установка для бурения скважин

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содержащая основание, размещенную на основании поворотную платформу, на которой шарнирно закреплена рама податчика с механизмом подъема последней, установленная на раме с возможностью перемещения вдоль нее каретка с закрепленным на ней вращателем, привод подачи и кинематически связанный с последним дополнительный привод подачи изменения режимов подачи, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на раме податчика направляющими роликами, размещенными на поворотной платформе направляющими шкивами, стопорным механизмом и закрепленными на горизонтальной оси поворотной платформы ведомым колесом и муфтой сцепления для взаимодействия с последним, при этом привод подачи выполнен в виде установленного на одном из концов рамы податчика регулируемого гидропривода, гибкого тягового органа и размещенных на противоположных концах рамы податчика концевых электроприводов и соответствующих дифференциально-планетарных механизмов, каждый из которых состоит из установленного с возможностью вращения корпуса с корончатым центральным колесом внутреннего зацепления и размещенных в корпусе с возможностью вращения водила с сателлитами и ведомыми колесами и несущего вала с солнечным колесом и ведомыми колесами, при этом корпуса дифференциально-планетарных механизмов кинематически связаны между собой и с выходными валами соответствующих концевых электроприводов, а входной и выходной валы регулируемого гидропривода кинематически связаны соответственно с выходным валом одного из концевых электроприводов подачи и с ведомым колесом несущего вала соответствующего дифференциально-планетарного механизма, причем ведущие колеса водил дифференциально-планетарных механизмов кинематически связаны между собой, а гибкий тяговый орган закреплен на каретке с возможностью взаимодействия со стопорным механизмом и связывает между собой ведомые колеса водил дифференциально-планетарных механизмов, направляющие ролики рамы податчика, направляющие шкивы поворотной платформы и ведомое колесо горизонтальной оси поворотной платформы, при этом дополнительный привод изменения режимов подачи закреплен на каретке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для бурения наклонных и горизонтальных скважин большой протяженности.

Известен станок для направленного горизонтального бурения, состоящий из основания с направляющей рамой, на которой установлены механизм подачи, вращатель бурового става и вращатель обсадных труб, вращатель с приводом кинематически связан с механизмом подачи.

Этот станок малоэффективен, поскольку имеет низкие эксплуатационные качества при подготовке к бурению и в процессе бурения.

Известна гидрофицированная буровая установка, принятая за прототип, которая содержит раму податчика, гидравлический механизм подачи, подвижный вращатель с приводом, кинематически связанный с механизмом подачи, механизм подъема рамы податчика в рабочее положение, трубодержатель, силовой агрегат, рама податчика снабжена стопорным механизмом, средства ориентирования рамы с бурильным инструментом.

К недостаткам гидрофицированной буровой установки относятся несовершенство средств ориентирования рамы по зенитному углу и невозможность ориентирования по азимуту, несовершенство средств подачи и спуско-подъемных операций, а также низкие эксплуатационные качества.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств, повышение надежности и безопасности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что рама податчика снабжена приводной головкой с дополнительным подвижным приводом подачи, дифференциально-пла- нетарной передачей, состоящей из соединенных между собой корпусов с корончатым центральным колесом, установленным с возможностью вращения, водила и несущего вала с солнечным колесом, снабженных ведомыми колесами, регулируемым гидроприводом, кинематически связанным с редукторами концевых электроприводов подачи и колесом несущего вала дифференциально-планетарной передачи, причем концевые электроприводы подачи соединены с соответствующими корпусами, поворотная платформа снабжена ведомыми колесами со стопорным механизмом и муфтой сцепления оси поворотной платформы с ведомым колесом, причем ведомые колеса поворотной платформы соединены посредством гибкого тягового органа с ведомыми колесами водила дифференциально-планетарной передачи и дополнительным подвижным приводом подачи.

Существенными отличительными признаками изобретения являются наличие приводных головок, дополнительного подвижного привода подачи, дифференциально-планетарной передачи, регулируемого гидропривода, кинематически связанного с концевыми электроприводами и несущим валом дифференциально-планетарной передачи, наличие на поворотной платформе ведомых колес со стопорным устройством и муфтой сцепления оси поворотной платформы с ведомым колесом, кинематическое соединение водила дифференциально-пла- нетарной передачи с дополнительным подвижным приводом подачи.

В связи с тем, что указанные признаки не обнаружены в известных решениях, заявленное техническое решение отвечает критерию "существенное отличие".

На фиг. 1 представлена установка для бурения скважин, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - концевой электропривод подачи с дифференциально-планетарной передачей; на фиг. 4 - установка с дополнительным подвижным приводом подачи; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4.

