RU2300619C2

RU2300619C2 - Well drilling device

Info

Publication number: RU2300619C2
Application number: RU2005121061/03A
Authority: RU
Inventors: ев Николай Павлович Чухр (RU); Николай Павлович Чухряев; Владимир Семенович Исаков (RU); Владимир Семенович Исаков; Владимир Николаевич Шамшин (RU); Владимир Николаевич Шамшин; Сергей Николаевич Боганцев (RU); Сергей Николаевич Боганцев; Александр В чеславович Торохов (RU); Александр Вячеславович Торохов
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-06-10
Also published as: RU2005121061A

Abstract

FIELD: well drilling equipment, particularly adapted to drill blast holes.

SUBSTANCE: device comprises transportation base with attached equipment including load-bearing frame, boring mast with movable rotator, drive, supply hydraulic cylinder, front and rear hydraulic jacks and counterweights. The counterweights are installed on inclined guiding means arranged along transportation base and may be moved by means of flexible tie member. The counterweights are connected to front hydraulic jack with flexible tie member. The flexible tie member of each counterweight is made as block-and-tackle system including movable block arranged on front hydraulic jack shaft and is parallel to device plane.

EFFECT: provision of independent chassis and supply hydraulic cylinder shifting from working position in transport position and in reverse order, which results in reduction of time necessary for attachment equipment assembling and disassembling at new well and in drilling work efficiency increase.

3 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для проходки взрывных скважин.The invention relates to drilling equipment and can be used for drilling blast holes.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее транспортную базу с навесным оборудованием, включающим несущую раму, буровую мачту с подвижным редуктором, привод, механизм подачи и контргрузы, установленные на направляющих, закрепленных по бокам транспортной базы (авторское свидетельство СССР №263479, кл. Е21В 7/26, 1968).A device for drilling wells containing a transport base with attachments, including a supporting frame, a drill mast with a movable gear, a drive, a feed mechanism and counterweights mounted on guides mounted on the sides of the transport base (USSR author's certificate No. 263479, class E21B 7 / 26, 1968).

Недостатком данного устройства являются непроизводительные затраты времени и ручного труда на перемещение подвижных контргрузов с целью обеспечения большого коэффициента передачи собственного веса устройства на осевое давление при бурении.The disadvantage of this device is the unproductive expenditure of time and manual labor for moving movable counterweights in order to ensure a large coefficient of transfer of the dead weight of the device to axial pressure during drilling.

Наиболее близким техническим решением является устройство для бурения скважин, содержащее транспортную базу с навесным оборудованием, включающим несущую раму, буровую мачту с подвижным вращателем, привод, гидроцилиндр подачи, передний и задние гидродомкраты и установленные на наклонных направляющих, размещенных вдоль транспортной базы, контргрузы, выполненные с возможностью перемещения посредством гибкой связи, связанной с гидроцилиндром подачи (авторское свидетельство СССР №1125354, кл. Е21В 19/08, 1984). Данное техническое решение благодаря наличию гибкой связи контргрузов с корпусом гидроцилиндра подачи позволяет переводить контргрузы из транспортного положения в рабочее и обратно автоматически, что сокращает время вспомогательных операций при подготовке устройства к перебазированию на новое место (новый блок) и при подготовке устройства к работе на новом месте после перебазирования.The closest technical solution is a device for drilling wells, containing a transport base with attachments, including a supporting frame, a drill mast with a movable rotator, a drive, a supply hydraulic cylinder, front and rear hydraulic jacks and counterloads installed on inclined guides placed along the transport base, made with the ability to move through a flexible connection associated with the feed cylinder (USSR copyright certificate No. 1125354, class E21B 19/08, 1984). This technical solution, due to the flexible connection of the counterweights with the body of the feed cylinder, allows the counterweights to be transferred from the transport position to the working position and vice versa automatically, which reduces the time of auxiliary operations when preparing the device for relocation to a new place (new unit) and when preparing the device for work in a new place after relocation.

Недостатком известного устройства при работе непосредственно на блоке является необходимость опускания корпуса гидроцилиндра подачи в транспортное положение при небольших переездах (передвижках) устройства от скважины к скважине (иногда до 1,5 м). Это увеличивает непроизводительные затраты, связанные с необходимостью отвинчивания шарошечного долота от последней бурильной трубы става и установкой ее в кассетный приемник с последующим повторением процесса в обратном порядке после передвижки устройства на блоке.A disadvantage of the known device when working directly on the block is the need to lower the housing of the supply hydraulic cylinder to the transport position during small crossings (movements) of the device from well to well (sometimes up to 1.5 m). This increases the unproductive costs associated with the need to unscrew the cone bit from the last drill pipe of the stave and install it in a cassette receiver, followed by repeating the process in the reverse order after moving the device on the block.

