БУРОВОЙ КОМПЛЕКС

Полезная модель относится к буровой технике и может быть использовано в строительстве для бурения круглых скважин в грунте под железобетонные опоры, набивные сваи и т.д., а также для бурения наклонных и горизонтальных скважин средней протяженности.
В настоящее время как в отечественной, так и в зарубежной практике наблюдается тенденция создания малогабаритного мобильного бурового оборудования, обусловленная большим объемом проведения выработок малых площадей сечений, особенно в горных местах и местах со сложным рельефом, где невозможно установить обычную крупногабаритную буровую технику.
При этом одной из основных задач при разработке малогабаритного мобильного бурового оборудования является создание сборно-разборных буровых комплексов с возможностью установки автономных от транспортной базы буровых вышек, при одновременном создании малогабаритных устройств для установки буровых вышек в рабочее положение.
Выставку буровой вышки из транспортного положения в рабочее положение принято называть горизонтированием, а устройства, обеспечивающие данную выставку, принято называть устройствами горизонтирования.
Одним из основных требований к таким устройствам является обеспечение требуемой точности и оперативности горизонтирования буровой вышки с расположенным на ней буровым инструментом, при одномременном обеспечении минимизации их габаритов, снижении веса, обеспечении возможности оперативной сборки-разборки их основных узлов с возможностью автономной установки буровой вышки.
Известно устройство для бурения скважин, содержащее базовую машину со стрелой, буровую мачту с рабочим органом, при этом стрела базовой машины имеет механизм стыковки мачты с данной стрелой, а мачта выполнена с возможностью ее раздельной установки от стрелы (Патент РФ ИЗ №2041334, Е 21 В 7/24; 1995 г.).
В данном устройстве для бурения скважин за счет обеспечения раздельной установки буровой мачты от стрелы повышена производительность труда за счет использования стрелы для разгрузки строительных материалов и установки их в скважины. Однако данное устройство имеет достаточно большие габариты, а также большой вес, что не позволяет использовать данный агрегат в труднодоступных местах, и местах со сложным рельефом местности.
Кроме того, его устройство горизонтирования не обеспечивает достаточную точность установки буровой вышки в рабочее положение.
Известна также мобильная буровая установка, содержащая транспортную базу с размещенной на ней в транспортном положении буровой мачтой с рабочим инструментом, при этом буровая мачта закреплена на транспортной базе посредством устройства горизонтирования с консольной платформой, буровая мачта выполнена съемной, и имеет три ловителя типа крюк-петля для ориентации и фиксации буровой мачты, основание которой снабжено как минимум четырьмя
опорами, закрепленными с возможностью поворота и фиксации в рабочем и транспортном положении (Патент РФ ИЗ №2190076, Е 21 В 7/02, 2002 г.)
Данная мобильная буровая установка выбрана в качестве прототипа.
Конструктивное выполнение данной мобильной буровой установки позволяет устанавливать несколько буровых мачт, используя одну транспортную базу, однако установка буровой мачты может быть обеспечена только в непосредственной близости от транспортной базы, что не позволяет использовать данную установку для работы в труднодоступных местах, и местах со сложным рельефом местности.
Значительные габариты и вес устройства горизонтирования и основания буровой мачты данной установки также не позволяют использовать данную установку в горных местах и местах со сложным рельефом, что сужает ее сферу применения.
Кроме того, конструкция устройства горизонтирования данной установки не позволяет с достаточной точностью и оперативностью осуществлять горизонтирование буровой мачты.
Техническим результатом настоящей полезной модели является уменьшение времени монтажа-демонтажа бурового комплекса при одновременном расширении сферы его применения за счет обеспечения его установки в труднодоступных местах, и местах со сложным рельефом местности, а также уменьшение его веса и габаритов, повышение точности, и обеспечение оперативности горизонтирования.
Задачей настоящей полезной модели является создание малогабаритного самоходного бурового комплекса, выполненного в виде сборно-разборной конструкции с возможностью установки его в труднодоступных местах, и местах со сложным рельефом местности, при одновременном обеспечении точности и оперативности горизонтирования буровой мачты.
