Устройство для улавливания вибровращательного бурового агрегата

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11941269(51) М,К .В 66 В 5/24 Е 21 В 5/00 Гоеуддрствеиный комитет СССР Опубликовано 07.07,82. Бюллетень 25Дата опубликования описания 17.07.82по делам иэобретеиий и открытий1Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для улавливания вибровращательного бурового агрегата,Известно устройство для улавливанияподъемников, которое содержит вертикальные направляющие, рабочие органы и привод рабочих органов 1.Недостатком его является срабатываниеустройства не только при обрыве каната,но и при его ослаблении, что не позволяетприменять его при вибровращательном бурении.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является улавливающее устройство для шахтных подъемных сосудов, включающее вертикальные направляющие, рабочие органы, шарнирно связанные с подрессоренной площадкой, и приводрабочих органов, выполненный в виде тросов, жестко связанных с рабочими органами,подрессоренной площадкой и подпружиненным корпусом 2. Недостатком данного устройства является, то, что оно не может быть использовано при виброврашательном бурении. 2Целью изобретения является предотвращение падения вибровращательного бурового агрегата при обрыве подъемного канатав процессе бурения.Указанная цель достигается тем, что уст 5 ройство снабжено упругими пластинамии демпфером, установленным между подпружиненными коушем и подрессореннойплощадкой, при этом упругие пластиныустановлены с возможностью взаимодействия с рабочими органами, причем последниевыполнены в виде рамок с выступами на ихвнутренней поверхности, а направляющиеимеют пазы под выступы рамок,Такое выполнение устройства предотвращает падение бурового. агрегата при обрыве15 подъемного каната и позволяет применятьего при вибровращательном бурении приослаблении натяжения подъемного каната.На фиг. 1 изображено устройство, общийвид; на фиг. 2 - рабочий орган; на фиг. 3 -то же, вид сверху.Вибровращательный буровой агрегат состоит из вибратора 1 с жестко закрепленнойна нем буровой штангой 2, размещенной свозможностью скольжения на скалках 3,концы которых жестко закреплены на верх 941269ней и нижней плитах подрессоренной плогцадкп 4. Между вибратором 1 и подрессоренной площадкой 4 симметрично относительно вибратора размещены пружины 5. Подрессоренная площадка 4 размешена между вертикальными направляющими 6 мачты и имеет ролики 7. Подъемный канат 8 жестко закреплен на коуше 9, соединенном с подрессоренной площадкой 4 с помощью лемпфера 10.Устройство для улавливания виброврашательного бурового агрегата состоит из рабочих органов, выполненных в виде рамок 11 с выступами 12 на внутренней поверхности, связанных с помошью шарниров 13 с подрессоренной плошадкой 4 и привода рабочих органов, состояшего из тросов 14, закрепленных на коуше 9, подрессоренной площадки 4 и с помошью зажимов 15 на рамках 11.Коуш 9 подпружинен относительно подрессоренной плонадки 4 с помощью пружины 16.На вибраторе 1, связанном с подрессоренной площадкой 4, жестко закреплены упругие пластины 17, а направляющие 6 имеют выемки 18 под выступы 12 рамок 11. о 20 25 зо 35 40 45 50 55 Устройство работает следующим образом.В нерабочем положении буровой агрегат висит на подъемном канате 8, коуш 9 находится на максимальном удалении от подрессоренной площадки 4, приводные тросы 14 натянуты и рамки 11 занимают горизонтальное положение. Если при этом вибратор 1 отключен, то он под действием собственного веса занимает крайнее нижнее относительно подрессоренной плошадки 4 положение, сжимая нижний ряд пружин 5, Концы упругих пластин 17 прижаты к рамкам 11, но усилия их не достаточны для поворота рамок 11.В нерабочем положении буровой агрегат опирается штангой 2 на грунт, канат 8 ослаблен, но вибратор 1 занимает относительно подрессоренной площадки 4 крайнее верхнее положение. Упругие пластины 17 не касаются рамок 11, коуш 9 под действием пружины 16 максимально удален от подрессоренной площадки 4, тросы 14 натянуты и рамки,11 занимают горизонтальное положение.При бурении слабых пород с напуском каната 8 штанга 2 опирается на забой, а вибра. тор 1 совершает вертикальные колебательные движения относительно точки равновесия, характеризуемой сжатием верхнего ряда пружин 5. Упругие пластины 17 при этом не касаются рамок 11, коуш 9 под действием пружины 16 максимально удален от подрессоренной площадки 4, тросы 14 натянуты и рамки 1 находятся в горизонтальном положении.При бурении крепких пород периодически происходит отрыв бурого инструмента от забоя. При этом подрессоренная площадка 4 взлетает вверх, канат 8 ослабевает, а вибратор 1 колеблется с частотой порядка 25 Гц (период колебаний 0,04 с) относительно положения равновесия, характеризуемого сжатием нижнего ряда пружин 5. Упругие пластины 17 периодически ударяют по рамкам 11, создавая импульсную нагрузку, под действием которой демпфер 10 постепенно сжимается, коуш 9 приближается к подрессоренной площадке 4,и рамки 1 поворачиваются вокруг осей 13, Кратность периода контактов бурильного инструмента с забоем к периоду колебаний вибратора в зависимости от крепости буримой породы ударных импульсов демпфера 10 сжимается на величину, при которой поворот рамок 11 оказывается недостаточным для зацепления выступов 12 за выемки 18 направляющих 6. Практически время сжатия демпфера 10 под действием импульсной нагрузки берется равным 0,25 с.При спускании агрегата бурильный инструмент касается забоя скважины, вибратор 1 перемещается вверх относительно подрессоренной площадки 4. удары пластин 17 по рамкам 1 прекрашаются, коуш 9 под действием пружины 16 отводит от подрессоренной площадки 4, и рамки 11 возврашаются в горизонтальное положение.Таким образом, в нерабочем положении агрегата и при бурении горных пород различной крепости при целом канате 8 устройство для улавливания агрегата не срабатывает.При обрыве каната 8 рамки 11 под действием статической (при отключенном вибраторе) или динамической (при включенном вибраторе) нагрузки, создаваемой упругими пластинами 7 через время, не превышаюшее 0,25 с, что соответствует перемегцению на высоту 0,3 м, поворачиваются вокруг осей 13 настолько, что выступы 12 входят в зацепление с ближайшей по ходу выемкой 18, и агрегат стопорится.За счет того, что устройство не срабатывает при ослаблении натяжения каната, становится возможным использовать его в вибровра шательном бурении.Формула изобретенияУстройство для улавливания преимушественно виброврашательного бурового агрегата, включающее вертикальные направляюшие, рабочие органы, шарнирно связанные с подрессоренной площадкой и привод рабочих органов, выполненный в виде тросов, жестко связанных с рабочими органами, подрессоренной плошадкой и подпружиненным коушем, отличающееся тем, что, с целью предотвращения падения бурового агрегата при обрыве подьемного каната в941269 Составитель М. Юрьев Техред А. Бойкас Корректор М. Коста Тираж 939 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Н. ГорватЗаказ 4745/2 процессе бурения, оно снабжено упругими пластинами и демпфером, установленным между подпружиненным коущем и подрессоренной площадкой, при этом упругие пластины установлены с возможностью взаимодействия с рабочими органами, причем последние выполнены в виде рамок с выступами на их внутренней поверхности, а направляющие имеют пазы под выступы рамок. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР471270, кл. В 66 В 5/16, 1970.2. Авторское свидетельство СССР487833, кл. В 66 В 5/16, 1970 (прототип).