Устройство для соединения шпинделя буровой машины с буровой штангой

 

Сотоз Советских

Социалистических

Республик (i » 1002561

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.

E 21 С 1/00 (22) Заявлено 23.04.81 (2! ) 3278949/22-03 с присоединениент заявки J4

Гееудаастееннмй квинтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень М 9 лв делам нзееретеннй н еткрмтнй (S3) УДК 622..233.62-82 (088.8) Дата опубликования описания 07.!

И. А. Козубовский и В. A Офахов;-..-. -с.:: - .:;, ", /

Пермский проектно-конструкторский и экспериментйпньй институт горного машиностроения "Пермгипрогормаш (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ

БУРОВОЙ МАШИНЫ С БУРОВОЙ ШТАНГОЙ

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым станкам, используемым, например, в подземных условиях.

Известен буровой станок, включаюший врашатель, раму, зажимной патрон, подпружиненный поршень, взаимодействуюший с кулачками, расположенными в пазах шпинделя и установленными с возможностью соприкосновения со штангой $1) .

Недостатком станка является то, что в нем используется достаточно сложный встроенный механизм гидропривода кулач- ков и используется значительная часть буровой штанги для передачи ей вращения, что в конечном итоге, снижает надежность работы станка, затрудняет возможность механизации процесса разборки буроього става.

Наиболее близким техническим реше20 нием к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является буровой станок, имеюший устройство для соединения шпинделя буровой

2 машины с буровой штангой и включающий раму с размещенными на ней гндрозахватом, держателем, врашателем буровой штанги, имеюшим полый вал шпинделя, корпусом врашателя, причем выходная часть шпинделя вьполнена в виде усеченного конуса, сопряженного с полостью в виде усеченного конуса в хвостовике буровой штанги (2) .

В устройстве открепление резьбового соединения штанги со шпинделем происходит за счет поворачивающейся и передвигаюшейся относительно стыка штанги и шпинделя втулки, укрепленной на торце последнего и перекрываюшей при бурении стык. После окончания разъединения втулка сдвигается в первоначальное положение, освобождая стык, и открепленная штанга снимается.со станка. При этом не предусматривается .автоматическое перекрытие подачи промывочного агента в скважину.

Недостатком устройства является использование в нем элементов, совершаю3 10025 ших продольное и вращательное движение относительно стыка штанги и шпинделя, что приводит к уменьшению надежности работы станка и ограничению возможности автоматизации процесса разборки буро вого става.

Белью. изобретения является повышение надежности работы станка. при одновременной автоматизации процесса раз борки бурового става. 30

Эта цель достигается тем, что в устройстве для соединения шпинделя буровой машины с буровой штангой, установленном на раме с размещенными на ней гидрозахватом, держателем, врашателем g 5 буровой штанги, имеющим шпиндель с полым валом и корпусом, причем выход- ная часть шпинделя выполнена в виде усеченного конуса, сопряженного с полостью в виде усеченного конуса в хвос- у товике буровой штанги, выходная часть шпинделя выполнена в виде поршня, установленного с возможностью продольного .перемещения относительно корпуса врашателя и буровой штанги, причем корпус и 25 поршень имеют радиальные каналы, размещенные с возможностью периодического перекрытия.

На фиг. 1 изображен буровой станок перед началом разборки бурового става, зо вид сбоку; на фиг. 2 — буровой станок в процессе разборки бурового става; на фиг. 3 — буровой станок в момент окончания разборки бурового става; нафиг.4вщ А на фиг. 1 на гидрозахват переднего люнета;на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг. 3 по гидрозахвату держателя; на фиг. 6 — сечение В-В на фиг. 1 по шпинделю врашателя; на фиг. 7 - подвижная часть шпинделя в переднем положении.

Буровой станок состоит из рамы 1, механизма подачи 2, вращателя 3, переднего люнета 4, гидроцилиндра 5 срыва резьбы; держателя 6 буровой штанги 7, двух опор 8.

Передний понет 4 (см. фиг. 4) предназначен для удержания буровых штанг на оси бурения и состоит из качающегося гидрозахвата 9, гидроцилиндра 5 срыва резьбы, закрепленного на кронштейне 10 расположенного на раме 1 бура.

Держатель 6 (см. фиг. 5) предназначен для подачи и удержания буровых штанг на оси бурения при наращивании и разборке бурового става и представляет собой раму, на которой установлены два пру» жинных захвата 11 и рычаг 12 гидрозахвата с цилиндром 13. Точность выведения штанг на ось бурения регулируется

61 4 упором 14. Держатель 6 установлен на опорах 8 с возможностью фиксации в двух крайних положениях.

