буровой штанги 4 устанавливают буровой инструмент 3, и задний конец буровой штанги 4 устанавливают вместе со стальной системой 5 отбора керна;
o
[0080] S2: регулировку, при которой угол установки основного механизма 2 регулируют с помощью основания 1 таким образом, чтобы угол между буровой скважиной и грунтом составлял от 0 до 45;
[0081] S3: бурение, при котором основной механизм 2 управляется двигательной системой 6 и платформой 7 управления для привода буровой штанги 4, чтобы вызвать вращение и продвижение бурового инструмента 3; и
[0082] S4: отбор керна, при котором циклическая операция отбора керна выполняется без подъема бура посредством стальной системы 5 отбора керна.
[0083] Принцип действия вышеупомянутого способа строительства заключается в том, что бурение выполняется в горизонтальном направлении с помощью основного механизма 2 полной гидравлической машины для колонкового бурения, буровой штанги 4 и двухтрубного бурового инструмента 3 с буровой коронкой, установленных на основании 1 буровой установки на поверхности для вращения и бурения в горизонтальном направлении. Угол буровой скважины является горизонтальным или малым углом (обычно от 0 до 45°). Глубина может определяться в соответствии с геологическим проектом и мощностью буровой установки. После вхождения в коренную породу керны начинают непрерывно извлекаться, а затем после работы, такой как описание каталога и анализ пробных образцов от технических специалистов по геологии, выполняются геологоразведка или проверка минеральной аномалии.
[0084] Признаки и преимущества вышеупомянутого способа строительства при разведочных работах заключаются в следующем.
[0085] 1. Коренным образом решаются проблемы охраны лесных и сельскохозяйственных угодий, и на нынешнем этапе устраняется противоречие между охраной окружающей среды и разведкой полезных ископаемых.
[0086] 2. Сравнительное исследование большого числа полевых экспериментов показывает, что социальные и экономические выгоды очень значительны.
2
2
2
2
[0087] Взяв в качестве примера лесной массив, участок горизонтальной буровой установки согласно способу строительства при разведке, предусмотренному настоящим изобретением, временно занимает площадь приблизительно 31 м и площадь вырубки леса составляет приблизительно 16 м. Например, при горизонтальном бурении на 100 м участок бурится в одном направлении на 100 м и бурится в прямом направлении и обратном направлении до 200 м; что соответствует траншеям 200 метров в длину (глубина траншеи рассчитывается как 3 м при откосах 1:1), площадь вырубки леса составляет (200 метров в длину х 6,6 метров в ширину) = 1320 м, на обеих сторонах траншеи имеется насыпь приблизительно 5 м в ширину и занимаемой площадью приблизительно (200 метров в длину х 5 метров в ширину x 2 стороны) 200 м. Таким образом, площадь вырубки леса согласно способу строительства при разведывательных работах составляет приблизительно 1/83 от площади траншеи, а временно занятая площадь составляет 1/65 от площади траншеи, что значительно сокращает площадь вырубки леса для разведки.
[0088] 3. Способ строительства при разведке согласно настоящему изобретению может значительно уменьшить большой объем расходов, плату за землепользование, плату за пользование лесными и сельскохозяйственными угодьями, компенсационные сборы за молодые насаждения деревьев, сборы на восстановление лесных и сельскохозяйственных угодий и т. д., вследствие чего фактические затраты на разведку ограничиваются.
[0089] 4. Способ строительства при разведочных работах согласно настоящему изобретению заключается в прохождении через покровный слой в коренную породу для строительства и непрерывного бурения при улучшении точности и полезного эффекта геологоразведочных работ. По результатам сравнения площадки с построенной траншеей, ее преимущества заключаются в следующем.
[0090] (1) Горизонтальное бурение имеет очевидные преимущества при разделении стратиграфической границы. Оно может четко и точно разделить литологическую границу и может непрерывно и четко установить изменение минерализации и районирование горных пород.
[0091] (2) Горизонтальное бурение при глубоком залегании коренных пород может лучше предотвращать эффект выветривания поверхностных коренных пород при установлении изменения минерализации и значительно увеличить возможность обнаружения минеральных тел.
[0092] (3) В районах, где остаточный наклон поверхностного слоя является более толстым, а коренные породы не могут быть подвергнуты искусственной выемке или механической выемке, бурение и разведка в горизонтальном направлении могут более точно определять литологическую границу и лучше устанавливать явление изменения минерализации. Уменьшается вероятность потери или разрушения месторождений.
[0093] (4) Для неглубоких геофизических и геохимических исследований аномалий на поверхности существующие способы траншейной разведки не могут обеспечить геологическое назначение, и в случае, когда теоретической основы для вертикального бурения недостаточно, неглубокие геологические условия и неглубокая геофизическая разведка аномалий могут быть проверены с помощью применения горизонтального бурения в ранний период, и при этом преимущество горизонтального бурения очевидно.
[0094] (5) Для обнаруженного крутонаклонного минерального тела при горизонтальном бурении можно более точно определить горизонтальную ширину минерального тела и соответствовать вертикальному бурению для точного получения запасов минеральных ресурсов.