Указанная выше задача решена за счет того, что в буровом комплексе, содержащем транспортную базу с размещенной на ней в транспортном положении по меньшей мере одной буровой мачтой, которая имеет средство для установки бурового инструмента, буровая мачта закреплена на транспортной базе посредством устройства горизонтирования, при этом имеется автономное устройство горизонтирования, а буровая мачта выполнена с возможностью ее съема с транспортной базы и установки на месте бурения при помощи автономного устройства горизонтирования, при этом буровой комплекс представляет собой сборно-разборную конструкцию, в которой по меньшей мере буровая мачта, устройство горизонтирования, и автономное устройство горизонтирования имеют посадочные места для крепления между собой посредством фиксаторов точной посадки.
Предпочтительно, чтобы каждый фиксатор точной посадки был выполнен съемным, и содержал болт, установленный в одном из скрепляемых элементов, с закрепленной на нем гайкой, на торце которой имеется выпуклая посадочная поверхность, при этом другой скрепляемый элемент содержал посадочное место, представляющее собой шайбу с ответной вогнутой посадочной поверхностью и боковой прорезью для размещения ножки болта.
Целесообразно, чтобы устройство горизонтирования содержало лафет, имеющий по меньшей мере одно посадочное место для крепления с буровой мачтой посредством фиксатора точной посадки, гидроротор, закрепленный на транспортной базе, и выполненный с возможностью углового поворота в разные стороны от продольной оси транспортной базы, подвижную каретку с выносными консолями, закрепленную с возможностью продольного перемещения на гидророторе, осевое сочленение, один конец которого установлен на каретке, а другой закреплен на
подвижном роторе, размещенном на лафете, при этом имеются четыре гидрорукава, выполненные с возможностью регулировки их длины, первый из которых одним концом установлен на гидророторе, а другим на конце каретки вблизи осевого сочленения, второй одним концом установлен на лафете, а другим на подвижном роторе, при этом одни концы третьего и четвертого гидрорукавов установлены на консолях каретки, а их другие концы закреплены на лафете.
Желательно, чтобы автономное устройство горизонтирования содержало лафет, имеющий по меньшей мере одно посадочное место для крепления с буровой мачтой посредством фиксатора точной посадки, три лапы, каждая из которых установлена на тарельчатой опоре, и три линейных актуатора, выполненных с возможностью регулирования их длины, при этом один конец каждого из линейных актуаторов был жестко закреплен на соответствующей лапе, а другой конец каждого актуатора был закреплен на лафете, при этом по меньшей мере одна из лап имела телескопическое соединение, выполненное с возможностью изменения его длины.
Целесообразно, чтобы буровой комплекс содержал по меньшей мере одну дополнительную буровую мачту, имеющую по меньшей мере одно посадочное место для крепления с автономным устройством горизонтирования посредством фиксатора точной посадки, выполненную с возможностью ее автономной от транспортной базы установки на автономном устройстве горизонтиорования.
Предпочтительно, чтобы буровой комплекс содержал мачту лебедки для перемещения грузов, имеющую по меньшей мере одно посадочное место для установки ее в верхней части буровой мачты посредством фиксаторов точной посадки.
Целесообразно, чтобы в качестве транспортной базы буровой комплекс содержал гусеничный минитранспортер, многоосное шасси, или другое аналогичное транспортное средство.
Желательно, чтобы лафет имел в нижней части упор.
Приведенное выше конструктивное выполнение бурового комплекса позволило значительно уменьшить его вес и сократить габариты, что обеспечило возможность его использования на малых площадях, в горных местах и местах со сложным рельефом при одновременном обеспечении высоких параметров бурения, в частности глубины бурения и диаметра бурения.
Кроме того, выполнение бурового комплекса в виде сборно-разборной конструкции с посадочными местами и использованием съемных фиксаторов точной посадки обеспечило возможность быстрой разборки бурового комплекса, в частности съема с транспортной базы буровой мачты, доставки ее к труднодоступному месту бурения на небольшом транспортном средстве или вручную, и установки ее при помощи автономного устройства горизонтирования на данном месте бурения.
Для более подробного раскрытия настоящей полезной модели далее приводится описание конкретных возможных ее вариантов исполнения с соответствующими чертежами.
Фиг.1 - общий вид бурового комплекса, выполненного согласно полезной модели.
Фиг.2 - общий вид буровой мачты, установленной на автономном устройстве горизонтирования с увеличенным фрагментом соединения при помощи посадочного места и фиксатора точной посадки, выполненных согласно полезной модели.
Фиг.3 - вид сверху на буровую мачту, установленную на автономном устройстве горизонтирования, выполненный согласно полезной модели.
Фиг.4 - общий вид фиксатора точной посадки, выполненного согласно полезной модели.
