Патент на изобретение №2319824

(54) САМОХОДНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к самоходной буровой установке для бурения наклонных скважин. Установка включает установленную на транспортном средстве неподвижную платформу 1, шарнирно соединенную с опорной рамой 2, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось транспортного средства, с помощью установленного на неподвижной платформе гидродомкрата 3, поворотную каретку 5 с откосами в виде гидродомкратов 6 и ствол мачты 4. Ствол мачты 4 смонтирован с возможностью перемещения вдоль поворотной каретки 5, которая установлена на оси 7 опорной рамы 2 с возможностью поворота вокруг упомянутой оси максимум на 20° в каждую из сторон от вертикали, осуществляемого посредством установленного на опорной раме 2 гидродомкрата 6. Поворотная каретка 5 снабжена узлом фиксации положения ствола мачты 4 в заданном направлении, состоящим из неподвижного элемента, жестко установленного на опорной раме 2, и подвижного элемента, жестко смонтированного на поворотной каретке 5. Обеспечивает возможность бурения наклонных скважин в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в стесненных условиях стройплощадок и на уступах карьеров при надежной фиксации ствола мачты в заданном наклонном положении. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении наклонных геологоразведочных и технических скважин в продольной и поперечной плоскостях относительно оси шасси автомобиля в стесненных условиях строительных площадок и на уступах карьеров.

Известна самоходная буровая установка УРБ-2А-2, содержащая платформу, жестко соединенную с шасси автомобиля, и несущий ствол мачты, шарнирно соединенный с платформой подкосом в виде гидродомкрата (Справочник по бурению скважин на воду. Под ред. проф. Д.Н.Башкатова. М. «Недра», 1979, стр.70).

Недостатком этой установки является возможность бурения исключительно вертикальных скважин.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является самоходная буровая установка, включающая установленную на транспортном средстве неподвижную платформу, шарнирно соединенную с опорной рамой, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси транспортного средства, с помощью установленного на неподвижной платформе гидродомкрата, и ствол мачты, жестко соединенный с опорной рамой (RU 2030538, Кл. Е21В 7/02, опубл. 1995).

Недостатком описанной конструкции является возможность изменения угла наклона ствола мачты только в плоскости продольной оси бурового станка, что в стесненных условиях стройплощадок и на уступах карьеров зачастую не представляется возможным. Кроме того, в установке отсутствует устройство, надежно фиксирующее ствол мачты в заданном положении, что значительно снижает безопасность ее эксплуатации.

Техническим результатом, ожидаемым от использования настоящего изобретения, является расширение области применения самоходной буровой установки за счет обеспечения возможности бурения наклонных скважин в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в стесненных условиях стройплощадок и на уступах карьеров при надежной фиксации ствола мачты в заданном наклонном положении.

