БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к передвижным буровым установкам, и может быть использована для бурения скважин в твердой породе.
Известна передвижная буровая установка, предназначенная для бурения поисково-разведочных скважин на твердое полезное ископаемое, имеющая основание с установленным на нем буровым оборудованием (Патент РФ №2351733; Заявл. 28.08.2007).
Недостатком данного устройства является то, что усилие подачи бурового става ограничивается массой буровой установки.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является буровая установка, предназначенная для бурения и ремонта скважин, имеющая транспортную базу в виде тягача с полуприцепом, на раме которого закреплена платформа с установленным на ней буровым оборудованием (Патент РФ №2213194; Заявл. 23.01.2002).
Недостатком данного устройства является то, что усилие подачи бурового става ограничивается массой буровой установки.
Задачей данного устройства является увеличение усилия подачи бурового става, не прибегая к увеличению массы буровой установки, а так же снижение массогабаритных показателей установки и регулирование процесса бурения.
Достигается это тем, буровая установка, содержащая платформу, снабженная мачтой, буровым снарядом, дизель-электростанцией, согласно техническому решению, платформа оборудована двумя закрепленными на ней анкерными устройствами фрикционного типа, расположенными в одной вертикальной плоскости с буровой мачтой по разные стороны от мачты, которая снабжена двумя многофазными асинхронными инверторными электроприводами с комбинированным частотно-фазнополюсным управлением - линейным приводом подачи и приводом вращения бурового става, которые взаимосвязаны с преобразователем частоты, и с блоком управления.
Оснащение платформы двумя анкерными устройствами фрикционного типа, установленными в одной вертикальной плоскости с буровой мачтой по разные стороны от мачты, и крепление с их помощью буровой установки к породе позволяет создавать противодействующее усилие, препятствующее отрыву платформы буровой установки от породы при подаче бурового снаряда в забой, а тем самым - повышать максимально возможное усилие подачи бурового става, ограниченное при отсутствии анкерных устройств массой буровой установки, на величину, равную суммарной силе сцепления обоих анкерных устройств с породой.
Снижение массогабаритных показателей буровой установки и управление процессом бурения достигается за счет использования двух многофазных асинхронных инверторных электроприводов с комбинированным частотно-фазнополюсным управлением - линейного привода подачи, создающего усилие подачи бурового снаряда в забой, и привода вращения бурового става, создающего крутящий момент бурового снаряда, и исключения из конструкции установки канатно-полиспасной системы подачи и понижающего редуктора, передающего крутящий момент буровому снаряду.
Применение регулируемых электроприводов подачи и вращения бурового става позволяет изменять скорость и усилие подачи, а также скорость и момент вращения бурового снаряда, и тем самым - регулировать процесс бурения.
Комбинированное частотно-фазнополюсное управление многофазными асинхронными инверторными электроприводами производится блоком управления буровой установки за счет изменения частоты и последовательности переключения управляемых полупроводниковых вентильных элементов (например, силовых транзисторов) инвертора, входящего в состав преобразователя частоты со звеном постоянного тока, от которого осуществляется электропитание фазных обмоток статоров двигателей названных асинхронных электроприводов. Использование в качестве названных электромеханических систем многофазных асинхронных инверторных электроприводов с комбинированным частотно-фазнополюсным управлением обусловлено тем, что системы этого типа обладают наименьшими массогабаритными показателями и максимальным КПД среди регулируемых асинхронных электроприводов (Бражников А.В., Пантелеев В.И., Довженко Н.Н. Фазно-полюсное управление многофазными асинхронными инверторными электроприводами // Электрика, №3, 2005, с.22-27).
Изложенная сущность поясняется графически на Фиг.1 и Фиг.2.
Где 1 - анкерные устройства фрикционного типа, 2 - платформа, 3 - буровая мачта, 4 - многофазный асинхронный инверторный электропривод вращения бурового става, 5 - многофазный асинхронный инверторный электропривод подачи бурового става, 6 - дизель-электростанция, 7 - преобразователь частоты, 8 - буровой снаряд, 9 - блок управления.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом буровых работ установку с помощью анкерных устройств фрикционного типа 1, установленных на платформе 2 в одной вертикальной плоскости с буровой мачтой 3, крепят к породе в заранее подготовленных в ней углублениях. После закрепления платформы 2 в породе и подключения обоих многофазных асинхронных инверторных электроприводов 4, 5 к дизель-электростанции 6 через преобразователь частоты 7, электроприводом вращения бурового става 4 создается крутящий момент бурового снаряда 8, а линейным электроприводом 5 - усилие подачи бурового снаряда 8, регулирование усилия подачи и крутящего момента осуществляется с помощью блока управления 9. Начинается процесс бурения, при котором возникает усилие, направленное на отрыв платформы 2 буровой установки от породы, чему препятствуют анкерные устройства 1. Противодействие анкерных устройств 1 отрыву платформы 2 буровой установки от породы позволяет повысить максимально возможное усилие подачи бурового снаряда 8, ограниченное при отсутствии анкерных устройств массой буровой установки, на величину, равную суммарной силе сцепления обоих анкерных устройств с породой.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в увеличение усилия подачи бурового става, не прибегая к увеличению массы буровой установки, за счет того, что платформа буровой установки крепиться к породе двумя анкерными устройствами фрикционного типа, создавая противодействующее усилие, препятствующее отрыву платформы буровой установки от породы при подаче бурового снаряда в забой, а так же снижение массогабаритных показателей установки и регулирование процесса бурения за счет использования двух многофазных асинхронных инверторных электроприводов с комбинированным частотно-фазнополюсным управлением, что позволяет исключить из конструкции установки канатно-полиспасной системы подачи и понижающего редуктора.