Изобретение направлено на повышение производительности устройства при работе на блоке.The invention is aimed at improving the performance of the device when working on the unit.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бурения скважин, содержащем транспортную базу с навесным оборудованием, включающим несущую раму, буровую мачту с подвижным вращателем, привод, гидроцилиндр подачи, передний и задние гидродомкраты и установленные на наклонных направляющих, размещенных вдоль транспортной базы, контргрузы, выполненные с возможностью перемещения посредством гибкой связи, контргрузы связаны гибкой связью с передним гидродомкратом, при этом гибкая связь каждого из контргрузов выполнена в виде талевой системы, подвижный блок которой размещен на штоке переднего гидродомкрата параллельно продольной плоскости устройства.This goal is achieved by the fact that in the device for drilling wells containing a transport base with attachments including a supporting frame, a drill mast with a movable rotator, a drive, a supply hydraulic cylinder, front and rear hydraulic jacks and counterweights installed on inclined guides placed along the transport base made with the possibility of movement through a flexible connection, the counterweights are connected by a flexible connection with the front hydraulic jack, while the flexible connection of each of the counterweights is made in the form of a tackle system threads, the mobile unit of which is placed on the rod of the front hydraulic jack parallel to the longitudinal plane of the device.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для бурения скважин, вид сбоку (рабочее положение контргрузов); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.Figure 1 shows the proposed device for drilling wells, side view (operating position of the counterweights); figure 2 is a view of figure 1; figure 3 is a view of B in figure 1.

