БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Предложение относится к технике бурения скважин, преимущественно к сверхлегким, легко переносимым буровым станкам и может быть использовано при бурении скважин на глубину до 100 м.
Известна легкая передвижная шлангокабельная буровая установка, включающая смонтированные на платформе автомобиля буровую мачту, шлангоприемник со шлангокабелем, погружной забойный двигатель, насос (см. патент США N4971162, кл. Е21В 4/20, 1990).
Известна легкая передвижная буровая шлангокабельная установка, смонтированная на платформе автомобиля, которая включает установленные на платформе мачту, шлангоприемник со шлангокабелем, самовсасывающий центробежный насос, забойный двигатель с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости (Рошаль Э.Е., Амелин Б.А. и др. Механизация и автоматизация спуско-подъемных операций. ОНТИ ВИТР. Л., 1969, с.82-83).
Известные установки предназначены для бурения скважин способом прямой промывки. При бурении этим методом в качестве промывочной жидкости в основном используется глинистый раствор. Бурение скважин различного целевого назначения осуществляется малыми диаметрами с использованием в качестве забойных двигателей с электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом.
Недостатками известных легких передвижных установок шлангокабельного бурения являются возможность бурения скважин малого диаметра методом прямой промывки, значительная глинизация водосодержащих пород при бурении скважин на воду, а также необходимость обеспечения промывочной жидкостью и загрязнение окружающей территории разрыхленной породой за счет подачи ее на поверхность.
Известна легкая передвижная установка шлангокабельного бурения на глубину до 100 м, содержащая установленные на шасси мачту, лебедки, шлангоприемник со шлангокабелем, самовсасывающий центробежный насос, забойный двигатель с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости, дополнительно снабженная установленными, на упомянутом шасси электрогенератором и спаренным с вакуумным центробежным насосом (см. патент РФ №2122099, МПК 6 Е21В 7/02, 1998 г.)
Недостатком данной установки является использование чистой воды для обратной промывки при бурении и загрязнение окружающей территории разрыхленной породой за счет подачи ее на поверхность. Кроме того, данная установка может транспортироваться только с использованием большегрузного автомобиля.
Известна буровая установка ГБ-50, которая состоит из: мотора, редуктора, разборной рамы, буровых штанг с муфтами, буров, вертлюга, системы электрооборудования, лебедки для опускания и подъема рабочих частей. Бурение скважин на воду с использованием мобильной установки ГБ-50 осуществляется оборотной водой. После сборки установки, рядом с ней выкапываются две связанных ямы в земле объемом около 0,2 кубометра. Первая яма связана с местом бурения, а вторая - с первой. Обе ямы заполняются водой, во вторую яму опускается мотопомпа для грязной воды. Далее мотопомпа подключается к установке, а та в свою очередь - к сети 220 вольт. После включения установки буровые штанги начинают крутиться, оператор опускает лебедкой рабочие органы. Внутри буровых штанг в это время проходит вода и через отверстия в буре вымывает почву снаружи буровых штанг на поверхность и выводит ее в первую яму. Здесь оседают более крупные части грунта, а более чистая вода идет во вторую яму, откуда при помощи мотопомпы направляется обратно в скважину. (см. http://content.mail.ru/arch/78445/3199868.html и http://www.naturlich.ru/nauka/2008/t0719-1.html) Данное решение принято за прототип.
Недостатком данной установки является использование чистой воды для обратной промывки при бурении и загрязнение окружающей территории разрыхленной породой за счет подачи ее на поверхность.
Задача, решаемая полезной моделью - создание мобильной малогабаритной установки, не требующей подвода воды для промывки скважины и обеспечение экологической безопасности, выполнение бурения скважины без загрязнения окружающей территории.
Поставленная задача решается за счет того, что в известной буровой установке, содержащей мотор, редуктор, разборную раму, буровые штанги с муфтами, буры, систему электрооборудования, лебедку для опускания и подъема рабочих частей, в соответствии с полезной моделью установка снабжена устройством, обеспечивающим создание вакуума (разрежения) и соединенным посредством шлангов с буром, и герметичной емкостью для приема разрыхленной породы.
