RU2240419C2 - Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта - Google Patents
Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240419C2 RU2240419C2 RU2001130458/03A RU2001130458A RU2240419C2 RU 2240419 C2 RU2240419 C2 RU 2240419C2 RU 2001130458/03 A RU2001130458/03 A RU 2001130458/03A RU 2001130458 A RU2001130458 A RU 2001130458A RU 2240419 C2 RU2240419 C2 RU 2240419C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill
- elements
- drilling
- changing
- storing
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 108010066114 cabin-2 Proteins 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству, предназначенному для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта. Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта содержит транспортное средство, балку, установленную подвижно относительно него, к которой подвижно прикреплен бурильный узел, содержащий, по меньшей мере, бурильный молоток, подающую штангу и подающее средство. Устройство содержит, по меньшей мере, один магазин для хранения бурильных элементов, используемых в процессе бурения, и блок смены бурильных элементов, обеспечивающий их перенос между магазином для хранения бурильных элементов и бурильным узлом. Магазин для хранения бурильных элементов установлен на транспортном средстве или на балке отдельно от бурильного узла, причем устройство содержит средство для перемещения бурильного узла в заданную позицию и заданное расположение относительно магазина для хранения бурильных элементов для смены бурильного элемента. Технической задачей изобретения является создание устройства для смены бурового долота или какого-либо другого бурильного элемента бурильного узла, имеющего простую конструкцию, исключающего регулировку комплексных перемещений блока замены бурильных элементов и не добавляющего веса и не увеличивающего габаритные размеры бурильного узла. Устройство имеет высокую надежность в работе. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к устройству, предназначенному для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта, содержащей транспортное средство и балку, установленную подвижно относительно него, к которой подвижно прикреплен бурильный узел, содержащий, по меньшей мере, бурильный молоток, подающую штангу и подающее средство, причем это устройство содержит по меньшей мере один магазин для хранения бурильных элементов, используемых в процессе бурения, и блок смены бурильных элементов, обеспечивающий их перенос между магазином для хранения бурильных элементов и бурильным узлом.
Предельно высокие напряжения возникают в буровом долоте, используемом для бурения скального грунта, поэтому долото необходимо менять из-за износа и возможных повреждений. Для эффективного бурения скального грунта буровое долото должно быть в хорошем состоянии. В известном решении на бурильном узле устанавливают устройство смены бурового долота, включающее магазин. Однако такое решение имеет недостаток, заключающийся в том, что вес и габаритные размеры бурильного узла должны быть увеличены, при этом манипулирование бурильным узлом затруднительно, а зона бурения просматривается неудовлетворительно. Для тяжелой конструкции требуются мощная балка и тяжелое средство для перемещения бурильного узла, причем это также увеличивает стоимость изготовления оборудования. Также, обслуживание и наладка оборудования затруднительны, когда магазин для бурового долота и блок смены размещены вплотную к подающей штанге. Вдобавок к этому извлечение использованных буровых долот и помещение в магазин новых долот затруднительно. Помимо этого не во всех случаях имеется возможность обеспечения бурильного узла буровыми долотами в достаточном количестве, поскольку вес и габариты магазина ограничивают количество буровых долот. Было разработано оборудование, позволяющее решить указанные проблемы, в котором буровые долота заранее закрепляют на концах буровых штанг, а затем их размещают в магазине для хранения буровых долот на транспортном средстве. В таких вариантах проблема заключается в том, что для устройства манипулирования штангами требуется некоторая степень свободы для того, чтобы иметь возможность перемещать буровую штангу с буровым долотом из магазина к буровому узлу. В данном случае должна быть обеспечена возможность управления сложными перемещениями, для чего используют дорогие и ненадежные элементы в условиях проведения буровых работ. Другая трудность в данном варианте состоит в том, что, поскольку буровые долота закреплены на буровых штангах, манипулировать ими затруднительно из-за их больших размеров и веса. При этом магазин занимает много места.
Так, из уровня техники известно устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта, содержащее транспортное средство, балку, установленную подвижно относительно него, к которой подвижно прикреплен бурильный узел, содержащий, по меньшей мере, бурильный молоток, подающий брус и подающее средство, причем это устройство содержит, по меньшей мере, один магазин для помещения бурильных элементов, используемых в процессе бурения, и блок смены бурильных элементов, обеспечивающий их перенос между магазином и бурильным узлом (см., например, книгу Иванов К.И., Латышев В.А. и др., Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых, Москва, Недра, 1987, с.124, рис.4.4, 4.5).
Однако если магазин для бурильных элементов установлен в соединении с бурильным узлом, как в случае, описанном в книге Иванова, вес и другие параметры бурильного узла оказываются весьма существенными. В результате этого работа с таким бурильным узлом может быть сложной и видимость объекта бурения может оказаться плохой. Более того, вместимость магазина оказывается существенно ограниченной, если он установлен в соединении с бурильным узлом.