Врашатель 3 (см. фиг. 6) представляет собой зубчатый редуктор и состоит из корпуса 15, шестерни 16, шп щделя 17, крышки 18 для подвода воздуха и крышки 19 для подвода мжла, поршня 20, один конец которого выполнен в виде усеченного конуса, гайки 21 шпонки 22 и сменной резьбовой втулки 23. Штанга 7 имеет на хвостовике конусное отверстие, симметричное конусу на поршне 20.

Буровой станок работает следуюшим образом.

Включается компрессор и первоначально бурение ведется забурником. Положение штанги в шпинделе в этот момент указано на фиг. 6, при этом хвостовик штанги

7, взаимодействуя с конусом поршня 20, отжимает последний вправо, тем самым открывая проход воздуху по проточкам крышки 18, шпинделя 17, поршня 20 и далее в штангу 7, Бурение ведется при откинутом держателе 6 (см. фиг. 1 и фиг. 4), в пружинные захваты 11 которого в это время устанавливается первая штанга. По окончании бурения забурник зажимается гидрозахватом 9 в переднем люнете 4 и врашатель 3, отсоединивц ись от забурника, уходит в крайнее заднее положение. В момент отсоединения за1 бурника от врашателя поршень 20 под действием давления, которое обеспечивается, например, подпорным клапаном (не показан), установленным на сливной магистрали, перемешается вперед до упора в резьбовую втулку 23 и перекрывает сжатый воздух (см. фиг. 7). После этого держатель 6 выводит очередную штангу на ось бурения до соприкосновения упора 14 с рамой 1. В переднем люнете

4 разжимается гидрозахват 9, включается подача и вращение шпинделя 18 и штанга, последовательно соединяясь со шпинделем и хвостовиком забурника, продолжает бурение. Одновременно с этим поршень 20, отжимаясь вправо, открывает доступ к штанге сжатому воздуху (см. фиг. 6). Держатель 6, не прекращая бурения, откидывается для приема очередной штанги.

Перед началом разборки бурового става компрессор выключается, а врашатель

3 перегоняется вперед и свинчивается с хвостовиком штанги, выступающей из люнета 4. Гидрозахват 9 люнета 4 разжимается и врашатель 3 отводится в положение cl (фиг. 1), после чего гидро10025

5 захват 9 зажимает следующую штангу, а выведенную штангу зажимает гидрозажим держателя 6. На гидроцилиндр 5 подается масло и гидрозахват 9, перемешаясь но стрелке вниз (см. фиг. 4), проворачивает буровой став на некоторый

yroa и производит срыв резьбы между двумя штангами. Затем гидрозахват дер.жателя 6 освобождает штангу и она удерживается пружинными захватами 11.

Через крышку 19 масло подается к поршню, который своим конусом входит в конусное отверстие хвостовика штанги и тем самым создает добавочный момент трения между коническими поверхностями, а также в резьбовом соединении. После этого включается малая подача назад и реверс врашателя. В результате враща« тель 3 отводится в положение б (см. фиг. 2). Затем включается гидрозахват держателя 6, с поршня 20 снимается давление масла и вторично включается малая подача назад и реверс вращателя.

В результате штанга 7, отвинченная последовательно с двух концов, находится 25 в гидрозахвате держателя 6 и отводится в сторону от оси бурения. Гидрозахват держателя 6 освобождает штангу, цилиндр

5 возвращает гидрозахват 9 люнета 4 в исходное положение и цикл повторяется. ЗО

Положения врашателя 3 и последовательность операций контролируются датчиками положений (не показаны).

Дри использовании предлагаемого изобретения, кроме автоматизации процесса 35 разборки бурового става и увеличения надежности работы станка, возможно осуществление автоматического прекраше61 d ния подачи сжатого воздуха (или промывочной жидкости) при прекращении бурения. В этом буровом станке возможно осуществление экономии до 50% жидкости, требующейся для увеличения сжатого воздуха при бурении с продувкой.

Формула изобретени я

Устройство для соединения шпинделя буровой машины с буровой штангой, установленное на раме с размещенными на ней гидрозахватом, держателем, врашателем буровой штанги, имеющим шпиндель с полым валом и корпус, причем выходная часть шпинделя выполнена в виде усеченного конуса, сопряженного с полостью в виде усеченного конуса в хвостовике буровой штанги, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы станка при одновре« менной автоматизации процесса разборки бурового става, выходная часть шпинделя выполнена в виде поршня, установленного с возможностью продольного перемещения относительно корпуса врашателя и буровой штанги, причем корпус и поршень име1от радиальные каналы, размещенные с возможностью периодического перекрытия, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 482558, кл. Е 21 С 1/00, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Nã 571592, кл. Е 21 С 1/00, 1973 (прототип) .

1002561

1002561

Х-Х

ВНИИПИ Заказ 1487/6

Тираж 601 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгороп, ул. Проектная, 4