[1]Полезная модель относится к области геологоразведки, а именно к конструкции передвижных буровых установок колонкового бурения на самоходном шасси для подземных геологоразведочных работ, и может быть использована для бурения вертикальных, горизонтальных и наклонных скважин.
[2]Колонковое бурение применяется для выполнения разведочных скважин с большой глубиной, проходки в скальных горизонтах, прокладки артезианских колодцев. Метод имеет ряд преимуществ, которые заключаются в мобильности установок, возможности отбора пробы горных пород. Извлечение на поверхность кернового материала позволяет изучить геологию участка и обосновать перспективу дальнейших исследований и разработок.
[3]Известно большое количество передвижных буровых установок. Так, например, в патенте РФ №2190076 (приор. 26.03.2001, опубл. 27.09.2002) описана мобильная буровая установка, содержащая многоосное шасси, горизонтально расположенную на раме в транспортном положении буровую вышку, устройство для подъема вышки в вертикальное рабочее положение, опорные домкраты с тарелями для горизонтирования. При этом устройство для подъема вышки снабжено консольной платформой, шарнирно закрепленной на раме. Вышка выполнена съемной и соединена с консольной платформой, как минимум, тремя взаимоответными ловителями типа крюк-петля для ориентации и фиксации вышки, саморазъемными в вертикальном положении вышки при установке ее на грунт. Причем два крюка расположены на свободном конце консольной платформы, симметрично продольной оси вышки, третий - со стороны крепления консольной платформы к раме. Основание вышки снабжено, как минимум, четырьмя опорами, закрепленными с возможностью поворота и фиксации в рабочем и транспортном положениях. Недостатками известного аналога является отсутствие возможности наклонного бурения, значительная высота мобильной буровой установки в транспортном положении, сложность конструкции и монтажа для приведения установки в рабочее состояние.
[4]Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является буровая установка, описанная в патенте CN 110206528 (приор. 31.05.2019, опубл. 06.09.2019). В изобретении описана буровая установка для бурения ствола скважины для забойки комплексной горной выработки, включающая корпус буровой установки. Корпус буровой установки включает подвижно соединенные устройство подачи и узел регулировки угла. При этом узел регулировки угла состоит из поворотной платформы, первой поворотной опоры, узла стрелы, телескопической стрелы, второй поворотной опоры, поворотного гидроцилиндра, выравнивающего устройства и раздвижного устройства, которые подвижно соединены друг с другом, причем раздвижное устройство подвижно соединено с узлом подачи.
[5]Описанная в патенте буровая установка имеет большой ряд преимуществ, например, такие как малые размеры, позволяющие производить работу на ней в условиях горных выработок, корпус буровой установки включает подвижно соединенные устройство подачи и узел регулировки угла направления оси бурения. Однако, существенным недостатком является отсутствие возможности проведения работ по геологоразведке, в частности проведения колонкового бурения.
[6]Техническим результатом, который достигается в заявленной полезной модели, является создание самоходной буровой установки колонкового бурения, обеспечивающей возможность бурения вертикальных и наклонных скважин круговым веером в широком рабочем диапазоне, перекрывающим всю переднюю полусферу.
[7]Технический результат достигается тем, что буровая установка для геологоразведки включает установленную на гусеничном движителе несущую раму, на которой расположены гидравлический модуль, модуль с дизельным двигателем, модуль охлаждения, модуль промывочного насоса, модуль для бурения и пульт управления. При этом модуль для бурения расположен на несущей раме в передней части буровой установки и включает в себя мачту с узлом захвата буровой трубы, узел вращения буровой трубы с зажимным устройством, приводимый в движение вдоль оси мачты с помощью гидроцилиндра и лебедку снаряда со съемным керноприемником. Причем для позиционирования мачты модуля для бурения используется поворотный механизм с двумя плоскостями вращения и возможностью регулировки угла наклона между ними.
[8]Предпочтительно, чтобы модули были расположены на несущей раме с возможностью отдельного снятия и установки каждого из них.
[9]Также несущая рама может быть снабжена домкратами для приведения буровой установки в рабочее горизонтальное положение.