Технической задачей настоящего изобретения является создание нового устройства для смены бурового долота или какого-либо другого бурильного элемента бурильного узла, имеющего простую конструкцию, исключающего регулировку комплексных перемещений блока замены бурильных элементов и не добавляющего веса и не увеличивающего габаритные размеры бурильного узла.
Данная техническая задача решается за счет создания устройства для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта, содержащей транспортное средство, балку, установленную подвижно относительно него, к которой подвижно прикреплен бурильный узел, содержащий, по меньшей мере, бурильный молоток, подающую штангу и подающее средство, причем это устройство содержит, по меньшей мере, один магазин для хранения бурильных элементов, используемых в процессе бурения, и блок смены бурильных элементов, обеспечивающий их перенос между магазином для хранения бурильных элементов и бурильным узлом, в котором согласно изобретению магазин для хранения бурильных элементов установлен на транспортном средстве или на балке отдельно от бурильного узла, причем устройство содержит средство для перемещения бурильного узла в заданную позицию и заданное расположение относительно магазина для хранения бурильных элементов для смены бурильного элемента.
Блок смены бурильных элементов может быть установлен на транспортном средстве или на балке.
Кроме того, блок смены бурильных элементов может быть установлен с возможностью поворота относительно его шарнира между магазином для хранения бурильных элементов и бурильным узлом и содержать рычаг, выполненный с возможностью его удлинения или укорачивания, и на свободном конце рычага расположено зажимное приспособление для захвата бурильных элементов.
Предпочтительно магазин для хранения бурильных элементов и блок смены бурильных элементов установлены на балке, в результате чего относительное положение магазина для элементов, блока смены элементов и бурильного узла является независимым от положения балки.
Также предпочтительно блок смены бурильных элементов установлен с возможностью ограниченного перемещения в соответствии с относительным расположением заранее заданной позиции смены бурильного узла и магазина для хранения бурильных элементов.
Предпочтительно блок смены бурильных элементов размещен на бурильном узле и выполнен с возможностью переноса бурильных элементов между магазином для хранения бурильных элементов и позицией удерживания у конца подающей штанги.
Предпочтительно магазин для хранения бурильных элементов содержит поворотный дискообразный корпус, на периферии которого размещены штифты или выступы для крепления бурильных элементов.
Предпочтительно балка имеет две штанги, расположенные вдоль установки бурения скального грунта на расстоянии друг от друга, и магазин для хранения бурильных элементов, и блок смены бурильных элементов размещены между штангами балки.
Преимущество данного изобретения состоит в том, что смена бурового долота не требует сложных движений блока смены элементов, поэтому этот блок может иметь простую и одновременно надежную конструкцию. Это позволяет снизить затраты на изготовление и эксплуатацию блока смены. В данном случае не требуются сложный и ненадежный датчик или устройства управления с точным контролем перемещений. Скорость простых перемещений можно значительно увеличить, что существенно уменьшит затраты времени на смену бурового долота. Такое решение обеспечивает дальнейшее преимущество, заключающееся в том, что, когда блок смены элементов и магазин элементов установлены на транспортном средстве или на балке, то они не добавляют вес и не увеличивают габаритные размеры бурильного узла, тем самым облегчая манипулирование оборудованием, обеспечивая лучший обзор места бурения и, вдобавок к этому, позволяет уменьшить и удешевить конструкцию бурильного узла и его привод. С другой стороны, размещение магазина элементов на балке или на транспортном средстве позволяет использовать магазин больших размеров или несколько магазинов, что обеспечивает время непрерывной работы бурильной головки.
Далее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых
фиг.1 и 2 схематично представляют установки бурения скального грунта, в которые введены устройства для смены бурильных элементов согласно настоящему изобретению;
фиг.3 и 4 схематично представляют принцип установки врубовой трубы, используемой при бурении скального грунта.
