Устройство для вибровращательного бурения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 й 1121378 А зар, Е 908 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О. Г.атухтин ндаренко, А. А. Ситедовательскийаллов ов А. И.,Олейиспользованивращательногоных месторож ССР955 (прото Ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Емельянов В. И.,Осипников И. А. и др. Практикаспособов и средств вибробурения на разработке россыпдений. Магадан, 976, с. 42.2. Авторское свидетельств106760, кл. Е 21 В 19/08тип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ, содержащее лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой вибровращательного бурового агрегата, включающего вибровращательный механизм с приводом и бурильную колонну, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения динамических нагрузок на его элементы, барабан лебедки выполнен из ведущей н натяжной секций, связанных между собой посредством предварительно напряженного упругого элемента, при этом ведущая секция установлена жестко на валу лебедки и посредством каната связана с верхней частью рамы вибровращательного агрегата, а натяжная секция, установленная свободно на валу лебедки, снабжена обгонной муфтой и связана канатом с нижней частью рамы.О 15 20 25 30 40 45 50 Изобретение относится к горной технике, в частности к устройствам для бурения скважин виброврашательным способом.Известно устройство для вибровращательного бурения, содержащее вибровращательный буровой агрегат, включающий вибровращательную каретку с механизмами вибратора и врашателя, электродвигатели которых смонтированы на подрессорной площадке, связанной канатом с лебедкой, осуществляющей подачу, а также спускоподъемные операции 1 .Недостатком этого устройства является то, что оно подвержено возникновению резонансных режимов вибровращательного разрушения забоя скважины при проходке валунистых россыпей, вызывающих увеличение амплитуды колебаний подрессорной площадки.Известно устройство для вибровращательного бурения, содержащее лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой виброврашательного бурового агрегата, включающего вибровращательный механизм с приводом и бурильную колонну 2.Недостатком известного устройства является также возможность возникновения резонансного режима работы вибратора, при котором не исключается вероятность возрастания абсолютных значений амплитуды колебаний до опасных величин, что приводит к значительным динамическим перегрузкам всех элементов устройства, участвуюгцих в колебаниях, а в случае выхода на резонансный режим повышается вероятность обрыва каната.ель изобретения - повышение надежносги устройства за счет снижения динамических нагрузок на его элементы.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для вибровращательного бурения, содержащем лебедку с приводом, барабан которой связан канатом с подпружиненной рамой вибровращательного бурового агрегата, включающего вибровра шательный механизм с приводом и бурильную колонну, барабан лебедки выполнен из ведущей и натяжной секций, связанных между собой посредством предварительно напряженного упругого элемента, при этом ведущая секция установлена жестко на валу лебедки и посредством каната связана с верхней частью рамы вибровращательного агрегата, а натяжная секция, установленная свободно на валу лебедки, снабжена обгонной муфтой и связана канатом с нижней частью рамы. На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого устройства для вибровращательного бурения.Виброврашательный буровой агрегат состоит из виброврашательного механизма 1, бурильной колонны 2 с коронкой 3 и подпружиненной рамы 4, на которой размещены электродвигатели 5 привода вибровращательного механизма. Корпус вибровращательного механизма 1 и подпружиненная рама 4 связаны пружинами 6.Подпружиненная рама 4 канатом 7 соединена с натяжной секцией 8 барабана свободно вращающейся на валу 9 лебедки 10, привод которой осуществляют электродвигателем 11 и канатом 12 с ведущей секцией 13 барабана, жестко насаженной на вал 9. Ведущая секция 13 барабана снабжена электротормозом 14 и соединена предварительно напряженным упругим элементом (например закрученным торсионом) 15, создающим натяжение канатов 7 и 12, с натяжной секцией 8 барабана, ступица которой оснащена обгонной муфтой 16.Устройство для виброврашательного бу. рения работает следующим образом.Рабочий режим осуществляют включением электродвигателей 5, которые приводят в действие виброврашательный механизм 1. Бурильная колонна 2 коронкой 3 разрушает забой скважины. Подача бурильной колонны происходит под действием сил тяжести вибровращательного механизма 1 и подпружиненной рамы 4 с электродвигателями 5 (при этом электродвигательи электротормоз 4 отключены).При проходке крепких пород коронка 3 с бурильной колонной 2 и вибровращательным механизмом 1 отскакивают от забоя, увлекая подпружиненную раму 4, перемещение которой вверх ограничено натяжением каната 7, так как натяжная секция 8 барабана, с которого канат 7 сматывается, стопорится обгонной муфтой 16. Таким образом, при последующем движении вниз подпружиненная рама 4 обладает меньшей потенциальной энергией, чем в случае ее неограниченного полета вверх, и, следовательно, энергия единичного удара изменяется незначительно за счет некоторого увеличения амплитуды колебаний виброврашательного механизма 1 в результате большего сжатия пружин 6. Следовательно, проходка скважин в крепких породах с использованием изобретения происходит при больших количествах ударных взаимодействий с ограниченной энергией единичного удара, что способствует увеличению скорости погружения бурильной колонны. При проходке слабых пород, когда величина отскока буровой коронки сравнительно мала, амплитуда колебаний подпружиненной рамы не превышает величину свободного хода обгонной муфты и, следовательно, последняя в указанных условиях работы не блокируется. Для осуществления маневровых операций в предлагаемом устройстве предусмотрены реле для аВтоматического отключения электротормоза 14 и обгонной муфты 16 при включении электродвигателя 11 (реле не показаны). При отключении электродвигателя 11 электротормоз 14 и обгонная муфта 16 включаются и буровой агрегат останавливается в необходимом положении. При 213784переходе в режим работы тормоз 14 полностью отключают.Использование изобретения позволяетповысить надежность работы устройства для вибровращательного бурения, снизить динамические нагрузки на элементы устройства и вероятность возникновения аварийных ситуаций.. Столбцовс КПокомитета Си открытийская наб.,од, ул. Про рректор А. ТясдписноеСР