АНКЕРНАЯ ОПОРА ДЛЯ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к оснащению передвижных буровых установок, используемых для бурения скважин в твердой породе.
Известна анкерная опора фрикционного типа, используемая в буровой установке, содержащей платформу с буровой мачтой и буровым оборудованием, платформа снабжена двумя закрепленными на ней опорами, заглубленными в грунт и выполненными в виде анкерных устройств фрикционного типа, расположенных в одной вертикальной плоскости с буровой мачтой и равноудаленных от последней (Патент РФ №116559 U1, дата приоритета 19.12.2011, дата публикации 27.05.2012, авторы: Бражников А.В. и Белозеров И.P., RU).
Недостатком известного аналога являются повышенные трудозатраты при установке и демонтаже анкерных устройств фрикционного типа после окончания процесса бурения в связи с необходимостью преодоления сопротивления сил сцепления анкерных устройств с грунтом.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является анкерная опора для буровой установки, принятая в качестве прототипа, содержащая анкерное устройство вакуумного типа, выполненное с возможностью крепления к породе в заранее подготовленное в ней углубление, и обладающий механической прочностью и жесткостью воздуховодный трубопровод, выполненный с возможностью закрепления на платформе буровой установки и присоединения к насосу, воздуховодный трубопровод нижней частью герметично соединен с анкерным устройством вакуумного типа, выполненным в виде цилиндрического насадка с возможностью герметичной установки в выполненное в породе углубление и с возможностью создания вакуума в углубленном пространстве под опорой, при этом цилиндрический насадок снабжен внешним опорным выступом цилиндрической формы над заглубленной частью насадка и уплотнительной втулкой из эластичного материала, расположенной под внешним опорным выступом и выполненной с возможностью плотного прилегания к стенке верхней части углубления и к горизонтальному участку породы на окружающей углубление поверхности (Патент РФ №147741 U1, дата приоритета 15.04.2014, авторы: Бражникоа А.В. и др. RU, прототип).
Недостатком прототипа являются повышенные трудозатраты при монтаже анкерной опоры, связанные с герметичной установкой анкерного устройства в заранее выполненное в породе углубление.
Задачей полезной модели является снижение трудозатрат при монтаже и демонтаже анкерной опоры буровой установки.
Для решения поставленной задачи предложена анкерная опора для буровой установки, содержащая анкерный элемент вакуумного типа и обладающий механической прочностью и жесткостью воздуховодный трубопровод, выполненный с возможностью закрепления на силовой штанге платформы буровой установки и присоединения к насосу, при этом воздуховодный трубопровод нижней частью герметично соединен с помощью болтовых соединений с анкерным элементом вакуумного типа, выполненным в виде воздухоотводящего цилиндрического насадка с уплотнительным элементом из эластичного материала, установленным с возможностью плотного прилегания к породе и создания вакуума под опорой. Новым является то, что воздухоотводящий цилиндрический насадок выполнен с уширенной частью по отношению к воздуховодному трубопроводу, образующей уширенную емкость с отверстием в ступенчатом дне под воздуховодный трубопровод и отверстиями под болтовые соединения, уширенная емкость расположена вверх дном по отношению к предварительно выровненной площадке на поверхности буримой породы, а ее боковые стенки снабжены равномерно расположенными отверстиями для отсасывания воздуха, уплотнительный элемент выполнен в виде коноидальной манжеты с уширенной нижней частью, внутри которой размещен воздухоотводящий цилиндрический насадок с отверстиями для отсасывания воздуха, при этом коноидальная манжета выполнена с уплотнительной перемычкой в верхней зауженной части, снабженной центральным отверстием, охватывающим зауженную часть ступенчатого дна воздухоотводящего цилиндрического насадка, и отверстиями под упомянутые болтовые соединения, причем уплотнительная перемычка коноидальной манжеты выполнена с возможностью обеспечения герметичного соединения воздуховодного трубопровода с воздухоотводящим цилиндрическим насадком, а нижняя уширенная часть коноидальной манжеты выполнена с возможностью плотного прилегания к поверхности породы для создания вакуума под опорой.
На чертеже схематично показана анкерная опора для буровой установки, продольный разрез.
