ПЕРЕХОДНИК ВРАЩАТЕЛЯ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение касается строительства, а конкретно конструкции переходников вращателей буровых установок, для крепления обсадных колонн или бура.
Известна конструкция по авторскому свидетельству бывшего СССР №729307, опубликованного 25.04.80 г. в Бюллетене №15, в котором описано устройство для стыковки и монтажа длинномерных строительных конструкций, преимущественно свай-оболочек (обсадных колонн), содержащее установленные на концах конструкций, которые стыкуются, разъемные хомуты с зажимными элементами. На одном из хомутов установлены ограничители в виде винтовых пар и направляющих штырей, а на другом выполнены центровальные отверстия под штыри и опорные фланцы, которые контактируют с ограничителями.
Общими существенными признаками, является то, что стыковка обсадной колонны, которая углубляется для изготовления фундаментной сваи, выполнена разъемной с использованием штырей и центрующих отверстий.
Недостатками известной конструкции, является увеличение сечения обсадной колонны в месте стыковки, сложность конструкции хомутов, повышенная опасность срезания хомута, или его элементов при работе в твердом грунте и невозможность вытянуть обсадную колонну для повторного использования.
Наиболее близкая известная конструкция, описана в декларационном патенте Украины №49323, опубликованном 16.09.2002 г. в Бюллетене №9, в котором описана буровая установка, которая состоит из базового автомобиля и установленной на нем мачты с кондуктором, которая отклоняется и к которой подвижно присоединен вращатель со шнековым буром, а также механизм движения вращателя. Механизм выполнен в виде гидроцилиндра,
шток которого прикреплен к вращателю, а гильза - к верхнему концу мачты, при этом шнековый бур соединен с очистителем на мачте и оборудован штангой, размещенной в полости трубы шнека с возможностью раздвигания и фиксации с помощью одного пальца (штыря), который соединяет штангу с трубой шнекового бура, или соединяет шнековый бур с вращателем, имеет длину большую диаметра внешней детали в месте соединения и проходит насквозь через элементы соединения.
Общими существенными признаками, является то, что переходник вращателя буровой установки имеет разъемные соединения и цилиндрическую деталь для подсоединения обсадной колонны или бура разъемным соединением с помощью штыря.
Недостатками является ненадежность соединения, создающая угрозу невозможности вытянуть для повторного использования детали, так как палец один и имеет длину, которая превышает диаметр внешней детали в месте крепления, недостаточная, при такой конструкции, возможность как для пальца, так и проушин выдержать рабочую нагрузку, так как имеется недостаточное сечение элементов крепления и повышенная концентрация сил от рабочей нагрузки.
Целью изобретения является обеспечение максимально возможной прочности конструкции и распределение нагрузки в узлах крепления обсадной колонны или бура за счет новой конструкции, уменьшение металлоемкости деталей, повышение технологичности изготовления, надежности и удобства в пользовании при эксплуатации.
Переходник вращателя буровой установки, для крепления обсадной колонны или бура выполнен с возможностью заглубления ввинчиванием, согласно изобретению, включает верхнюю часть в которую входит круглая плита, на которой установлен кронштейн, в котором вварены радиально втулки со сквозными соосными отверстиями и опорные круглые пластины, расположенные параллельно плоскости плиты. В плите сделана кольцевая
проточка, в которую с другой стороны заведена и закреплена сваркой цилиндрическая гнутая из листа и сваренная по длине образующей деталь, к нижней части которой приварено цельное кольцо, с четырьмя равномерно расположенными отверстиями, в которые вставлены и приварены наварыши со сквозными радиально расположенными отверстиями. Место сварки гнутой детали и приварного кольца между собой подкреплено кницами, к которым приварены пластины, на которые установлены фиксаторы штырей. Штыри с возможностью осевого и вращательного перемещения вставлены в отверстия наварышей, и имеют приварной рычаг и стопорную деталь, с возможностью сцепления с упорами фиксаторов разнесенными в осевом направлении. На рабочем конце штырь сделан гладким и имеет коническую форму. Также по нижнему контуру кольца в его стенке сделаны равномерно расположенные вырезы от нижней кромки кольца, в которые вставлены приварные детали с пазом, расположенным вниз, а вдоль нижней кромки образующей приварного кольца приварены детали из прямоугольного прутка, которые приварены и к приварным деталям с пазом.
При необходимости крепления обсадной колонны или бура, штыри и пазы приварных деталей имеют возможность входить в зацепление с отверстиями и выступами на обсадной колонне или буровой штанге. Все детали переходника выполнены из низколегированной сварочной стали, а штыри из легированной стали.