Указанный технический эффект достигается тем, что в самоходной буровой установке для бурения наклонных скважин, включающей установленную на транспортном средстве неподвижную платформу, шарнирно соединенную с опорной рамой, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось транспортного средства, с помощью установленного на неподвижной платформе гидродомкрата, поворотную каретку с откосами в виде гидродомкратов и ствол мачты; согласно изобретению ствол мачты смонтирован с возможностью перемещения вдоль поворотной каретки, которая установлена на оси опорной рамы с возможностью поворота вокруг упомянутой оси максимум на 20° в каждую из сторон от вертикали, осуществляемого при помощи установленного на опорной раме гидродомкрата, при этом поворотная каретка снабжена узлом фиксации положения ствола мачты в заданном направлении, состоящим из неподвижного элемента, жестко закрепленного на опорной раме, и подвижного элемента, жестко закрепленного на поворотной каретке. Подвижный элемент фиксирующего устройства жестко закреплен на поворотной каретке и выполнен в виде дугообразной планки, радиус которой равен расстоянию от оси поворотной каретки до оси установки неподвижного фиксирующего элемента, выполненного с Т-образным внутренним пазом. В верхней стенке Т-образного паза дугообразной планки имеются вырезы, выполненные в виде полуцилиндров с расстоянием между соседними вырезами, обеспечивающим смешение ствола мачты с шагом 5° по обе стороны от вертикали. Неподвижный элемент фиксирующего устройства, жестко закреплен на опорной раме и имеет форму, конгруэнтную Т-образному пазу в дугообразной планке, и установлен с возможностью свободного перемещения по этому пазу. Неподвижный элемент фиксирующего устройства дополнительно содержит по крайней мере два элемента в виде стопорных пальцев диаметром несколько меньшим диаметра полуцилиндрических вырезов в дугообразной планке. Стопорные пальцы расположены по обе стороны от оси неподвижного элемента фиксирующего устройства с возможностью свободного вхождения в полуцилиндрические вырезы на верхней стенке Т-образного паза, размещены в стаканах и удерживаются в рабочем положении пружинами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема самоходной буровой установки без транспортного средства, на фиг.2 – вид А на узел фиксации ствола мачты на фиг.1, на фиг.3 – сечение по А-А узла фиксации ствола мачты на фиг.2 (масштабный фактор не учитывается), на фиг.4 – сечение по Б-Б узла фиксации ствола мачты, на фиг.5 – схема буровой установки без транспортного средства и гидродомкратов при наклонном положении ствола мачты.

Самоходная буровая установка включает установленную на транспортном средстве неподвижную платформу 1, шарнирно соединенную с опорной рамой 2, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси транспортного средства, с помощью установленного на неподвижной платформе гидродомкрата 3 (фиг.1). Ствол мачты 4 смонтирован с возможностью перемещения в вертикальной плоскости на поворотной каретке 5, которая установлена на оси 7 опорной рамы 2. Посредством установленного на опорной раме 2 гидродомкрата 6 поворотная каретка 5 вместе со стволом мачты 4 имеет возможность изменять свое положение относительно опорной рамы 2 на угол, не превышающий 20° в одну или другую сторону от вертикали в плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости поворота опорной рамы 2.

На корпусе поворотной каретки 5 и опорной рамы 2 смонтирован узел фиксации вертикального и наклонного положения ствола мачты 4 в заданном положении (фиг.2), состоящий из двух элементов. Один из них – неподвижный 8, жестко соединен с опорной рамой 2, на которой установлена и сама поворотная каретка 5. Второй элемент – подвижный 9, жестко установлен на поворотной каретке 5. Подвижный элемент фиксации ствола мачты выполнен в виде дугообразной планки большого радиуса 9 с Т-образным внутренним пазом 10. В верхней стенке Т-образного паза 10 имеются вырезы 11 в форме полуцилиндров с расстояниями между соседними вырезами 11, обеспечивающими смещение ствола мачты 4 с шагом 5° по обе стороны от вертикали. Неподвижный элемент фиксирующего устройства 8, жестко закрепленный на опорной раме 2, выполнен по форме, конгруэнтной Т-образному пазу 10 в дугообразной планке большого радиуса 9, с возможностью свободного перемещения по этому пазу без соприкосновения с полуцилиндрическими вырезами 11 в верхней стенке дугообразной планки 9. Неподвижный элемент фиксирующего устройства 8 дополнительно содержит по крайней мере два элемента 12 в виде стопорных пальцев диаметром, несколько меньшим диаметра полуцилиндрических вырезов 11, расположенных по обе стороны от оси неподвижного элемента фиксирующего устройства 8. Стопорные пальцы 12 размещены в стаканах 13 (фиг.4) с возможностью свободного перемещения в них и вхождения в полуцилиндрические вырезы 11 и удерживаются в рабочем положении пружинами 14.