На фиг.1 схематично представлена часть установки бурения скального грунта, в которую можно ввести устройство согласно настоящему изобретению. Следует отметить, что в данном применении термин “бурильный элемент” относится не только к буровым долотам, но также, например, к бурильным врубовым трубам, описанным далее со ссылками на фиг.3 и 4, причем на чертежах также представлено средство для установки этих труб и другие элементы, которые необходимы при бурении и манипулировании блоком смены бурильных элементов. Установка бурения скального грунта, показанная на чертежах, содержит маневренное транспортное средство 1 с кабиной 2 управления, а также необходимые дополнительные устройства. Балка 4, которую можно поднимать и опускать с помощью гидроцилиндра 3, размещена на транспортном средстве 1. Балка 4 преимущественно имеет вильчатую форму, т.е. она содержит две штанги, проходящие вдоль транспортного средства 1 на расстоянии друг от друга, причем их можно опускать на грунт в процессе бурения и, соответственно, поднимать, по меньшей мере, во время перемещения оборудования для бурения скального грунта. Для четкого представления на чертеже показана только самая задняя штанга балки, а также форма поперечного сечения поперечной штанги 4а, которая соединяет штанги. Реальный бурильный узел 5, содержащий, по меньшей мере, бурильный молоток 7, подающую штангу 6, а также другие средства подачи, установлен на балке 4, преимущественно у ее свободного конца. На чертеже бурильный узел частично показан штриховой линией. Бурильный молоток 7 перемещается под действием гидроцилиндров, например, вдоль подающей штанги 6. Бурильный узел 5 может перемещаться различными путями относительно балки 4. Во-первых, весь бурильный узел можно поворачивать с помощью гидродвигателя, например, в направлении “А” относительно первой горизонтальной оси 8. Далее, ее можно поднимать и опускать в направлении “В” с помощью подъемного устройства 9 бурильного узла, например гидроцилиндра. Бурильный узел можно также наклонять вперед и назад относительно балки 4 в направлении “С”, как показано на чертеже, это выполняется наклоняющимся цилиндром 10, а также наклонять в поперечном направлении “D” бурильного молотка с помощью других наклоняющихся цилиндров, которые не показаны на чертеже. С помощью средств перемещения, представленных выше, бурильный узел можно направлять заданным путем, за счет чего ее можно использовать для сверления множества отверстий, например, в потолке, в стенах или в полу туннелей. Заданное положение бурильного узла можно удержать путем прижатия отдельных опор к поверхности во время ее бурения. Кроме этого, оборудование для установки анкерной крепи на скальный грунт или загрузочное оборудование можно закрепить на подающей штанге, которую можно перемещать в пробуренное отверстие в шаговом режиме, например, сразу после того как буровое долото вместе с буровой штангой были перемещены в боковом направлении. Для бурения с использованием наращиваемых буровых штанг для них устанавливают магазин 11 для хранения бурильных элементов, преимущественно на бурильном узле, причем штанги из него можно последовательно соединять между собой соответствующим автоматическим средством, или штанги можно отсоединять от системы буровых штанг и известным образом укладывать для хранения.
При бурении с наращиваемыми штангами затупленное буровое долото обычно заменяют перед началом бурения новой скважины, поскольку в любом случае система наращиваемых штанг должна быть разобрана. Когда буровое долото повреждается в процессе бурения, наращиваемые штанги демонтируют, а бурильный узел перемещают на позицию смены. После замены бурового долота бурение незаконченной скважины в большинстве случаев можно продолжить, в таком случае бурильный узел переводят с помощью системы автоматики управления балкой к отверстию скважины.
Смена бурового долота согласно изобретению в данном случае выполняется таким образом, что магазин 12 размещен на балке и предназначен для буровых долот, подлежащих замене, причем данный магазин можно преимущественно поворачивать в направлении “Е”, и в таком магазине для хранения буровых долот или каких-либо других необходимых элементов можно хранить простым способом. При необходимости можно использовать другие типы магазинов, например цепные. Магазин, представленный на чертеже, в простейшем варианте может быть выполнен в виде корпуса 13 дискообразной формы, на периферийной части которого имеются штифты или выступы 14, на которые можно надеть элементы 15, в которых выполнены внутренние отверстия. Таким путем легко захватить наружную периферийную часть элементов зажимным приспособлением блока смены элементов или каким-либо другим аналогичным управляющим приспособлением. Магазин 12 преимущественно размещен в пространстве между вилками балки 4, где он не подвергается опасности смятия, а, с другой стороны, он не закрывает обзор и не увеличивает габаритные размеры устройства бурения скального грунта. Поскольку магазин 12 не размещается на бурильном узле, он может быть увеличенного размера, поэтому в него можно поместить большее количество элементов, чем ранее. Далее, в соответствии с идеей изобретения блок 16 смены установлен на установке бурения, причем блок смены элементов относится к типу, в котором манипулятор способен переместить бурильные элементы 15 между магазином элементов 12 и бурильным узлом 5. Бурильную головку перемещают в заданное положение для смены элементов. В современных установках бурения скального грунта известно использование средств автоматики, например цифровой для направления и регулирования балки, а также бурильного узла автоматически в соответствии с точной программой бурения. Такое управление можно также использовать для перевода бурильного узла в положение для смены элементов. Поскольку точно известно относительное расположение магазина 12 элементов и бурильного узла 5 в позиции смены элементов и, далее, поскольку бурильный узел, находящийся в этом месте, во всяком случае располагается в выгодном положении по отношению к реализации смены в пределах протяженности блока смены бурильных элементов, то нет необходимости, чтобы блок 16 смены бурильных элементов перемещался более, чем по двум осям, т.е. достаточно как минимум иметь две степени свободы. На чертеже представлен блок смены элементов, содержащий рычаг 17, шарнирно связанный с возможностью поворота с балкой, а другой конец его может удлиняться и укорачиваться в направлении F. На свободном конце рычага 17 имеется зажимное приспособление 18, которое захватывает элементы, подлежащие перемещению, за внешнюю периферийную часть. Блок 16 смены бурильных элементов можно поворачивать относительно горизонтального поворотного соединения 19 в направлении G с помощью гидроцилиндра 20 или соответствующего исполнительного механизма.
