ПОРТАТИВНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к мини буровым устройствам, и может быть использована для вращательного бурения скважин на небольших площадках и в стесненных условиях.
Эксплуатационные возможности буровой техники в большой степени определяют взаимное расположение, конструктивная связь и компановка основных рабочих узлов. При достаточно большом разнообразии различных видов буровых станков, количество мини буровых установок для использования в стесненных условиях чрезвычайно мало, несмотря на их значительный спрос.
Известны, например переносимые буровые станки, включающие раму, мачту, содержащую основание, стойки, размещенные на боковых частях стоек направляющие, взаимодействующую с направляющими каретку, размещенный между задними частями стоек механизм перемещения каретки с подвижными элементами и скрепленный с кареткой вращатель (п. №41070 и 41071, опубл.. 2004.10.10). Однако данные станки невозможно установить и собрать вручную, они тяжелы и сложны конструктивно.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели относится портативная буровая установка, содержащая опорное основание, на котором закреплена в положении, близком к вертикальному, направляющая рама, выполненная разборной, перемещающаяся по направляющей раме вверх-вниз при помощи лебедки каретка в виде подвижной подвесной траверсы, на торцах которой жестко прикреплены ползуны, скользяще перемещающиеся по стойкам направляющей рамы. На продольных сторонах траверсы, в равновесном положении и противоположно друг другу, закреплены электрический двигатель и буровой вращательный механизм, вал которого соединен шкивно-ременной передачей с валом электрического двигателя. Стойки рамы соединены в верхней и в нижней части съемными перемычками. Под стойки направляющей рамы устанавливают не менее двух отдельных опор, образующих опорное основание. Для подачи воздуха или воды вал бурового вращательного механизма снабжен проходным каналом. Следует отметить, что хотя в первом пункте формулы известной полезной модели проходной канал вала вращательного механизма не упомянут, его присутствие для работы буровой установки обязательно, о чем говорит и его изображение на представленном в описании рисунке, при этом входное отверстие проходного канала должно быть
обязательно выполнено с возможностью стыкования с подводящим штуцером, а выходное отверстие - с возможностью стыкования с каналом буровой штанги (п. 68575 U1, опубл. 2007.07.25, МПК Е21В 3/02).
Однако отметим следующие недостатки известного решения:
- конструктивное решение основания установки из отдельных опор под стойки направляющей рамы не обеспечивает требуемой при буровых работах устойчивости, что в свою очередь приводит к повышенной шумности, вибрации в процессе бурения и как следствие перекосу каретки;
- прямое соединение вала электродвигателя и вала бурового вращательного механизма шкивно-ременной передачей приводит к тому, что вся нагрузка полностью ложится на электродвигатель, вызывая перенапряжение в электросети, перегрев и выход из строя, как электродвигателя, так и его пускового конденсатора. В то же время при пониженном напряжении в электросети электродвигатель не набирает своей мощности и бурение приходится прекращать;
- поскольку подводящий штуцер в известной установке подвижен и отягощен подводящим шлангом, это приводит к быстрому износу подшипников соединительной муфты вала вращательного механизма и подводящего штуцера, снижению ее ресурса работы;
- описанное в описании крепление каретки в виде ползунов из трубных полусфер на направляющих приводит к тому, что при случайном разрыве троса лебедки каретка с ползунами вылетает из направляющих.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое устройство, состоит в снижении вибрации и шума портативной буровой установки, повышении его надежности, безопасности, работоспособности и продолжительности времени эксплуатации.
Поставленная задача решается за счет того, что в портативной буровой установке, включающей опорное основание, на котором закреплена в положении, близком к вертикальному, направляющая рама, выполненная разборной и снабженная съемной верхней перемычкой, перемещающаяся по направляющей раме при помощи лебедки каретка в виде подвижной подвесной траверсы, на торцах которой жестко прикреплены ползуны, скользяще перемещающиеся по стойкам направляющей рамы, а на продольных сторонах траверсы, в равновесном положении и противоположно друг другу установлены электрический двигатель и буровой вращательный механизм, соединенные через угловой редуктор, горизонтальный вал которого соединен с валом электродвигателя, а вертикальный вал шкивно-ременной передачей с валом бурового
вращательного механизма, направляющая рама выполнена из четырех стоек, попарно жестко соединенных в нижней части поперечинами, выполненными с возможностью жесткого крепления между двух горизонтальных опор, внутри вала вращательного механизма расположен проходной канал, входное отверстие которого выполнено с возможностью стыкования с подводящим штуцером, а выходное отверстие выполнено с возможностью стыкования с каналом буровой штанги, при этом подводящий штуцер закреплен на каретке.
Заявляемое устройство может содержать маховик, установленный на валу бурового вращательного механизма.