Буровой комплекс (см. Фиг.1, 2) содержит буровую мачту 1, с размещенным на ней средством 2 для установки бурового инструмента. Буровая мачта 1 размещена на транспортной базе 3, в качестве которой может использоваться гусеничный минитранспортер, многоосное шасси, или другое аналогичное транспортное средство. Между транспортной базой 3 и буровой мачтой 1 расположено устройство горизонтирования 4 буровой мачты 1, которое устанавливает буровую мачту 1 из транспортного положения в рабочее положение и обеспечивает точную установку буровой мачты 1 на месте бурения. Устройство горизонтирования 4 с одной стороны закреплено на транспортной базе 3 при помощи гидроротора 5, а с другой стороны - на буровой мачте 1 при помощи фиксаторов точной посадки 6, которые установлены в посадочных местах 7 на лафете 8 устройства горизонтирования 4 и буровой мачте 1.
В предпочтительном варианте выполнения фиксаторы точной посадки 6 содержат (См. Фиг.3) болт 9, с закрепленной на нем гайкой 10, на торце которой имеется выпуклая посадочная поверхность, при этом другой скрепляемый элемент содержит посадочное место 7, представляющее собой шайбу 11 с ответной вогнутой посадочной поверхностью и боковой прорезью 12 для размещения ножки болта 9. В одном из посадочных мест 7 заранее устанавливают фиксатор точной посадки 6 с болтом 9 и гайкой 10, и для осуществления прочного соединения необходимо просто надеть на болт соединяемую деталь с посадочным местом 7, после чего затянуть гайку 10.
Такое соединение при помощи фиксаторов точной посадки 6 значительно упрощает процесс монтажа-демонтажа бурового комплекса, и позволяет без
подготовительных работ произвести съем буровой мачты 1 бурового комплекса для установки ее в труднодоступном для транспортной базы 3 месте, на значительном расстоянии от транспортной базы 3, например на склонах крутизной 45 градусов, в подвалах с высотой потолка от пола от 2 метров, везде, где нет возможности применить крупногабаритную буровую технику.
В данном случае буровая мачта 1 устанавливается на автономном устройстве горизонтирования 16, которое позволяет точно и оперативно установить буровую мачту 1 в рабочее состояние в труднодоступном месте на значительном расстоянии от транспортной базы 3.
В предпочтительном варианте выполнения устройство горизонтирования 4 содержит лафет 8 с по меньшей мере одним посадочным местом 7 для крепления с буровой мачтой 1, а также гидроротор 5, закрепленный на транспортной базе 3, и выполненный с возможностью углового поворота на 125° в разные стороны от продольной оси транспортной базы 3, подвижную каретку 12 с выносными консолями, закрепленную с возможностью продольного перемещения на гидророторе 5, осевое сочленение 13, один конец которого установлен на каретке 12, а другой закреплен на подвижном роторе 14, размещенном на лафете 8, при этом имеются четыре гидрорукава 15, выполненные с возможностью регулировки их длины, первый из которых одним концом установлен на гидророторе 5, а другим на конце каретки 12 вблизи осевого сочленения 13, второй одним концом установлен на лафете 8, а другим на подвижном роторе 14, при этом одни концы третьего и четвертого гидрорукавов 15 установлены на консолях каретки 12, а их другие концы закреплены на установочном лафете 8.
В предпочтительном варианте выполнения автономное устройство горизонтирования 16 (См. Фиг.4) содержит лафет 8, имеющий по меньшей мере
одно посадочное место 7 для крепления с буровой мачтой 1 посредством фиксатора точной посадки 6, три лапы 17, каждая из которых установлена на тарельчатой опоре 18, и три линейных актуатора 19, выполненных с возможностью регулирования их длины, при этом один конец каждого из линейных актуаторов жестко закреплен на соответствующей лапе 17, а другой конец каждого актуатора 19 закреплен на лафете 8, при этом по меньшей мере одна из лап 17 имеет телескопическое соединение 20, выполненное с возможностью изменения его длины.
Для бурения скважин средней глубины от 9 до 30 метров на буровой мачте 1 может быть установлена мачта лебедки 21 для перемещения грузов, имеющая по меньшей мере одно посадочное место 7 (На Фиг.1 условно не показано) для установки ее в верхней части буровой мачты 1 посредством фиксаторов точной посадки 6.