Бурильный элемент размещают таким образом, чтобы буровые штанги в сборе можно было разбирать автоматически (штанга за штангой) и направлять их в магазин для хранения буровых штанг.
Штанги обычно стыкуют на резьбовых соединениях, которые можно освободить, вращая бурильный молоток. При необходимости бурильный молоток можно использовать для сбивания освобожденных заклиненных соединений. Когда последнюю буровую штангу с буровым долотом на конце вытягивают из разрабатываемой скважины, бурильный узел 5 переводят на позицию, на которой меняют буровое долото, причем на этой стадии расположение и положение узла строго заданы, по меньшей мере, относительно магазина 12 для хранения бурильных элементов. Бурильный узел преимущественно переводят в вертикальное положение, в котором отбор бурильных элементов из магазина и их размещение для соединения с бурильным узлом можно выполнить без изменения положения зажимного приспособления. Если зажимное приспособление 18 блока 16 смены бурильных элементов выполнено поворотным, то смену можно также производить, когда бурильный узел перемещают горизонтально относительно транспортного средства или переводят ее в определенное угловое положение. На позиции смены элементов бурильный узел следует устанавливать по высоте преимущественно таким образом, чтобы блок смены бурильных элементов мог сменить элемент, выгодно используя перемещения блока. Вращательное движение блока смены бурильных элементов легко ограничивается механическими средствами, например, при переводе его в заданное положение, в таком случае не требуется регулирование отдельных перемещений или выполнение контрольных операций. Нижнее положение рычага 17 блока смены бурильных элементов можно также ограничить механически относительно магазина 12 для хранения бурильных элементов, причем в таком случае блок смены элементов имеет возможность поворачиваться по заданному тракту между предельными положениями, ограниченными механически. Также, изменение длины рычага можно механически ограничить в предельных положениях, например, с помощью штока 17а, поскольку расстояния между блоком 16 смены бурильных элементов и магазином 12 для хранения бурильных элементов, а также между блоком 16 смены элементов и бурильным узлом 5 известны заранее. Когда позиционные перемещения блока достаточно просты, как в данном случае, без необходимости точного регулирования перемещений, то конструкцию и принцип действия блока смены можно легко представить путем наложения обычных буровых элементов, которые были признаны надежными. Далее, нет необходимости использовать сложное регулировочное и измерительное оборудование. Вдобавок к этому, скорость перемещения блока смены бурильных элементов может быть большой.
С помощью блока 16 смены бурильных элементов снимают буровое долото с хвостовика 28 и переносят его в магазин для хранения элементов, из которого блок смены одновременно захватывает новое буровое долото и переносит его к бурильной головке. Бурильный элемент размещается с помощью блока смены бурильных элементов в направлении вдоль оси “Н” перемещения или подачи бурильного молотка 7, при этом резьбовое соединение бурильного элемента с хвостовиком долота зажимается при заворачивании долота по резьбе между элементом и хвостовиком. Буровое долото перемещается средством подачи долота к концу штанги подачи, на которой имеется средство, удерживающее штанги на месте после отсоединения бурового долота от хвостовика. После этого бурильный молоток перемещают обратно в исходное положение, при этом между долотом и хвостовиком можно установить удлинительную штангу. Для выполнения непрерывного бурения можно разместить множество удлинительных штанг между буровым долотом и бурильным молотком. Также, можно установить блок смены бурильных элементов таким образом, чтобы он мог подать буровое долото непосредственно к концу подающей штанги для удерживания, что позволяет ускорить работу оборудования.