Установка состоит из подвижного основания 1, поворотной платформы 2, рамы податчика 3 с концевыми электроприводами подачи, включающими двигатель 4, редуктор 5 со стопором 6, приводное колесо 7, смонтированное на выходном валу редуктора. Приводные колеса 7 соединены гибким приводным органом с входным валом 8 регулируемого гидропривода и с колесом 9 корпуса 10 дифференциально-планетарной передачи. Водило 11 соединено сателлитами 12 с центральным несущим валом 13, кинематически связанным посредством ведомых колес 14 с выходным валом 15 регулируемого гидропривода. Несущие валы 13 и колеса 9 корпусов 10 противоположных приводных головок соединены гибкими приводными органами 16 и 17.

Тяговый орган 18 прикреплен к каретке 19 с вертлюгом-вращателем 20 и запасован в канавках ведомых колес 21 водила 11, колес 22, установленных на нижней части рамы податчика, колес 23, установленных на поворотной платформе 2, и колес 24, установленных на оси 25 поворотных роликов 26 поворотной платформы. Колесо 23 снабжено дополнительным стопорным устройством 27, а на оси 25 смонтирована муфта 28 сцепления с колесом 24.

Дополнительный подвижный привод подачи (фиг. 4, 5) установлен на каретке вертлюга-вращателя 20 и состоит из двигателя 29, редуктора 30, гибкого приводного органа 31, связывающего выходной вал редуктора, центральное колесо 32 и ведомые колеса 33 и 34, установленные на нижней части каретки. Гибкий тяговый орган выполнен замкнутым, обхватывающим указанные колеса. Рама податчика и поворотная платформа связаны гидрозамками 35.

Поддержка бурильных труб осуществляется посредством люнета 36, а зажим производится устройством 37 с приводом 38. Регулировка гидропривода осуществляется посредством устройства 39, изменяющего объем рабочей жидкости, поступающей в полость гидропривода.

Данная установка работает следующим образом. После расположения подвижного основания 1 вблизи забоя (фиг. 1) рама податчика 3 ориентируется в пространстве посредством гибкого тягового органа 18, приводимого концевыми электроприводами подачи. Для натяжения органа 18 один из приводов стопорится стопором 6 редуктора 5, а другой приводится в действие. После определенного натяжения тягового органа привод останавливается, стопор 6, например храповой механизм, отключается, но стопорится колесо 23 посредством дополнительного стопорного устройства 27.

При включении электропривода подачи рама податчика ориентируется механизированно по зенитному углу. Если рама податчика устанавливается под углом, превышающим заданное значение, электропривод подачи включается в обратном направлении при визуальном наблюдении или автоматически с использованием отслеживающих систем.

После этого платформа 2 фиксируется под необходимым углом наклона, например, посредством гидрозамков 35, отключается стопорное устройство 27, но соединяется муфта 28 с колесом 24 и включается электропривод подачи, приводя в движение поворотные ролики по сегментным направляющим, ориентируя раму податчика по азимуту.

После расцепления муфты 28 с колесом 24 выполняются работы по подготовке к забуриванию устья скважины следующим образом. Забуривание возможно враща- тельным способом и забойным двигателем. При забуривании вторым способом забойный двигатель устанавливается на люнете 36 и свинчивается с бурильной трубой с помощью ключей, трубозажимного устройства 37 и вращателя. Включается насос и электропривод подачи. При забуривании вращательным способом вначале включается привод вертлюга-вращателя 20, а после этого включается электропривод подачи, осуществляя подачу бурильного инструмента на забой.

Плавное регулирование скорости подачи производится посредством дополнительного гидропривода малой мощности, например гидравлического универсального регулятора скорости типа УРС или гидропривода 937. Колесо входного вала 8 гидропривода, соединенное с приводным колесом 7 электропривода подачи, вращающегося с постоянной скоростью посредством основного двигателя 4 большой мощности, приводит в действие регулируемый насос, производительность которого регулируется вручную или автоматически с помощью устройства 39. В связи с этим изменяется скорость выходного вала гидропривода, который посредством гибкого приводного органа передает вращение центральному несущему валу 13, взаимодействующему центральным (солнечным) колесом с сателлитами 12, находящимися в зацеплении с центральным (корончатым) колесом корпуса 10, вращающегося с постоянной скоростью. В результате этого скорость водила 11 определяется разностью скоростей корпуса 10 и несущего вала 13. Синхронизация концевых электроприводов подачи осуществляется гибкими органами 16 и 17.

Значительное изменение диапазона скорости подачи осуществляется посредством дополнительного привода подачи при включении двигателя 29, передающего мощность через редуктор 30 на центральное колесо 32 посредством приводного органа 31. При этом скорость подачи определяется разностью или суммой окружных скоростей колес 21, 32.

Использование данной установки для бурения скважин позволяет повысить эффективность бурения.