Ползуны каретки могут быть выполнены в виде цельных отрезков труб.
Верхняя поперечина рамы может быть выполнена либо прямоугольной, содержащей внутреннюю перемычку, либо Н-образной формы для удобства размещения лебедки.
Для удобства сборки заявляемого устройства предпочтительно электродвигатель и угловой редуктор предварительно установить вместе на полозья.
Лебедка может быть как ручной, так и электрической.
Жесткое соединение стоек направляющих с поперечинами может быть обеспечено, например, сваркой. Крепление поперечен направляющих к горизонтальным опорам возможно любыми известными способами, обеспечивающими жесткость конструкции, например, с помощью болтов.
Соединение валов обеспечивается муфтами.
Закрепление подводящего штуцера возможно либо на ползуны траверсы, либо на ее основание.
Технический результат достигается, во-первых, за счет предлагаемой заявителем конструкции опорного основания заявляемого устройства, при которой четыре стойки направляющей рамы попарно жестко скреплены в нижней части поперечинами, которые в свою очередь выполнены с возможностью жесткого крепления между двух горизонтальных опор, что позволяет значительно снизить шум и вибрацию установки и не допустить перекосов каретки, что делает бесперебойным процесс бурения. Дополнительная установка углового редуктора, соединяющего электродвигатель и буровой вращательный механизм, позволяет увеличить безаварийную продолжительность работы электродвигателя, усилить крутящий момент бурового вращательного механизма. Соединение посредством шкивно-ременной передачи вала бурового вращательного механизма с редуктором предохраняет редуктор и электродвигатель от механического разрушения при резкой
остановке вала бурового механизма на твердых породах. Для сглаживания движения бурового вращательного механизма на его вал можно установить маховик, что приведет к дополнительному повышению эффективности работы данной буровой в сложных условиях прохождения тяжелого грунта или в случае снижения напряжения в сети. Закрепление подводящего штуцера на каретке снимает нагрузку с подшипников соединительной муфты, продлевая время ее эксплуатации
На фиг. схематично изображена заявляемая портативная буровая установка, где 1 - стойки направляющей рамы; 2 - поперечены; 3 - горизонтальные опоры; 4 - верхняя перемычка; 5 - лебедка; 6 - траверса; 7 - ползуны; 8 - электродвигатель; 9 - угловой редуктор; 10 - шкив, установленный на валу редуктора, 11 - буровой вращательный механизм; 12 - шкив, установленный на валу бурового вращательного механизма; 13 - вал бурового вращательного механизма; 14 - маховик; 15 - подводящий штуцер, 16 - гибкое соединение; 17 - муфта.
Сборка заявляемой портативной буровой на месте ее работы включает следующие операции: на стойки 1 направляющей рамы навешивается траверса 6, с установленным на ней вращательным буровым механизмом 11, направляющая рама ставится в вертикальное положение и к поперечинам 2 болтами крепятся горизонтальные опоры 3. Устанавливается верхняя перемычка 4, на которую крепится лебедка 5, на траверсу 6 устанавливается электродвигатель 8 в сборке с угловым редуктором 9 и шкивом 10, ремнем соединяют шкив 10 и шкив 12, установленный на валу 13 бурового вращательного механизма, на вал 13 устанавливают при необходимости маховик 13 и соединяют через муфту 17 мягкой перемычкой 16 в виде, например, гофрированной трубы, входной канал вала 13 вращательного механизма с подводящим штуцером 15, который закреплен на ползуне 7 траверсы 6. Установка готова к работе.
Конкретные узлы установки могут быть выполнены из следующих элементов: стойки направляющих - из трубы с внутренним диаметром 32 мм и длиной 2 м 15 см, к нижним концам стоек приварены поперечены из стального швеллера длиной 90 см. Верхняя съемная перемычка Н-формы- из арматуры 16 мм, на концах которой приварены соединительные элементы из отрезков стальных труб длиной 10 см К верхней перемычке с помощью хомутов прикреплена тросовая электрическая лебедка грузоподъемностью 400 кг, работающая от напряжения 220 вольт. Горизонтальные опоры - уголок 75 мм. Каретка - подвесная траверса из стального уголка 75 мм, по бокам которой приварены ползуны в виде отрезков труб диаметром 40 мм и длиной по 30 см. Электрический двигатель с оборотами вала 2850 об\мин, работающий от
напряженния 220 вольт и редуктор червячный понижающий 1:30 с коэффициентом повышения 4. Колесо маховик диаметром 430 мм и весом 15 кг.
Таким образом заявляемая буровая установка, которую можно использовать для бурения под опоры, фундаменты, шпуры и так далее, представляет собой легкую, разборную, надежную, экономичную и безопасную в работе портативную установку, которая дает возможность использовать ее в помещениях, подвалах, в других труднодоступных и стесненных местах.