Мачта лебедки 21 имеет регулируемый угол наклона, и в собранном состоянии имеет высоту от земли до ее верхней точки около 5,5 метров, с учетом того, что высота буровой мачты 1 составляет 2 метра, что позволяет устанавливать в скважину металлокаркас длиной до 10 метров, и весом до 500 кг.
Мачта лебедки 21 позволяет устанавливать рабочий инструмент, в частности шнеки для бурения, в средство 2 для установки бурового инструмента, а также производить разгрузку строительных материалов и устанавливать их в скважины, что значительно увеличивает производительность труда бурового комплекса.
Кроме того, буровой комплекс кроме съемной буровой мачты 1 может иметь по меньшей мере одну дополнительную буровую мачту 21 (См. Фиг.2), которая может быть установлена на автономном устройстве горизонтирования 16 в труднодоступном для транспортной базы 3 месте, которе может быть расположено на большом расстоянии от транспортной базы 3. В данном случае не требуется съема
буровой мачты 1 с транспортной базы 3, и буровые работы могут вестись сразу в нескольких местах, как с использованием буровой мачты 1, так с использованием и дополнительных буровых мачт 21, установленных на автономных устройствах горизонтирования 16.
Дополнительная буровая мачта 21 может иметь по меньшей мере одно посадочное место 7 для крепления с автономным устройством горизонтирования 16 посредством фиксатора точной посадки 6.
Для более надежной фиксации буровой мачты 1 и дополнительной буровой мачты 21 на месте бурения лафет 8 устройства горизонтирования 4 автономного устройства горизонтирования 16 имеет упор 22, выполненный в виде шипа.
Работа бурового комплекса осуществляется следующим образом.
В транспортном положении буровая мачта 1 и по меньшей мере одна дополнительная буровая мачта 21 находятся в горизонтальном положении на транспортной базе 3.
Транспортная база 3 подъезжает к месту бурения задним ходом, и если удается достаточно близко подъехать к скважине для бурения, то производится вывешивание буровой мачты 1 при помощи устройства горизонтирования 4. В данном случае два гидрорукава 15, установленные на подвижной каретке 12 и лафете 8 устанавливаются на полный ход, то есть на максимальную их длину, в результате чего буровая мачта 1 устанавливается в вертикальное рабочее положение. После чего при помощи регулировки всех четырех гидрорукавов 15 происходит горизонтирование буровой мачты 1, то есть более точная установка ее на месте скважины под определенным углом бурения.
В случае необходимости на буровую мачту 1 устанавливают мачту лебедки 21 при помощи фиксаторов точной посадки 6, установленных в посадочных местах.
Если транспортная база 3 не может близко подъехать к месту бурения, то в данном месте бурения может быть установлена дополнительная буровая мачта 21 на автономном устройстве горизонтирования 16, при этом монтаж осуществляется достаточно оперативно при помощи фиксаторов точной посадки 6.
В данном случае вывешивание дополнительной буровой мачты 21 происходит за счет выдвижения на полный ход линейных актуаторов 19 автономного устройства горизонтирования 16, после чего за счет регулиования длины линейных актуаторов 19, а также телескопического соединения 20 происходит горизонтирование, более точная установка дополнительной мачты 21 на буровую скважину, и установка ее под определенным углом бурения.
В случае, когда все дополнительные буровые мачты 21 использованы, возможен съем буровой мачты 1 с транспортной базы 3 при помощи фиксаторов точной посадки 6, и установка ее в трудно доступном месте бурения на автономном устройстве горизонтирования 16 при помощи фиксаторов точной посадки 6.
Таким образом конструктивное выполнение бурового комплекса позволило значительно уменьшить его вес и сократить габариты, что обеспечило возможность его использования на малых площадях, в горных местах и местах со сложным рельефом при одновременном обеспечении высоких параметров бурения, в частности глубины бурения и диаметра бурения.
Кроме того, выполнение бурового комплекса в виде сборно-разборной конструкции с посадочными местами и использованием съемных фиксаторов точной посадки обеспечило возможность быстрой разборки бурового комплекса, в частности съема с транспортной базы буровой мачты, доставки ее к труднодоступному месту бурения на небольшом транспортном средстве или
вручную, и быстрой и точной установки ее при помощи автономного устройства горизонтирования на данном месте бурения.
Как очевидно специалистам в данной области техники, данную полезную модель легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данной полезной модели.
При этом, настоящие варианты осуществления необходимо считать иллюстративными, а не ограничивающими, при этом объем полезной модели представлен его формулой, и предполагается, что здесь включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данной полезной модели.