В отличие от прототипа, признаками существенными во всех случаях является то, что цилиндрический переходник вращателя включает верхнюю часть, в которую входит круглая плита, на которой установлен кронштейн, в котором вварены соосные втулки со сквозными соосными отверстиями, с другой стороны круглой плиты сделана кольцевая проточка в которую заведена и закреплена сваркой цилиндрическая гнутая из листа сварная деталь, к нижней части которой приварено кольцо, с четырьмя равномерно расположенными отверстиями, в которых приварены наварыши со
сквозными радиальными отверстиями, в которые вставлены, с возможностью осевого и вращательного перемещения и фиксации, штыри, а около каждого отверстия установлены фиксаторы штырей, с которыми имеют возможность входить в зацепление стопоры штырей, штыри сделаны гладкими и имеют коническую форму на рабочем торце, по нижнему контуру кольца сделаны равномерно расположенные вырезы в которых закреплены приварные детали с пазом расположеным вниз, вдоль нижней кромки образующей приварного кольца приварены детали из прямоугольного прутка.
Признаками существенными в отдельных случаях является то, что место сварки гнутой детали с приварным кольцом подкреплено кницами, к которым приварены пластины, на которые установлены фиксаторы штырей, которые имеют два упора разнесенные в осевом направлении. Также на кронштейне, в котором вварены радиально втулки со сквозными соосными отверстиями, установлены опорные элементы и расположены параллельно плоскости плиты.
Также то, что на штырях с одного конца приварены рычаги. Благодаря описанному решению:
- обеспечена максимально возможная прочность конструкции, за счет распределения нагрузки в узлах крепления к переходнику обсадной колонны или бура;
- уменьшена металлоемкость деталей, за счет распределения нагрузки в узлах соединения;
- повышена надежность и удобство в пользовании при эксплуатации, так как несколько штырей, которые неглубоко заходят в элементы крепления, позволяют легко отсоединить буровую штангу или обсадную колонну от переходника, а дополнительные приварные детали берут на себя часть основной нагрузки - вращательный момент.
На фиг.1 изображен главный вид переходника в сборе;
На фиг.2 изображен вид сверху на переходник;
На фиг.3 изображено сечение А-А;
На фиг.4 изображен. Вид Б;
На фиг.5 изображено сечение В-В;
На фиг.6 изображен переходник с закрепленной обсадной колонной.
На фиг.7 изображено сечение Г-Г, фиксации обсадной колонны к переходнику.
Переходник вращателя буровой установки, согласно изобретения, включает верхнюю часть, в которую входит круглая плита из стального листа 1, на которой установлен кольцевой кронштейн 2 в котором вварены втулки 3, имеющие сквозные соосные отверстия, и опорные, круглой формы, элементы 4. В плите 1 сделана кольцевая проточка, в которую с другой стороны заведена и закреплена сваркой цилиндрическая гнутая из стального листа деталь 5, к нижней части которой приварено кольцо 6, изготовленное из кольцевой поковки низколегированной стали, с четырьмя равномерно расположенными отверстиями 7, в которые вставлены наварыши 8 со сквозными расточенными радиальными отверстиями. Место сварки детали 5 и приварного кольца 6 подкреплено кницами 9, к которым приварены пластины 10, на которые установлены фиксаторы 11, штырей 12. Штыри 12 изготовлены из легированной стали, и с одного конца на них приварены рычаг 13 и стопорная деталь 14, а противоположный конец изготовлен гладким и конической формы. Также по нижнему контуру кольца 6 сделаны равномерно расположенные вырезы 15, в которые вставлены приварные детали 16. Также на нижней кромке кольца 6 наварены детали 17 из прямоугольного прутка, который своей торцовой частью, также, приварен к приварным деталям 16. Обсадная колонна 18, для возможности крепления к переходнику, имеет выступы 19 и конические отверстия 20, которые при стыковке совпадают с пазами в деталях 16, переходника и отверстиями в которые вставлены штыри 12. Фиксаторы 11 имеют по два упора 21 и 22.
При сборке обсадная колонна 18, заводится в переходник вращателя до захода четырех выступов 19 на колонне 18 в вырезы деталей 16, потом четыре штыря 12 выводятся из зацепления с упором 22, и заводятся перемещением в осевом направлении в сквозные отверстия наварышей 8 к упору конической частью в отверстия 20 обсадной колонны 18, и разворачиваются рычагами 13 до сцепления стопорных деталей 14 с упором 21 фиксатора 11.
Для отсоединения обсадной колонны 18 от переходника вращателя, все штыри 12, поворотом рычага выводится из зацепления стопорной детали 14 с упором 21 фиксатора 11, выдвигается в осевом направлении и заводится в сцепление с упором 22. Перемещением в осевом направлении обсадная колонна 18 отсоединяется от переходника.
Заявитель изготовил, испытал и использует описанные переходники к вращателям буровых установок.