Система фіксації згвинчування і розгвинчування бурових штанг

Реферат: Система фіксації згвинчування і розгвинчування бурових штанг містить пристрій для фіксації і повороту бурових штанг, виконавчий гідроциліндр для приводу пристрою для фіксації і повороту бурових штанг в зворотно-поступальний рух і шпиндель обертача силової каретки. Вона додатково містить автоматичну защіпку, розташовану безпосередньо в шпинделі обертача силової каретки, при цьому вихідний кінець шпинделя обертача силової каретки виконаний порожнистим і містить кільцеве ущільнення, а пристрій для фіксації і повороту бурових штанг виконано у вигляді замкової оправки, розташованої безпосередньо у вузлі направлення бурових штанг. UA 98961 U (54) СИСТЕМА ФІКСАЦІЇ ЗГВИНЧУВАННЯ І РОЗГВИНЧУВАННЯ БУРОВИХ ШТАНГ UA 98961 U UA 98961 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі обладнання горизонтального направленого комбінованого ударно-обертального буріння ґрунту для подальшого безтраншейного прокладання або заміни трубопроводів тепло-, водо-, газо- та кабельних комунікацій на глибині від 0,8 і більше метрів. Відомі мобільні й заглибні (працюючі з підготовлених котлованів або колодязів) гідрофіковані установки направленого горизонтального буріння, призначені для перерахованих цілей фірм: "TRACTOTECHIK", Німеччина, "Vermeer", США, "Ditch witch", США, "Impact Drilling", Великобританія, "Шанхай-Гуденг", Китай та ін. Кожна з перерахованих вище установок містить систему фіксації, згвинчування і розгвинчування бурових штанг. Найбільш близькою, з відомих заявнику, є система, описана в книзі "Машины для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций", Кравец С.Д. и др. - Харьков, ООО "Фавор", 2008 г. - С. 120-123. Для поповнення та згвинчування додаткових бурових штанг в процесі буріння і розгвинчування для знімання використаних бурових штанг в процесі зворотного бурінню ходу, вона містить змонтовані на бурильній установці дві пари гідрофікованих лещат. Одна пара лещат закріплена жорстко, а друга на шарнірі для можливості повороту навколо поздовжньої осі плеті бурових штанг. Кожна пара лещат затискується або розтискується від власних гідроциліндрів. Крім того, для повороту лещат, установлених на шарнірі, служить третій гідроциліндр. Управління гідроциліндрами здійснюється трьома гідророзподільниками. Бурові штанги виконані порожнистими і на одному кінці мають внутрішню конічну різьбу, а на протилежному зовнішню, що забезпечує можливість з'єднання штанг між собою і зі шпинделем обертача силової каретки. Дана система вибрана за прототип. Прототип і заявлена система мають такі спільні ознаки: - пристрій для фіксації і повороту бурових штанг (у прототипу це дві пари гідрофікованих лещат); - виконавчий гідроциліндр для приводу пристрою для фіксації і повороту бурових штанг в зворотно-поступальний рух; - шпиндель обертача силової каретки. Описана система згвинчування і розгвинчування бурових штанг надійна, але складна по конструкції, масивна і займає великий габарит по довжині вздовж поздовжньої осі установки направленого горизонтального буріння. Різьбове з'єднання штанга-шпиндель обумовлює збільшення часу на допоміжні операції. В основу корисної моделі поставлено задачу створити систему фіксації згвинчування і розгвинчування бурових штанг, в якій шляхом введення додаткового елемента - автоматичної защіпки, виконання пристрою для фіксації і повороту бурових штанг у вигляді замкової оправки, а також іншого розташування замкової оправки й автоматичної защіпки, забезпечити спрощення системи, зменшення габаритів по довжині, а також скорочення часу з'єднання бурових штанг зі шпинделем обертача силової каретки. Поставлена задача вирішена в системі фіксації згвинчування і розгвинчування бурових штанг установки направленого буріння, що містить пристрій для фіксації і повороту бурових штанг, виконавчий гідроциліндр для приводу пристрою для фіксації і повороту бурових штанг в зворотно-поступальний рух і шпиндель обертача силової каретки, тим, що, на відміну від прототипу, вона додатково містить автоматичну защіпку, розташовану безпосередньо в шпинделі обертача силової каретки, при цьому вихідний кінець шпинделя обертача силової каретки виконаний порожнистим і містить кільцеве ущільнення, а пристрій для фіксації і повороту бурових штанг виконано у вигляді замкової оправки, розташованої безпосередньо у вузлі направлення бурових штанг. Новим в корисній моделі, що заявляється є те, що: - система містить автоматичну защіпку; - пристрій для фіксації і повороту бурових штанг виконаний у вигляді замкової оправки; - замкова оправка вбудована безпосередньо у вузол направлення бурових штанг; - автоматична защіпка вбудована безпосередньо в шпиндель обертача силової каретки; - вихідний кінець шпинделя обертача силової каретки виконаний порожнистим; - в порожнині шпинделя обертача силової каретки вбудовано кільцеве ущільнення для циліндричного хвостовика бурової штанги, що вставляється в шпиндель. Корисна модель пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 - поздовжній переріз по осі системи фіксації, згвинчування і розгвинчування бурових штанг; 1 UA 98961 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 на фіг. 2 - поперечний переріз I-І на фіг. 1; на фіг. 3 - поперечний переріз К-К на фіг. 1; на фіг. 4 - бурова штанга, використовувана в заявленій системі; на фіг. 5 - поперечний переріз штанги на фіг. 4 по А-А; на фіг. 6 - поперечний переріз штанги на фіг. 4 по Б-Б. Система фіксації, згвинчування і розгвинчування бурових штанг містить замкову оправку 1 і натискну планку 2, які пригвинчені до штока 3 виконавчого гідроциліндра 4, закріпленого жорстко в зварному корпусі вузла направлення бурових штанг 5 (фіг. 1, 3), а також автоматичну защіпку 6, підпружинену пружиною стиснення 7 і ущільнення 8, які вбудовані безпосередньо в шпиндель 9 обертача силової каретки 10 (фіг. 1, 2). Бурова штанга 11 (фіг. 1, 4, 5, 6) має циліндричний хвостовик 12 діаметром І під ущільнення 8, сегментний зачіп 13 на глибину II під автоматичну защіпку 6, лиски 14 з розміром "під ключ" III для передачі крутного моменту бурової штанги 11 від шпинделя 9, лиски 15 з розміром "під ключ" IV для утримання бурової штанги 11 при згвинчуванні або розгвинчуванні, а також проти самовільного осьового переміщення зі шпинделя 9. Зовнішня 16 і внутрішня 17 конічні різьби служать лише для з'єднання бурових штанг 11 між собою, а з'єднання зі шпинделем 9 забезпечує автоматична защіпка 6 і кільцеве ущільнення 8. При бурінні бурові штанги 11 установлюють, а при зворотному ходу розширення свердловини і протягуванні труби використані бурові штанги 11 знімають. При установці силову каретку 10, що містить шпиндель 9, відводять в крайнє заднє положення на відстань, що перевищує загальну довжину бурової штанги 11 від затиснутої в замкову оправку 1 попередньої бурової штанги 11. Знову установлювана бурова штанга 11 (фіг. 1 і 2), спрямована відповідно з положенням в просторі лиски 14 з розміром III, заводиться в шпиндель 9 до упору, при цьому автоматична защіпка 6 спочатку переміщується униз, стискаючи пружину 7 з подальшим заскакуванням угору на глибину II сегментного зачепа 13. При подачі силової каретки 10 з одночасним обертанням шпинделя 9 в сторону затиснутої в замковій оправці 1 попередньої бурової штанги 11 відбувається згвинчування бурових штанг 11. Далі шток 3 виконавчого гідроциліндра 4 втягується угору, переміщуючи за собою замкову оправку 1 і натискну планку 2, при цьому затиснута бурова штанга 11 розфіксовується від розміру "під ключ" IV лиски 15, завдяки тому, що в нижній частині замкової оправки 1 виконано вікно 18 (фіг. 3) по діаметру, що перевищує величину зовнішнього діаметра V бурової штанги 11 (фіг. 3). Після цього здійснюють процес буріння на довжину установленої бурової штанги 11 до зупинки переміщення силової каретки 10 на жорсткому упорі, повертають шпиндель 9 до строго вертикального положення осі дії автоматичної защіпки 6, зупиняють обертання, включають рух штока 3 виконавчого гідроциліндра 4 на висунення униз. При цьому замкова оправка 1 фіксує бурову штангу 11 за розміром IV лиски 15, а натискна планка 2 переміщує автоматичну защіпку 6 униз, звільняючи зачеплення бурової штанги 11 за розміром II. Силову каретку 10 відводять в крайнє заднє положення до зупинки на жорсткому упорі, установлюють нову бурову штангу 11 і продовжують процес буріння. При здійсненні процесів розширення вже пробуреної свердловини або розширення з одночасним затягуванням труби майбутньої комунікації затиснуту в замковій оправці 1 бурову штангу 11 захоплюють автоматичною защіпкою 6 на розмір II зачепа 13, включають рух штока 3 виконавчого гідроциліндра 4 угору, звільняючи бурову штангу 11 за розміром IV лиски 15, включають обертання шпинделя 9 і відводять силову каретку 10 управо до зупинки на жорсткому упорі. Потім фіксують наступну бурову штангу 11 у замковій оправці 1 і обертають шпиндель 9 в протилежну бурінню сторону, розгвинчують конічне різьбове з'єднання 16 і 17 і знімають відпрацьовану бурову штангу 11, і переміщають силову каретку 10 уперед для захоплення наступної бурової штанги 11. Далі цикл повторюється. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Система фіксації згвинчування і розгвинчування буровихштанг, що містить пристрій для фіксації і повороту бурових штанг, виконавчий гідроциліндр для приводу пристрою для фіксації і повороту бурових штанг в зворотно-поступальний рух і шпиндель обертача силової каретки, яка відрізняється тим, що вона додатково містить автоматичну защіпку, розташовану безпосередньо в шпинделі обертача силової каретки, при цьому вихідний кінець шпинделя обертача силової каретки виконаний порожнистим і містить кільцеве ущільнення, а пристрій для фіксації і повороту бурових штанг виконано у вигляді замкової оправки, розташованої безпосередньо у вузлі направлення бурових штанг. 2 UA 98961 U 3 UA 98961 U 4 UA 98961 U 5 UA 98961 U 6 UA 98961 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7