Анкерная опора для буровой установки содержит герметично соединенные между собой анкерный элемент 1 вакуумного типа и стальной воздуховодный трубопровод 2, выполненный с возможностью закрепления верхней частью на силовой штанге 3 платформы буровой установки, например с помощью резьбового соединения, и с возможностью присоединения к воздушному насосу (условно не показано). Анкерный элемент 1 вакуумного типа выполнен в виде воздухоотводящего цилиндрического насадка 4 с установленной на нем коноидальной манжетой 5 из эластичного материала, например из резины. Цилиндрический насадок 4 выполнен с уширенной частью по отношению к воздуховодному трубопроводу 2, образующей уширенную емкость 6 с отверстием в ступенчатом дне под воздуховодный трубопровод и отверстиями под болтовые соединения 7. При этом уширенная емкость 6 расположена вверх дном по отношению к предварительно выровненной площадке на поверхности буримой породы 8, а ее боковые стенки снабжены равномерно расположенными отверстиями 9, предназначенными для отсасывания воздуха из под опоры. Коноидальная манжета 5, установленная на воздухоотводящем цилиндрическом насадке 4, выполнена с возможностью размещения в ней воздухоотводящего цилиндрического насадка 4 с уширенной емкостью 6, с возможностью обеспечения герметичного соединения воздуховодного трубопровода 2 с воздухоотводящим цилиндрическим насадком и с возможностью создания вакуума под опорой. Для этого коноидальная манжета выполнена с уплотнительной перемычкой 10 в верхней зауженной части, снабженной центральным отверстием 11, охватывающим верхнюю зауженную часть цилиндрического насадка, и отверстиями под болтовые соединения 7, а нижняя уширенная часть коноидальной манжеты выполнена с возможностью плотного прилегания к поверхности породы для создания вакуума.
Анкерная опора для буровой установки используется следующим образом.
1
2
1
2
1
2
Перед началом буровых работ выравнивают площадку для установки анкерного элемента 1 вакуумного типа. На силовой штанге 3 платформы буровой установки крепят воздуховодный трубопровод 2 и соединяют его с воздушным насосом (условно не показано). К нижней части воздуховодного трубопровода 2 герметично присоединяют с помощью болтовых соединений 7 анкерный элемент 1 вакуумного типа, который предварительно устанавливают на выровненную площадку на поверхности буримой породы с возможностью плотного прилегания коноидальной манжеты 5 анкерного элемента к поверхности породы 8. После включения в работу воздушного насоса и отсасывания воздуха из полости манжеты 5 и емкости 6 в них создается вакуум (разряжение). Условием для создания вакуума является обеспечение соотношения Q>Q, где Q - объемный расход воздуха через воздуховодный трубопровод 2, связывающий анкерный элемент 1 и насос; Q - объемный расход воздуха через щели между манжетой 5 анкерного элемента и поверхностью буримой породы (из-за неидеальности прилегания манжеты 5 к поверхности буримой породы). При соблюдении этого условия в анкерной опоре создается разряжение, препятствующее отрыву анкерного элемента опоры от породы. Возникающая при этом сила, препятствующая отрыву анкерного элемента от породы, пропорциональна разности (Q-Q). Противодействие анкерного элемента вакуумного типа отрыву платформы буровой установки от породы позволяет повысить максимально возможное усилие подачи бурового снаряда, ограниченное при отсутствии анкерного элемента массой буровой установки, на величину, равную силе притяжения анкерной опоры к породе. По окончании бурения после отключения воздушного насоса и перемещения воздуховодного трубопровода 2 вверх по резьбе силовой штанги 3 возможно перемещение буровой установки на новое место бурения без отсоединения анкерной опоры от силовой штанги 3 платформы буровой установки.
Таким образом, монтаж заявляемой анкерной опоры с анкерным элементом вакуумного типа в процессе подготовки буровой установки к работе менее трудоемкий, так как исключает необходимость выполнения заглублений в породе и более трудоемкую герметичную установку в заглубление анкерного элемента опоры, что упрощает эксплуатацию буровой установки по сравнению с аналогами и прототипом, и при этом также обеспечивает увеличение усилия подачи бурового става без увеличения массы буровой установки.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой анкерной опоры для буровой установки, снабженной анкерным элементом вакуумного типа, заключается в снижении трудозатрат при установке и демонтаже анкерного элемента.