[10]В частном случае пульт управления может быть выполнен с возможностью установки его на выносную треногу, имеющую регулировку по высоте.
[11]Использование гусеничного движителя в буровой установке для ее перемещения позволяет оптимизировать процесс ее передвижения до места работы.
[12]Применение общей несущей рамы для расположения рабочих модулей позволяет создать жесткую конструкцию всей буровой установки, необходимую для буровых работ на значительные глубины.
[13]Гидравлический модуль, модуль с дизельным двигателем, модуль охлаждения, модуль промывочного насоса, модуль для бурения и пульт управления являются необходимыми рабочими модулями для работы всей буровой установки.
[14]Наличие домкратов на несущей раме позволяет приводить буровую установку в рабочее горизонтальное положение.
[15]Модуль для бурения включает в себя мачту с узлом захвата буровой трубы, узел вращения буровой трубы с зажимным устройством, приводимый в движение вдоль оси мачты с помощью гидроцилиндра и лебедку снаряда со съемным керноприемником, что позволяет производить колонковое бурение.
[16]Расположение модуля для бурения на несущей раме в передней части буровой установки и использование для позиционирования мачты модуля для бурения поворотного механизма с двумя плоскостями вращения и возможностью регулировки угла наклона между ними создает возможность бурения вертикальных и наклонных скважин круговым веером в широком рабочем диапазоне, перекрывающим всю переднюю полусферу.
[17]Таким образом, все приведенные признаки направлены на достижение технического результата, а именно создание самоходной буровой установки колонкового бурения, обеспечивающей возможность бурения вертикальных и наклонных скважин круговым веером в широком рабочем диапазоне, перекрывающим всю переднюю полусферу.
[18]Расположение модулей на несущей раме с возможностью отдельного снятия и установки каждого из них позволяет повысить ремонтопригодность буровой установки.
[19]Выполнение пульта управления с возможностью установки его на выносную треногу, имеющую регулировку по высоте, позволяет находиться оператору на расстоянии от работающей буровой установки, что повышает безопасность при проведении работ.
[20]В последующем заявляемое техническое решение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
[21]фиг.1 - изображена буровая установка в транспортном положении вид сбоку;
[22]фиг.2 - изображена буровая установка в транспортном положении вид сверху;
[23]фиг.3 - изображено рабочее положение пульта;
[24]фиг.4 - изображена буровая установка в рабочем положении вид сбоку.
[25]Буровая установка для геологоразведки включает в себя гусеничное шасси 1, на котором смонтирована несущая рама 2, с установленными на ней рабочими модулями, с возможностью отдельного снятия и установки каждого из них.
[26]Модуль для бурения расположен в передней части установки и включает в себя мачту 3 с рабочими узлами, узлом 4 захвата и узлом 5 вращения буровой трубы с зажимным устройством 6, приводимый в движение вдоль оси мачты 3 с помощью гидроцилиндра 7. Для позиционирования мачты 3 используется поворотный механизм с двумя плоскостями вращения и возможностью регулировки угла наклона между ними. При этом в одной из плоскостей вращение обеспечивается при помощи поворотного редуктора 8, на который установлена рамная конструкция 9 с гидроцилиндром 10, обеспечивающим выдвижение мачты 3 к устью скважины. Также на нижней плоскости мачты 3 при помощи зажимного кронштейна 11 смонтирована лебедка 12 снаряда со съемным керноприемником (ССК), при этом кронштейн 11 выполнен таким образом, что при выдвижении мачты 3 лебедка 12 ССК может быть жестко сцеплена с рамой 9, что позволяет переместить ее в удобное рабочее положение при любом уровне выдвижения и угле наклона мачты 3.
[27]Питание буровой установки во время работы производится посредством гидравлического модуля 13, установленного в правой части несущей рамы 2 буровой установки. Данный гидравлический модуль 13 включает в себя электродвигатель 14 с установленными на нем гидравлическими насосами, гидравлический бак 15, гидравлические блоки пилотного управления, дополнительный водяной охладитель 16, а также электрический щит управления электродвигателем 14, позволяющий производить подключение к внешнему источнику питания с напряжением 380В, либо 660В.