В дополнение к решению, представленному на фиг.1а, можно разместить блок смены бурильных элементов и магазин для хранения бурильных элементов на транспортном средстве, в таком случае расположение блока смены и магазина известно независимо от положения балки. Блок смены бурильных элементов можно также установить на транспортном средстве, а магазин для хранения бурильных элементов - на балке, или наоборот. В последнем случае положение блока смены бурильных элементов относительно магазина для их хранения и данные, необходимые для управления блоком смены, можно получить с помощью, например, соответствующих датчиков положения. Во всяком случае бурильный узел располагают на позиции смены в соответствии с магазином для хранения бурильных элементов. В зависимости от точки фиксации блока смены бурильных элементов и магазина для хранения бурильных элементов перемещением блока смены между магазином и бурильным узлом управляют либо с помощью фиксированных ограничителей, либо на основе информации, выдаваемой соответствующими датчиками положения.
На фиг.2 представлено решение, в котором блок 16 смены бурильных элементов установлен на бурильном узле 5. Блок 16 смены бурильных элементов можно закрепить шарнирно на подающей штанге 6, в таком случае он может захватить элементы 15 из магазина 12 для хранения бурильных элементов и перенести их непосредственно к концу подающей штанги для закрепления. Бурильный элемент 15, предназначенный для закрепления на конце подающей штанги, показан штриховой линией. Для наглядности на чертежах не показаны исполнительные механизмы, которые используют для поворота блока 16 смены бурильных элементов. Данный вариант обеспечивает преимущество в том, что, когда бурильный элемент 15 захватывается для удерживания, блок 16 смены бурильных элементов можно поворачивать без какого-либо сложного управления, поскольку относительное расположение блока смены бурильных элементов и позиции, на которой выполняется удерживание, точно известно и, по существу, неизменно. Также, поскольку бурильный узел согласно данному изобретению переводится в заранее известном положении в заданное место относительно магазина 12 для хранения бурильных элементов для смены бурильного элемента, то расположение блока смены бурильных элементов относительно магазина для них на позиции смены также точно известно.
На фиг.3 представлен принцип размещения бурильной врубовой трубы в скважине. Назначение бурильной врубовой трубы 21 состоит в том, чтобы препятствовать кускам породы 22, образующимся в процессе бурения, переноситься вверх буровой средой во время бурения вниз или вниз с наклоном, а также протекать вниз в пробуренную скважину. Бурильная врубовая труба формирует кольцевую насыпь, расположенную высоко над пробуренной скважиной. Для установки бурильной врубовой трубы 21 бурят начальное отверстие 23, используя буровое долото, диаметр которого больше диаметра заданной скважины, а затем бурильную врубовую трубу частично проталкивают в скважину, как это показано на фиг.4. Внутренний диаметр бурильной врубовой трубы 21 выбирают таким образом, чтобы действительное буровое долото 24 с удлиненными штангами 25а, 25b, 25с можно было протолкнуть сквозь эту трубу для бурения скважины 26 заданного размера. Бурильную врубовую трубу такого типа обычно устанавливают вручную, что трудоемко и неудобно и не отвечает современным требованиям, предъявляемым к бурению скального грунта. Настоящее изобретение также обеспечивает улучшение установки бурильных врубовых труб. Бурильное долото большего диаметра, предназначенное для бурения отверстия для бурильной врубовой трубы, можно поместить в магазин для элементов и получить его из магазина, а соответствующий инструмент для установки бурильной врубовой трубы можно разместить на хвостовике после бурения отверстия для бурильной врубовой трубы. Затем блок смены элементов доставляет бурильную врубовую трубу, которую необходимо установить, и ставит ее на инструмент, связанный с хвостовиком сверла, причем инструмент имеет форму плунжера 27, а после этого бурильную врубовую трубу 21 подводят к плунжеру для установки и вводят ее в отверстие 23 с помощью устройства подачи бурильного молотка. Далее плунжер снимают с помощью блока смены элементов, а бурение продолжается обычным способом через бурильную врубовую трубу.
Можно использовать не один, а несколько магазинов для хранения элементов, например, два: первый магазин для инструментов, таких как буровые долота и плунжер для бурильной врубовой трубы, а второй магазин для бурильных врубовых труб. Магазины, например, могут быть такими, как показано на фиг.1, их можно разместить, примыкая друг к другу боковыми сторонами в объеме между вилками балки, смотря спереди бурильного молотка. В таком случае имеется также поворотный в вертикальной плоскости шарнир 19 на блоке смены элементов, благодаря чему блок смены элементов можно также поворачивать в боковом направлении бурильного молотка. Боковое перемещение блока смены элементов можно также ограничить в его предельных положениях. С другой стороны, магазины могут быть устроены таким образом, что, если потребуется манипулировать элементами, то каждый раз магазин приводят в определенное место, где блок смены элементов может манипулировать элементами, находящимися в магазине. Такое расположение магазина также определяет координату, в соответствии с которой бурильный узел размещают в позиции для смены элементов.