Емкость и устройство, обеспечивающее создание вакуума (разрежения), соединены между собой посредством шланга.
Технический результат от использования всей совокупности существенных признаков такого нового технического решения заключается в том, что возможно осуществлять бурение без подвода воды для промывки скважины, и обеспечена экологическая безопасность, за счет бурения скважины без загрязнения окружающей территории.
Наличие в буровой установке устройства, обеспечивающего создание вакуума и соединенного посредством шлангов с буром, позволяет осуществлять бурение без подвода воды для промывки скважины. При этом обеспечена экологическая безопасность, за счет бурения скважины без загрязнения окружающей территории, поскольку разрыхленная буром порода поднимается из скважины за счет создаваемого устройством (например, вакуум-насосом) разрежения.
Наличие герметичной емкости, в которой оседает разрыхленная буром и поднятая из скважины за счет разрежения порода, обеспечивает соблюдение необходимых требований по сохранению окружающей территории. Указанную емкость можно освобождать от накопленной породы в любое необходимое время, сортируя при этом породу в зависимости от ее качества и используя для различных целей.
Всю буровую установку затем можно транспортировать в багажнике легкового автомобиля.
Фиг.1 - общий вид буровой установки.
Буровая установка содержит: мотор с редуктором 1, буровые штанги 2 с муфтами, бур 3, лебедку для опускания и подъема рабочих частей (лебедка на установке условно не показана). Буровая установка снабжена устройством 4 (например, вакуум-насосом), обеспечивающим создание вакуума (разрежения) и соединенным посредством шлангов 5 с буром 3. Шланги 5 присоединены к буровым штангам 2 посредством сальникового устройства. Установка также снабжена герметичной емкостью 6 для приема разрыхленной породы. Емкость 6 и устройство 4, обеспечивающее создание вакуума (разрежения) в зоне бурения, соединены между собой посредством шланга 7. Шланг 7 снабжен фильтром 8, обеспечивающим очистку воздуха, поступающего в устройство 4, от мелкодисперсной пыли, что предотвращает выход устройства 4 из строя.
Буровая установка работает следующим образом. Процесс бурения скважин вручную сопровождается бурением с применением буровой вышки (условно не показана) и буровой колонки, состоящей из буровых штанг 2, соединенных с буром 3. С помощью буровой вышки над точкой бурения подвешивают лебедку, посредством которой опускают буровую колонку. Буровую вышку делают в виде треноги. Между двумя ногами треноги закрепляют лебедку.
Посредством системы электрооборудования включается бур 3, который приходит во вращение. За счет уменьшения скорости перемещения бура 3 уменьшают фракцию измельчения породы, что позволяет использовать для удаления измельченной породы разреженный воздух. Одновременно через шланги 5 у наконечника бура 3 устройством 4 создается разрежение. С помощью полученного разрежения, разрыхленную породу засасывают и вместе с воздухом подают по шлангам 5 в герметичную емкостью 6 для приема разрыхленной породы. На входе шланга 7, соединяющего герметичную емкость 6 с устройством 4, обеспечивающим создание вакуума (разрежения) установлен сетчатый фильтр 8 для предотвращения попадания частиц породы в устройство 4. Забуривание, как правило, продолжают до окончания прохода сухого слоя породы. Далее водоносный слой и участок до водонапорного слоя проходят с помощью другого инструмента.
После заполнения герметичной емкости 6, в которой оседает разрыхленная буром и поднятая из скважины за счет разрежения порода, емкость можно освобождать от накопленной породы в любое необходимое время. При этом есть возможность сортировать породу в зависимости от ее качества, используя ее для различных целей.
Всю буровую установку затем можно разобрать на отдельные элементы и транспортировать в багажнике легкового автомобиля.
Устройство может быть собрано из известных элементов, используемых в настоящее время для гидробурения.
Буровая установка мобильна, недорога в изготовлении, проста в использовании и может быть применена в том случае, когда затруднен доступ мотоустановок для бурения скважин.
Буровая установка прошла испытания в полевых условиях и показала высокую эффективность бурения в сухих породах.