УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Предложение относится к горной промышленности и предназначено для бурения скважин, а также для посадки свай при строительстве.
Известно устройство для бурения скважин, включающее мачту с направляющими, вращательно-подающую систему, буровой став, соединенный с буровым ставом и размещенный на направляющих мачты вибратор, содержащий привод, корпус с выполненными в корпусе симметрично его продольной плоскости цилиндрические выточки, в которых соосно им установлены соединенные с приводом валы с дебалансами [1].
В данной конструкции при вращении дебалансов создается центробежная (вынуждающая) сила, которая передается на корпус при взаимодействии дебалансов с выточками корпуса.
В известном устройстве при создании достаточной для получения необходимой скорости бурения силы при взаимодействии дебалансов с выточками корпуса возникают значительные контактные напряжения, которые приводят к быстрому износу взаимодействующих между собой элементов. Для увеличения площади контакта необходимо увеличивать габариты устройства, что в свою очередь ведет к увеличению габаритов и весу вибратора, что вызывает дополнительные нагрузки на мачту станка.
Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении производительности и надежности без увеличения габаритов устройства.
Указанный результат достигается за счет того, что в устройстве для бурения скважин, включающем мачту с направляющими, вращательно-подающую систему, буровой став, соединенный с буровым ставом и размещенный на направляющих мачты вибратор, содержащий привод, корпус, с выполненные в корпусе симметрично его продольной плоскости цилиндрические выточки, в которых соосно им установлены соединенные с приводом валы с дебалансами, дебалансы вибратора выполнены в виде скрепленных с валами тяг, на которых параллельно валам с возможностью вращения и взаимодействия с цилиндрическими выточками корпуса установлены симметрично продольной плоскости корпуса цилиндрические грузы. Число грузов на каждом из дебалансов может быть выполнено не менее двух.
Пример выполнения устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для бурения скважин, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3-5 соответственно разрезы А-А, Б-Б и В-В.
Устройство для бурения скважин, включает в себя мачту 1 с направляющими 2. вращательно-подающую систему 3, буровой став 4, соединенный с буровым ставом и размещенный на направляющих мачты вибратор 5.
Вибратор 5, содержит привод 6, корпус 7, с выполненными в корпусе симметрично его продольной плоскости 8 цилиндрическими выточками 9. 10, в которых соосно цилиндрическим выточкам установлены соединенные с приводом валы 11, 12 с дебалансами 13, 14.
Дебалансы вибратора выполнены в виде скрепленных с валами 11, 12 тяг 15, 16, на которых параллельно валам с возможностью вращения и взаимодействия с цилиндрическими выточками корпуса установлены симметрично продольной плоскости корпуса цилиндрические грузы 17, 18. Число грузов на каждом из дебалансов выполнено не менее двух.
Для синхронизации вращения валов устройство снабжено скрепленными с валами и взаимодействующими друг с другом синхронизирующими шестерням 19, 20.
Работает устройство следующим образом
При бурении валы вибратора вращаются в разные стороны. При этом при вращении дебалансов возникает центробежные (вынуждающие) силы. Так как дебалансы, за счет установленных на валах синхронизирующих шестерен, вращаются с одинаковой скоростью, горизонтальные составляющие сил уравновешиваются, и на буровой став передается только вертикальная нагрузка.
При вращении валов грузы дебалансов вращаются относительно тяг и перекатываются по поверхностям цилиндрических выточек. При этом не происходит одностороннего износа грузов.
Ввиду того, что на каждом из дебалансов размещено несколько грузов, уменьшаются удельные нагрузки при контакте грузов с цилиндрическими поверхностями выточек корпуса. Это позволяет выполнять грузы меньшей длины, что уменьшает габариты и массу вибратора. Так как вибратор размещен консольно относительно направляющих мачты, это уменьшает нагрузки на нее. Таким образом, предложенное техническое решение позволит:
- обеспечить, для достижения оптимальной производительности бурения, необходимые вибрационные нагрузки без увеличения габаритов устройства.
- повысить долговечность и надежности работу оборудования.
Источник информации
1. Патент US №7740085, НКИ-173/49, 2010