Установка ствола мачты в рабочее положение с заданным углом наклона осуществляется следующим образом. При помощи гидродомкрата 3 (фиг.1) опорная рама 2 с поворотной кареткой 5, на которой установлен ствол мачты 4, из горизонтального положения (транспортное положение) поднимается до вертикального или наклонного в продольной плоскости оси транспортного средства с фиксацией в таком положении одним из известных способов. Затем с помощью гаечного ключа ослабляется гайка 15, удерживающая подвижный элемент 9 в зацеплении с неподвижным элементом 8, выводятся стопорные пальцы 12 из полуцилиндрических вырезов 11 с фиксацией их в таком положении одним из известных способов, и при помощи гидродомкрата 6 (фиг.1) поворотная каретка 5 со стволом мачты 4 поворачивается на заданный угол заложения скважины в пределах 20° в одну или в другую сторону от вертикали. После установки ствола мачты 4 его положение фиксируют стопорными пальцами 12 при помощи ввода их в полуцилиндрические вырезы 11 под действием пружин 14 с фиксацией в рабочем положении за счет затягивания гайки 15. После этого установка готова к работе (фиг.5).

Предлагаемый выше диапазон изменения углов установки ствола мачты буровой установки, равный 20° в обе стороны от вертикали, предопределен практикой проведения геологоразведочных работ, исходя из которой угол заложения скважин более 20° от вертикали очень редок, т.к. весьма отрицательно влияет на работу бурового снаряда.

Таким образом, самоходная буровая установка для бурения наклонных скважин по данному изобретению обладает рядом преимуществ перед известными:

1. Фиксирующее устройство ствола мачты обеспечивает надежную фиксацию и удерживание ствола мачты в относительно широком диапазоне изменения углов заложения скважин.

2. Данная конструкция фиксирующего устройства обеспечивает возможность установки ствола мачты не только отдельно в продольной или поперечной плоскостях относительно оси транспортного средства, но и одновременно в продольной и поперечной плоскостях относительно оси транспортного средства.

3. Значительно расширяет область применения буровой установки, включая возможность производства буровых работ в стесненных условиях карьеров и стройплощадок.

Формула изобретения

1. Самоходная буровая установка для бурения наклонных скважин, включающая установленную на транспортном средстве неподвижную платформу, шарнирно соединенную с опорной рамой, имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось транспортного средства, с помощью установленного на неподвижной платформе гидродомкрата, поворотную каретку с откосами в виде гидродомкратов и ствол мачты, отличающаяся тем, что ствол мачты смонтирован с возможностью перемещения вдоль поворотной каретки, которая установлена на оси опорной рамы с возможностью поворота вокруг упомянутой оси максимум на 20° в каждую из сторон от вертикали, осуществляемого посредством установленного на опорной раме гидродомкрата, при этом поворотная каретка снабжена узлом фиксации положения ствола мачты в заданном направлении, состоящим из неподвижного элемента, жестко установленного на опорной раме, и подвижного элемента, жестко смонтированного на поворотной каретке.

2. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что подвижный элемент фиксирующего устройства жестко закреплен на поворотной каретке и выполнен в виде дугообразной планки, радиус которой равен расстоянию от оси поворотной каретки до оси установки неподвижного фиксирующего элемента, выполненного с Т-образным внутренним пазом.

3. Буровая установка по п.2, отличающаяся тем, что в верхней стенке Т-образного паза дугообразной планки имеются вырезы, выполненные в виде полуцилиндров, на расстоянии между соседними вырезами, обеспечивающим смещение ствола мачты с шагом 5° по обе стороны от вертикали.

4. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что неподвижный элемент фиксирующего устройства жестко закреплен на опорной раме и имеет форму, конгруэнтную Т-образному пазу в дугообразной планке и установлен с возможностью свободного перемещения по этому пазу.

5. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что неподвижный элемент фиксирующего устройства дополнительно содержит по крайней мере два элемента в виде стопорных пальцев диаметром несколько меньшим диаметра полуцилиндрических вырезов в дугообразной планке.

6. Буровая установка по п.5, отличающаяся тем, что стопорные пальцы расположены по обе стороны от оси неподвижного элемента фиксирующего устройства с возможностью свободного вхождения в полуцилиндрические вырезы на верхней стенке Т-образного паза, размещены в стаканах и удерживаются в рабочем положении пружинами.

РИСУНКИ