[0095] Таким образом, в настоящем изобретении предлагается стальная установка для колонкового бурения и экологичный новый метод строительства, способный заменить траншейную и скважинную разведку. Его основные отличительные признаки и выдающиеся технические достижения заключаются в следующем.
[0096] 1. Разработка стальной установки для колонкового бурения, в которой бурение разведочных траншей и скважин в горизонтальном направлении на поверхности заменено бурением, заполнила пробел в области колонкового бурения в горизонтальном направлении на поверхности в Китае.
[0097] 2. Стальная установка для колонкового бурения, в которой бурение разведочных траншей и скважин в горизонтальном направлении на поверхности заменено бурением, в основном обеспечила легкие, применимые, эффективные и подходяще умеренные технические и экономические параметры и показатели, имеющие некоторые функции, направленные на то, чтобы в основном достичь популяризации и использовать требования с точки зрения эффективности, стоимости и качества.
[0098] 3. Основные отличительные признаки конструкции основания стальной установки для колонкового бурения, в которой бурение разведочных траншей и скважин в горизонтальном направлении на поверхности заменено бурением, заключаются в следующем.
[0099] (1) Основание буровой установки в основном состоит из пяти лежней, двух стальных балок основания буровой установки, переднего набора и заднего набора опорных рам буровой установки с возможностью регулирования угла и четырех закрепленных стальных клиньев. Конструкция простая, прочная и надежная.
[00100] (2) Основание 1 буровой установки на одном участке может реализовать четырехстороннее пористое бурение, которое может уменьшить занимаемую площадь, уменьшить количество перемещений, повысить эффективность и снизить стоимость, а также может удовлетворить потребности в получении залегания геологических пластов породы.
[00101] Пористое бурение в том же направлении выполняется таким образом, что стальная балка основания перемещается на 0,5—1 м на лежне основания, и угол бурения может быть изменен. Залегание пласта геологической породы получается за счет изменения глубины и положения маркирующего слоя породы. Обратное бурение выполняется посредством поворота буровой установки с помощью стальной балки основания.
[00102] (3) Стабилизация буровых установок является основным условием обеспечения нормального бурения буровыми установками. Основание использует систему стабилизации буровой установки, в основном отвечающую требованиям строительства, в которой «основание 1 вдавливается в грунт и вбивается в стальной клин для усиления». Такие проблемы, как проседание, смещение и опрокидывание, отсутствуют.
[00103] 4. Основные отличительные признаки и выдающиеся технические достижения стальной системы отбора керна
[00104] (1) С целью обеспечения того, чтобы отбор керна пласта не нарушался, точность отбора керна увеличивается, и гарантируются объем керна и скорость отбора керна, бурение в горизонтальном направлении на поверхности должно отдавать приоритет текущему наиболее распространенному способу бурения, т. е. ударно-катаному колонковому бурению.
o
[00105] Ударно-канатное колонковое бурение широко применяется вследствие его высокой эффективности, низкой стоимости, высокой скорости бурения, низкой скорости изгиба буровых скважин и низкой интенсивности труда рабочих, но нормальный канатный колонковый бур входит во внутреннюю керноприемную трубу под собственным весом, и канатная лебедка 51 вынимает внутреннюю керноприемную трубу и керн с помощью стального каната и ловителя. Применяемый угол бурения, как правило, должен быть больше 45, поэтому ударно-катаное колонковое бурение не может быть выполнено, когда поверхность бурится под углом от 0 до 45°. Если внутренняя керноприемная труба продвигается вперед и извлекается с помощью адаптерной трубы, то смысл ударно-канатного колонкового бурения в некоторой степени теряется. Горизонтальное бурение коренной породы строится на неглубоко залегающем слое разрушенной и сломанной поверхности. Общий способ бурения не может гарантировать скорость отбора керна. Главным выдающимся достижением этой системы является замена стального каната стальной проволокой 55 для отбора керна, которая в корне решает проблему, когда невозможно для бурения при угле от 0 до 45° применять ударно-канатное бурение. Стальная проволока 55 стального колонкового бура имеет некоторую прочность в дополнение к гибкости, которая может завершить работу по отлавливанию и продвижению трубки для взятия образцов.
[00106] (2) Стальная система отбора керна значительно снижает частоту подъема бура. Скважина, имеющая глубину 100 м, имеет базисное число подъемов бура, составляющее приблизительно от 1 до 3 раз, вследствие чего стенка ствола буровой скважины остается более стабильной. Разрушенный пласт может сократить проходку в обе стороны и гарантировать скорость отбора крена, и действительно достигается эффект высокой автоматизации, высокой эффективности, высокой точности, низкой стоимости, простоты эксплуатации и простоты технического обслуживания.
[00107] Вышеприведенное описание является только конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, но объем защиты настоящего изобретения не ограничивается этим. Любые изменения или замены, которые могут быть понятны специалистам в данной области техники, раскрытые в настоящем изобретении, должны подпадать под объем защиты настоящего изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения должен подпадать под объем защиты формулы изобретения.