[28]В задней левой части несущей рамы 2 буровой установки установлен модуль 17 с дизельным двигателем, обеспечивающим работу второго контура гидравлической системы для привода гусениц 1 и позиционирования мачты 3 в то время, когда установка не подключена к внешнему источнику питания. Прямо за ним находится пульт 18 управления ходом станка, а также рычаги управления задним домкратом 19 и передним домкратом 20, при помощи которых несущая рама 2 буровой установки отжимается от опорной поверхности и переводится в рабочее положение, выравниваясь в горизонтальной плоскости. При этом передние домкраты 20 установлены на поворотных кронштейнах 21, что позволяет обеспечить их отвод в сторону в том случае, когда при бурении вниз устье располагается в зоне предполагаемой точки опоры.
[29]Охлаждение гидравлики обоих контуров обеспечивается модулем 22 воздушного охладителя, вентилятор которого приводится в движение за счет гидромотора. Охладитель устанавливается на кронштейн 23, с возможностью опрокидывания на 90 градусов в горизонтальное положение, что позволяет обеспечить больший диапазон работы мачты 3.
[30]Модуль 24 промывочного насоса, обеспечивающий подачу бурового раствора в скважину, также расположен на несущей раме 2 в ее передней части, в описываемом варианте слева.
[31]Управление бурением производят с пульта 25, устанавливающегося на треногу 26 с возможностью регулировки высоты для удобства использования пульта 25. В транспортном положении пульт 25 управления бурением размещается в задней части несущей рамы 2, что облегчает его транспортировку на большие расстояния.
[32]Заявляемая буровая установка работает следующим образом.
[33]Буровая установка скомпонована на одном гусеничном шасси 1 и имеет возможность перемещаться как от электродвигателя 14 при подключенном кабеле питания в пределах длины кабеля, так и от модуля 17 ходового дизельного двигателя на любые расстояния. При приезде на место работы установка отжимается от опорной поверхности выставляется в устойчивое положение при помощи двух передних домкратов 20 и двух задних домкратов 19, расположенных соответственно в передней и задней части машины. Мачта 3 приводится в необходимое положение за счет поворота рамной конструкции 9, наклона и поворота поворотного редуктора 8, а также спуском мачты 3 к устью скважины. Операции по выставлению мачты 3 можно производить как от электродвигателя 14, так и при работе модуля 17 дизельного ходового двигателя. Лебедку 12 ССК закрепляют в нужном положении на мачте 3, сдвигая ее вдоль оси мачты 3 и прижимая пластинами. Выносной пульт 25 управления бурением устанавливают на регулируемой треноге 26 на безопасном для буровика расстоянии от буровой установки. На мачте 3 узел 5 вращения буровой трубы отодвигают в крайнее положение. В узел 4 захвата устанавливают первую буровую трубу и зажимают зажимным устройством 6. Вторую трубу заводят через узел 5 вращения буровой трубы и накручивают на первую. Узел 5 вращения буровой трубы зажимает верхнюю трубу и раскручивает буровую колонну до необходимых оборотов. Затем весь узел 5 вращения буровой трубы вращения подают в сторону устья скважины при помощи гидроцилиндра 10 подачи, задавливая вращающуюся буровую трубу. Таким образом происходит бурение.
[34]При достижении определенной глубины в буровую трубу спускают узел захвата керноприемника, который прикрепляют к забранному керну, и при помощи лебедки 12 ССК керн поднимают на поверхность. При необходимости изменяют положение буровой установки, положение и угол расположения мачты 3, положение лебедки 12 ССК, и производят бурение в нужном направлении.
[35]Таким образом, заявляемая буровая установка обладает высокой мобильностью за счет расположения рабочих модулей и узлов на общей раме 2 с гусеничным приводом, позволяет уменьшить время, требуемое для перевода буровой установки в рабочее положение, а также широким рабочим диапазоном выставления мачты 3, перекрывающий всю переднюю полусферу.
