СТАНОК ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Полезная модель относится к горному делу и строительству, в частности к оборудованию для бестраншейной прокладки труб в стесненных условиях под дорогами и другими инженерными сооружениями.
Известен станок для горизонтального бурения скважин типа «Грундопитшахт» фирмы «Трактотехник» (Германия). Этот станок имеет громоздкий реечный привод подачи вращателя и сложный механизм свинчивания-развинчивания буровых штанг с применением гидрозажимов. При рабочей длине буровой штанги 1 м станок имеет габариты 0,95×0,43 м, а оператору в колодце остается совсем мало места, что затрудняет его работу и снижает производительность станка.
Известен буровой станок, включающий корпус, шпиндель с патроном и установленный на корпусе механизм поворота шпинделя с гидроцилиндрами. Этот механизм снабжен траверсой, взаимодействующими между собой цилиндрическими кулачками, один из которых жестко связан с корпусом, а другой установлен на траверсе с возможностью вращения и передачей крутящего момента, а подача осуществляется гидроцилиндрами (см. патент России №1157201, Е 21 В 3/02, опубл. 23.05.1985). Однако из-за наличия траверс этот станок имеет повышенные габариты, а механизм свинчивания-развинчивания штанг довольно сложен, поэтому такой станок нельзя использовать в стесненных условиях, например, в стандартных бетонных колодцах диаметром около 1 м.
Известен, принятый за прототип, станок для горизонтального бурения скважин, содержащий станину и буровые штанги, бур, гидромотор с вращателем, шпиндель и устройство управления работой станка (см. патент России №2265121, Е 21 В 44/02, опубл. 27.11.2005). Известный станок не удобен для работы в стесненных условиях, например, в колодцах и котлованах, из-за больших продольных габаритов.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности бурения, удобства и безопасности работы и упрощения конструкции станка.
Сущность полезной модели как технического решения выражается в совокупности следующих существенных признаков.
Станок для горизонтального бурения скважин содержит станину, бур, гидромотор с вращателем, шпиндель, буровые штанги и устройство управления работой. Вращатель снабжен конической передачей, в полости которой установлен с возможностью горизонтальных перемещений шпиндель, а в нем выполнены внутренняя резьба и упорный торец, ответные наружному резьбовому наконечнику с упорным пояском первой ближайшей к шпинделю буровой штанги, в передней своей части станина имеет быстросъемный центратор, через который соосно шпинделю пропущена следующая буровая штанга, и передний ключ, ответный размеру «под ключ»
на буровой штанге, причем передний ключ шарнирно установлен на станине, вращатель выполнен реверсивным и имеет один или несколько торцевых выступов, станок снабжен ключом-обоймой с ответными торцевыми выступами, причем торцевые выступы вращателя и ключа-обоймы выполнены с возможностью взаимодействия между собой, привод подачи выполнен в виде гидроцилиндра со штоком, взаимодействующим со станиной, гидроцилиндр снаружи имеет цапфы с роликами, через которые перекинуты гибкие элементы в виде цепей, причем один конец каждой цепи закреплен на вращателе, другой - на станине, а последняя снабжена направляющими, имеющими возможность контактирования с ответными пазами вращателя.
На фиг.1 представлена схема станка для горизонтального бурения скважин в вертикальном сечении, на фиг.2 показан вид А по фиг.1, на фиг.3 - вид Б по фиг.1, на фиг.4 - изображен съемный ключ-обойма, на фиг.5 - размещение оборудования в колодце.
Станок для горизонтального бурения скважин содержит станину 1, бур 2, гидромотор 3 с вращателем 4, шпиндель 5, буровые штанги 6 и устройство управления работой 7. Вращатель 4 снабжен конической передачей 8, в полости которой установлен с возможностью горизонтального перемещения шпиндель 5, а в нем выполнены внутренняя коническая резьба 9 и упорный торец 10, ответные наружному резьбовому наконечнику 11 с упорным пояском 12 ближайшей к шпинделю 5 буровой штанги 6, в передней своей части станина 1 имеет быстросъемный центратор 13, через который соосно шпинделю 5 пропущена следующая буровая штанга 14, и передний ключ 15, ответный размеру «под ключ» на буровой штанге 14, причем передний ключ 15 шарнирно установлен на станине 1, вращатель 4 выполнен реверсивным и имеет один или несколько торцевых выступов 16, станок снабжен ключом-обоймой 17 с ответными торцевыми выступами 16, причем торцевые выступы 16 вращателя 4 и ключа - обоймы 17 выполнены с возможностью взаимодействия между собой, привод подачи выполнен в виде гидроцилиндра 18 со штоком 19, взаимодействующим со станиной 1, гидроцилиндр 18 снаружи имеет цапфы 20 с роликами 21, и через ролики 21 перекинуты гибкие элементы в видей цепей 22, причем один конец каждой цепи закреплен на вращателе 4, другой - на станине 1, а последняя снабжена направляющими 23, имеющими возможность контактирования с ответными пазами 24 вращателя 4.
Станок для горизонтального бурения скважин работает следующим образом. Перед началом работы устанавливают в колодце станок, размещают там оператора, устройство управления работой 7, кассету с буровыми штангами и пр. оборудование, закрепляют в шпинделе 5 буровую штангу 6 и далее бур 2. При включении гидромотора 3 вращатель 4 через коническую передачу 8 и шпиндель 5 начинает вращать бур 2 (маслостанция, емкость для бурового раствора и напорные шланги не показаны). По внутренним
полостям к месту бурения подается либо буровой раствор, либо воздух. Далее оператор включает подачу при помощи штока 19 гидроцилиндра 18 бур 2 перемещается вперед при движении цепей 22, при этом ход вращателя 4 равен удвоенному ходу гидроцилиндра 18. Прямолинейное движение вращателя 4 вперед и назад происходит по направляющим 23 в пазах 24.
При удлинении скважины наращивают длину штанги с буром 2. Когда штанга 6 в процессе бурения ушла вправо вперед до отказа, то осуществляется реверс вращателя 4, делают обратный ход гидроцилиндра 18 и вращателя 4 с гидромотором 3, для того, чтобы они заняли крайнее левое положение, но предварительно установив ключ-обойму 17 на размер «под ключ» буровой штанги 6, а шпиндель 5 вывертывают из резьбового наконечника 11 штанги 6. В связи с тем, что диаметр внутреннего упорного торца 10 меньше диаметра упорного пояска 12, то вначале отвернется резьба шпинделя 5, а ключ-обойма 17 при этом расцепляется с вращателем 4. Затем в освободившееся место вставляют другую буровую штангу 2, взятую из кассеты со штангами.
Когда отверстие пробурено, при обратном ходе бура можно использовать расширители (не показано) для увеличения диаметра скважины. В этом случае центратор 13 заменяют на другой большего диаметра для пропуска расширителя. Через это же отверстие вовнутрь колодца затягивается труба, следующая за расширителем.
Данная конструкция бурильного станка обеспечивает минимальный поперечный габарит (ширину) и исключает возможность попадания одежды оператора в движущиеся его части, что делает работу на станке более удобной и безопасной по сравнению с аналогами.