Чертежи и их описание приведены только для иллюстрации существа изобретения. В деталях изобретение может варьироваться в рамках его формулы. Так, балка бурильного молотка или бурильный узел необязательно должны быть такими, как представлено на чертежах, изобретение может быть использовано применительно к установкам бурения скальных грунтов других типов. Далее, в отличие от конструкции, представленной на чертеже, блок смены элементов может позволять поворот только горизонтально, в таком случае магазин для элементов можно размещать, например, сзади кабины управления на транспортном средстве. Сменные элементы и блок их смены в таком случае потребуют в простейшем варианте поворота блока смены только на определенный угол в горизонтальной плоскости и удлинения его рычага. Также следует отметить, что существо настоящего изобретения можно успешно использовать и в других ситуациях, не только применительно к смене буровых долот и т.п. при бурении с удлинительными штангами. Так устройство по настоящему изобретению вообще необязательно должно содержать кассету с бурильными стержнями или ее можно разместить в каком-либо другом месте, не на бурильном узле.
Claims (8)
1. Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта, содержащей транспортное средство (1), балку (4), установленную подвижно относительно него, к которой подвижно прикреплен бурильный узел (5), содержащий, по меньшей мере, бурильный молоток (7), подающую штангу (6) и подающее средство, причем это устройство содержит, по меньшей мере, один магазин (12) для хранения бурильных элементов, используемых в процессе бурения, и блок (16) смены бурильных элементов (15), обеспечивающий их перенос между магазином (12) для хранения бурильных элементов и бурильным узлом (5), отличающееся тем, что магазин (12) для хранения бурильных элементов установлен на транспортном средстве (1) или на балке (4) отдельно от бурильного узла (5), причем устройство содержит средство для перемещения бурильного узла (5) в заданную позицию и заданное расположение относительно магазина (12) для хранения бурильных элементов для смены бурильного элемента (15).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (16) смены бурильных элементов установлен на транспортном средстве (1) или на балке (4).
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что блок (16) смены бурильных элементов установлен с возможностью поворота относительно него шарнира (19) между магазином (12) для хранения бурильных элементов и бурильным узлом (5) и содержит рычаг (17), выполненный с возможностью его удлинения или укорачивания, и на свободном конце рычага расположено зажимное приспособление (18) для захвата бурильных элементов.
4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что магазин (12) для хранения бурильных элементов и блок (16) смены бурильных элементов установлены на балке (4), в результате чего относительное положение магазина для элементов, блока смены элементов и бурильного узла является независимым от положения балки.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок (16) смены бурильных элементов установлен с возможностью ограниченного перемещения в соответствии с относительным расположением заранее заданной позиции смены бурильного узла (5) и магазина (12) для хранения бурильных элементов.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (16) смены бурильных элементов размещен на бурильном узле (5) и выполнен с возможностью переноса бурильных элементов (15) между магазином (12) для хранения бурильных элементов и позицией удерживания у конца подающей штанги (6).
7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что магазин (12) для хранения бурильных элементов содержит поворотный дискообразный корпус (13), на периферии которого размещены штифты или выступы (14) для крепления бурильных элементов (15).
8. Устройство по пп.1-7, отличающееся тем, что балка (4) имеет две штанги, расположенные вдоль установки бурения скального грунта на расстоянии друг от друга, и магазин (12) для хранения бурильных элементов и блок (16) смены бурильных элементов размещены между штангами балки.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI990807 | 1999-04-13 | ||
FI990807A FI110805B (fi) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | Sovitelma kallionporauslaitteen porauskomponentin vaihtamiseksi |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001130458A RU2001130458A (ru) | 2003-08-27 |
RU2240419C2 true RU2240419C2 (ru) | 2004-11-20 |
Family