Устройство для бурения скважин состоит из транспортной базы 1, на которой закреплено навесное оборудование, содержащее смонтированные на несущей раме 2 передний 3 и задние 4 (обычно их два) гидродомкраты, буровую мачту 5 и закрепленные по обеим сторонам транспортной базы 1 наклонные направляющие 6 с установленными на них уравновешивающими контргрузами 7. На буровой мачте 5 закреплен подвижный вращатель 8, корпус которого соединен со штоком 9 гидроцилиндра подачи, имеющего подвижный относительно буровой мачты 5 корпус 10. Кроме того, на верхней траверсе буровой мачты 5 установлены механические фиксаторы 11, взаимодействующие с соответствующими углублениями (не показаны) в корпусе 10 гидроцилиндра подачи в его верхнем, относительно буровой мачты 5 (рабочем), положении. Контргрузы 7 соединены с передним гидродомкратом 3 посредством гибкой связи 12, например троса. Сама же гибкая связь 12 каждого из контргрузов 7 выполнена в виде талевой системы, подвижный блок 13 которой, с целью снижения изгибающих нагрузок, размещен на штоке 14 переднего гидродомкрата 3 параллельно продольной плоскости устройства. Для складирования и наращивания бурового става на мачте 5 закреплен поворотный кассетный приемник 15 бурильных труб барабанного типа. Передача крутящего момента к рабочему валу подвижного вращателя 8 осуществляется от вала отбора мощности транспортной базы 1 посредством механических передач привода (не показан).The device for drilling wells consists of a transport base 1, on which attachments are mounted, containing front 3 and rear 4 (usually two of them) hydraulic jacks mounted on a supporting frame, a drill mast 5 and inclined guides 6 mounted on both sides of the transport base 1 with installed they are counterbalanced counterweights 7. On the drill mast 5 is mounted a movable rotator 8, the body of which is connected to the rod 9 of the feed hydraulic cylinder having a housing 10 movable relative to the drill mast 5. In addition, on the upper In front of the drill mast 5, mechanical clamps 11 are installed, interacting with the corresponding recesses (not shown) in the housing 10 of the supply hydraulic cylinder in its upper position relative to the drill mast 5 (working). The counterweights 7 are connected to the front hydraulic jack 3 by means of a flexible connection 12, for example, a cable. The very flexible connection 12 of each of the counterweights 7 is made in the form of a tackle system, the movable unit 13 of which, in order to reduce bending loads, is placed on the rod 14 of the front hydraulic jack 3 parallel to the longitudinal plane of the device. To store and build up the drill string, a rotary cassette receiver 15 of drum type drill pipes is fixed on the mast 5. The transmission of torque to the working shaft of the movable rotator 8 is carried out from the power take-off shaft of the transport base 1 by means of mechanical gears of a drive (not shown).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Переезд (передвижка) устройства от скважины к скважине на блоке осуществляется при поднятых опорах гидродомкратов 3 (пунктиром на фиг.1 показано транспортное положение подвижного блока 13 талевой системы) и 4 с находящимся в верхнем положении корпусе 10 гидроцилиндра подачи, т.е. сразу же после подъема из скважины последней бурильной трубы с шарошечным долотом без установки ее в кассетный приемник 15. При этом шток 9 гидроцилиндра подачи удерживает в верхнем положении подвижный вращатель 8 с присоединенной к нему последней бурильной трубой с шарошечным долотом, нижний конец которой зафиксирован ключом (не показан, обязательная принадлежность для свинчивания-развинчивания труб) после подъема и остается в таком положении на время переезда устройства к новой скважине. Во время переезда контргрузы 7 находятся в переднем, относительно транспортной базы 1, положении (пунктиром на фиг.1 показано транспортное положение контргрузов 7) и обеспечивают устойчивость устройства для бурения скважин. При установке на новой скважине устройство горизонтируется вначале при помощи двух задних гидродомкратов 4 (для создания надежной опоры), а затем при помощи переднего гидродомкрата 3, который посредством гибкой связи 12, соединенной со штоком 14, одновременно с выдвижением последнего увлекает за собой контргрузы 7. Контргрузы 7 перемещаются вверх по наклонным направляющим 6 и при крайнем положении штока 14 переднего гидродомкрата 3 занимают рабочее положение вблизи буровой мачты 5. При этом выполнение гибкой связи 12 в виде талевой системы с подвижным блоком 13 на штоке 14 переднего гидродомкрата 3 позволяет не только облегчить работу гидропривода, но и при относительно малом ходе штока 14 увеличить (например, удвоить) величину хода контргрузов 7, что особенно важно для устройств больших типоразмеров. Затем от нижнего конца бурильной трубы с долотом отводится ключ, она опускается на забой при помощи штока 9 гидроцилиндра подачи, во внутреннюю полость бурильных труб подается очистной агент (сжатый воздух) и подключается вал отбора мощности транспортной базы 1. Необходимое осевое усилие на забой создается при помощи гидроцилиндра подачи путем подключения надпоршневого пространства корпуса 10 от работающей гидросистемы транспортной базы 1.Moving (moving) the device from the well to the well on the block is carried out with the hydraulic jack supports 3 raised (the dotted line in Fig. 1 shows the transport position of the movable block 13 of the hoist system) and 4 with the feed cylinder body 10 in the upper position, i.e. immediately after lifting the last drill pipe with roller cone from the well without installing it in the cassette receiver 15. In this case, the rod 9 of the supply hydraulic cylinder holds in its upper position a movable rotator 8 with the last drill pipe with a roller cone attached to it, the lower end of which is fixed with a key ( not shown, a mandatory accessory for screwing-unscrewing pipes) after lifting and remains in this position for the time the device moves to a new well. During the move, the counterweights 7 are in the forward position relative to the transport base 1 (the dotted line in Fig. 1 shows the transport position of the counterweights 7) and ensures the stability of the device for drilling wells. When installed on a new well, the device is first horizontal using two rear hydraulic jacks 4 (to create a reliable support), and then using the front hydraulic jack 3, which, through flexible coupling 12 connected to the rod 14, simultaneously carries the counterweights 7 along with the extension. The counterweights 7 move upward along the inclined guides 6 and, in the extreme position of the rod 14 of the front hydraulic jack 3, occupy the working position near the drill mast 5. In this case, the flexible connection 12 in the form of a tackle system with Vision unit 13 on the rod 14 of the front hydraulic jack 3 can not only facilitate the work of the hydraulic drive, but at a relatively slow speed of rod 14 to increase (e.g. to double) the amount of stroke counterweight 7, which is especially important for large sizes of devices. Then, a key is removed from the lower end of the drill pipe with a chisel, it is lowered to the bottom using the rod 9 of the supply hydraulic cylinder, a cleaning agent (compressed air) is fed into the inner cavity of the drill pipes and the power take-off shaft of the transport base 1 is connected. using the supply hydraulic cylinder by connecting the over-piston space of the housing 10 from the working hydraulic system of the transport base 1.