ID=8554402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001130458/03A RU2240419C2 (ru) | 1999-04-13 | 2000-04-12 | Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6615932B2 (ru) |
EP (1) | EP1169540B1 (ru) |
JP (1) | JP4477779B2 (ru) |
AT (1) | ATE289652T1 (ru) |
AU (1) | AU761582B2 (ru) |
CA (1) | CA2365971C (ru) |
DE (1) | DE60018268D1 (ru) |
FI (1) | FI110805B (ru) |
NO (1) | NO325112B1 (ru) |
PL (1) | PL350943A1 (ru) |
RU (1) | RU2240419C2 (ru) |
WO (1) | WO2000061907A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200107314B (ru) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7607624B1 (en) * | 2003-01-24 | 2009-10-27 | Hurco Technologies, Inc. | Valve tester suspension assembly |
US7704018B2 (en) * | 2005-06-03 | 2010-04-27 | J.H. Fletcher & Co. | Automated, low profile drilling/bolting module with automated stab jack |
PL210987B1 (pl) * | 2005-06-03 | 2012-03-30 | J L Fletcher & Co | Zespół do zastosowania przy wierceniu otworu w ścianie korytarza kopalni przy użyciu elementu wiercącego i instalowaniu śruby w wywierconym już otworze, zespół do zastosowania przy wierceniu w ścianie korytarza kopalni przy użyciu elementu wiercącego, zespół do zastosowania przy instalowaniu śruby w ścianie korytarza kopalni, zespół do zastosowania przy wierceniu otworu w ścianie korytarza kopalni przy użyciu elementu wiercącego i instalowania śruby w uformowanym już otworze, zespół wiercący lub kotwiący, magazynek na wiele śrub, które mają być zainstalowane w jed |
ES2348733T3 (es) * | 2006-05-09 | 2010-12-13 | Comacchio International S.A. | Maquina de perforacion con cargador de vastago de perforacion y tubo de proteccion de tipo carrusel. |
AU2008265962B2 (en) | 2007-06-15 | 2011-12-15 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Control line running system |
FI121438B (fi) * | 2008-06-23 | 2010-11-15 | Sandvik Mining & Constr Oy | Porakruunumakasiini, porakruununpidin sekä menetelmä porakruunun vaihtamiseksi kallionporauslaitteessa |
FI121437B (fi) * | 2008-06-23 | 2010-11-15 | Sandvik Mining & Constr Oy | Kallionporausyksikkö, porakruunun vaihdin, sekä menetelmä porakruunun vaihtamiseksi |
SE536651C2 (sv) * | 2010-11-17 | 2014-04-29 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Förfarande, system och bergborrningssystem för installationav rör vid bergborrning |
SE539411C2 (en) * | 2014-07-03 | 2017-09-19 | Skanska Sverige Ab | Method and arrangement for mounting bolts in a tunnel wall |
EP3153654B1 (en) * | 2015-10-09 | 2019-04-24 | Sandvik Mining and Construction Oy | Rock drilling rig |
AU2017200871B2 (en) * | 2016-02-12 | 2022-01-27 | Joy Global Surface Mining Inc | Bit change mechanism for a drill rig |
SE541693C2 (sv) * | 2016-11-29 | 2019-11-26 | Epiroc Rock Drills Ab | Förfarande, anordning och hållare för montering av en borrkrona |
SE543092C2 (en) | 2018-05-21 | 2020-10-06 | Epiroc Rock Drills Ab | System for drill bit change in a drilling rig, drilling rig comprising such a system, and a method for changing drill bits using such a system |
US11408279B2 (en) | 2018-08-21 | 2022-08-09 | DynaEnergetics Europe GmbH | System and method for navigating a wellbore and determining location in a wellbore |
US11434713B2 (en) * | 2018-05-31 | 2022-09-06 | DynaEnergetics Europe GmbH | Wellhead launcher system and method |
US10605037B2 (en) * | 2018-05-31 | 2020-03-31 | DynaEnergetics Europe GmbH | Drone conveyance system and method |
EP3663508B1 (en) * | 2018-12-04 | 2022-04-20 | Sandvik Mining and Construction Oy | Apparatus for feeding tube elements, rock drilling rig and method of supporting drill hole openings |
US11434725B2 (en) | 2019-06-18 | 2022-09-06 | DynaEnergetics Europe GmbH | Automated drone delivery system |
CA3195931A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | Epiroc Rock Drills Aktiebolag | Drill bit change in face drill rig |
US12000267B2 (en) | 2021-09-24 | 2024-06-04 | DynaEnergetics Europe GmbH | Communication and location system for an autonomous frack system |
CN117211686A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-12-12 | 四川农业大学 | 一种岩土工程施工用岩层钻孔装置及方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1196159A (en) * | 1966-10-07 | 1970-06-24 | Atlas Copco Ab | Improvements in Drilling Machines |
US3734208A (en) * | 1971-08-19 | 1973-05-22 | Bucyrus Erie Co | Well drill transfer mechanism |
SU549570A1 (ru) | 1975-09-29 | 1977-03-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Подсвечник дл бурильных труб |
US4445579A (en) * | 1981-08-10 | 1984-05-01 | Paul Bello | Pipe carousel for well-drilling rig |
GB2083106B (en) * | 1981-08-28 | 1984-09-12 | Boland Thomas | Apparatus for storing and transferring drill stems to a drilling head |
US4591007A (en) * | 1983-02-22 | 1986-05-27 | Spetsialnoe Konstruktorskoe Bjuro Seismicheskoi Tekhniki | Well tubing handling apparatus |
IT1176582B (it) | 1984-08-08 | 1987-08-18 | Re Mo Sa Spa | Apparecchiatura per trasferire aste di perforazione tra un magazzino di aste e la testa di rotazione di una macchina perforatrice e viceversa |
FI853767L (fi) | 1984-10-18 | 1986-04-19 | Inco Ltd | Karusellformig laddningsanordning foer borr. |
GB2169334B (en) * | 1984-11-08 | 1988-01-20 | Ming Luen Lam | A drilling and/or lifting machine |
CA1302390C (en) * | 1988-06-09 | 1992-06-02 | Allan Richardson | Oil well rig with pipe handling apparatus |
US4974686A (en) | 1989-06-30 | 1990-12-04 | Oy Tampella Ab | Apparatus for handling a drilling equipment |
AUPN571495A0 (en) * | 1995-09-28 | 1995-10-26 | Cram Australia Pty Ltd | Apparatus for the handling rods |
EP0819820A1 (de) * | 1996-07-19 | 1998-01-21 | Doll Fahrzeugbau Gmbh | Horizontalbohrgerät |
US6374928B1 (en) * | 2000-06-23 | 2002-04-23 | Vermeer Manufacturing Company | Method of blocking a pocket of a multi-pocket feed member for a directional drilling machine |
-
1999
- 1999-04-13 FI FI990807A patent/FI110805B/fi not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-04-12 RU RU2001130458/03A patent/RU2240419C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-04-12 JP JP2000610943A patent/JP4477779B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-12 AU AU39683/00A patent/AU761582B2/en not_active Ceased
- 2000-04-12 CA CA002365971A patent/CA2365971C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-12 DE DE60018268T patent/DE60018268D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-12 WO PCT/FI2000/000308 patent/WO2000061907A1/en active IP Right Grant
- 2000-04-12 EP EP00918904A patent/EP1169540B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-12 PL PL00350943A patent/PL350943A1/xx unknown
- 2000-04-12 AT AT00918904T patent/ATE289652T1/de not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-09-04 ZA ZA200107314A patent/ZA200107314B/en unknown
- 2001-10-01 NO NO20014764A patent/NO325112B1/no not_active IP Right Cessation
- 2001-10-11 US US09/973,726 patent/US6615932B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ИВАНОВ К.И., ЛАТЫШЕВ В.А. и др. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1987, с. 121, рис. 4.4, 4.5. * |
ФЕЛЬДМАН В.Я. и др. Автоматизированные шахтные бурильные установки, буровые работы. - М.: Недра, 1989, с. 181, рис. 66. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6615932B2 (en) | 2003-09-09 |
EP1169540B1 (en) | 2005-02-23 |
CA2365971C (en) | 2008-07-08 |
NO20014764L (no) | 2001-10-01 |
ZA200107314B (en) | 2002-03-11 |
NO20014764D0 (no) | 2001-10-01 |
JP2002541370A (ja) | 2002-12-03 |
DE60018268D1 (de) | 2005-03-31 |
CA2365971A1 (en) | 2000-10-19 |
FI990807A0 (fi) | 1999-04-13 |
EP1169540A1 (en) | 2002-01-09 |
FI110805B (fi) | 2003-03-31 |
ATE289652T1 (de) | 2005-03-15 |
FI990807A (fi) | 2000-10-14 |
WO2000061907A1 (en) | 2000-10-19 |
AU761582B2 (en) | 2003-06-05 |
JP4477779B2 (ja) | 2010-06-09 |
NO325112B1 (no) | 2008-02-04 |
PL350943A1 (en) | 2003-02-24 |
US20020036101A1 (en) | 2002-03-28 |
AU3968300A (en) | 2000-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2240419C2 (ru) | Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта | |
US20210355767A1 (en) | Automated drill bit changer | |
US5263545A (en) | Method and apparatus for drilling holes in soil or rock | |
CN106930692B (zh) | 凿岩钻车 | |
US7544036B1 (en) | Column selector for pipe section magazine of directional drill | |
US5018588A (en) | Anchor drilling implement | |
US6283702B1 (en) | Drill rod loader | |
JPH02279895A (ja) | ロッドボーリング方法及び装置 | |
EP0565502B2 (en) | Pipe handling equipment and method for a rock drilling machine | |
CN110410016A (zh) | 钻凿悬臂和岩钻装备 | |
US11230894B1 (en) | Drilling tool loading control system | |
JP2023508315A (ja) | 制御装置を用いて削岩ユニットのドリルビットを交換する方法、削岩ユニット用制御装置、削岩ユニット及び削岩リグ | |
US11448070B2 (en) | Rock bolting rig and method at rock bolting rig | |
RU2423597C1 (ru) | Способ карьерной добычи камня определенных размеров и установка для бурения шпуров по одной линии | |
KR101388215B1 (ko) | 락드릴 로드 교환장치 | |
JPH102180A (ja) | 平行孔のさく孔装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050413 |