Для наращивания бурового става по мере углубки скважины подвижный вращатель 8 при достижении нижнего положения отсоединяется от бурильной трубы, поднимается в верхнее положение, затем в зазор между рабочим (выходным) валом подвижного вращателя 8 и верхним концом бурового става заводится очередная труба, которая с помощью имеющихся на обоих концах резьб соединяется с рабочим валом подвижного вращателя 8 и находящимся в скважине буровым ставом, и бурение продолжается. По достижении заданной глубины буровой став с помощью гидроцилиндра подачи извлекается из скважины и по мере извлечения разбирается на составляющие его бурильные трубы за исключением последней с шарошечным долотом, остающейся во вращателе 8. Для исключения ручного труда на вспомогательных операциях свинчивание и развинчивание бурильных труб (при зафиксированном нижнем конце трубы при помощи ключа) производится самим подвижным вращателем 8, а буровые трубы устанавливаются в закрепленном на буровой мачте 5 поворотном кассетном приемнике 15 барабанного типа. После этого осуществляется вначале подъем штока 14 переднего гидродомкрата 3 с одновременным гарантированным (за счет увеличения в этот момент угла наклона направляющих 6) перемещением контргрузов 7 под действием собственного веса по направляющим 6 в переднее (транспортное) положение. Затем поднимаются опоры задних гидродомкратов 4 и устройство готово к переезду к следующей скважине.To increase the drill head as the well goes deeper, the movable rotator 8, when it reaches the lower position, is disconnected from the drill pipe, rises to the upper position, then another pipe is inserted into the gap between the working (output) shaft of the movable rotator 8 and the upper end of the drill stand, which, using existing at both ends of the threads is connected to the working shaft of the movable rotator 8 and the drill stand located in the well, and drilling continues. Upon reaching a predetermined depth, the drill string with the help of a hydraulic cylinder is removed from the well and disassembled into its constituent drill pipes with the exception of the latter with a cone bit remaining in the rotator 8. To exclude manual labor in auxiliary operations, screwing and unscrewing the drill pipes (when fixed the lower end of the pipe with a key) is made by the movable rotator 8 itself, and the drill pipes are installed in a rotary cassette receiver mounted on the drill mast 5 e 15 drum type. After that, the rod 14 of the front hydraulic jack 3 is first lifted with simultaneous guaranteed (due to an increase in the angle of inclination of the guides 6 at this moment) movement of the counterweights 7 under the action of its own weight along the guides 6 to the front (transport) position. Then, the supports of the rear hydraulic jacks 4 rise and the device is ready to move to the next well.

В свою очередь перебазирование устройства на новый блок, осуществляемое своим ходом или на трейлере, производится с опущенным в нижнее положение (транспортное) корпусом 10 гидроцилиндра подъема, который удерживает своим штоком 9 в нижнем положении подвижный вращатель 8 без бурильной трубы. После перебазирования на новый блок для перевода гидроцилиндра подачи в верхнее (рабочее положение) в поршневую полость подается рабочая жидкость и при достижении корпусом 10 гидроцилиндра подачи верхнего положения фиксаторы 11 автоматически входят в соответствующие углубления на корпусе 10 и тем самым жестко закрепляют его относительно буровой мачты 5 для работы на новом блоке.In turn, the device is relocated to a new block, carried out on its own or on the trailer, with the (transport) housing 10 of the lift cylinder lowered to the lower position, which holds the movable rotator 8 without the drill pipe with its rod 9 in the lower position. After relocation to the new block to transfer the supply hydraulic cylinder to the upper (working position), the working fluid is supplied to the piston cavity and, when the housing 10 of the hydraulic cylinder reaches the upper position, the clamps 11 automatically enter the corresponding recesses on the housing 10 and thereby rigidly fix it relative to the mast 5 to work on the new block.

Устройство для бурения скважин благодаря перемещающимся контргрузам позволяет быстро (за счет талевой системы) перевести последние в рабочее положение, повысить осевую нагрузку на забой при бурении и увеличить скорость проходки скважины без увеличения общей массы установки. При этом независимый перевод из рабочего положения в транспортное и обратно ходовой части и гидроцилиндра подачи устройства позволяет при работе на блоке не отсоединять от подвижного вращателя последнюю бурильную трубу с шарошечным долотом, что существенно снижает затраты времени на операции по сборке-разборке бурового става на каждой скважине и повышает производительность буровых работ.The device for drilling wells due to moving counterweights allows you to quickly (due to the tackle system) translate the latter into working position, increase the axial load on the bottom while drilling and increase the speed of drilling without increasing the total mass of the installation. At the same time, the independent transfer from the working position to the transport and back of the running gear and the supply hydraulic cylinder of the device allows not to disconnect the last drill pipe with roller cone from the movable rotator, which significantly reduces the time required for assembly and disassembly of the drill stand at each well and improves drilling productivity.

Claims

A device for drilling wells, comprising a transport base with attachments including a supporting frame, a drill mast with a movable rotator, a drive, a supply hydraulic cylinder, front and rear hydraulic jacks and counterloads mounted on inclined guides placed along the transport base, which are movable by means of flexible connection associated with the delivery hydraulic cylinder, characterized in that the counterweights are connected by a flexible connection with the front hydraulic jack, while the flexible connection of each of the counterweights is made and in the form of a tackle system, the mobile unit of which is placed on the rod of the front hydraulic jack parallel to the longitudinal plane of the device.