Гидропривод бурильной машины

 

ГИДРОПРЦ.ВОД БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ, включающий насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штоковой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцилиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели , один из которых подсоединен к сливу, и обратный клапан, выход которого подсоединен к штоковой полости гидроцилиндра подачи, а вход - к распределителю режима работ, о т лича-ющийся тем, что, с целью уменьшенияпотерь вспомогательного времени при бурении и увеличения степени автоматизации его работы, гидроцапиндр управления йуфтой вращателя снабжен дополнительными клапаном давления с управляющей полостью и распределителем с камерой гидроуправления , причем вход дополнительного распределителя сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а один из выходов - параллельно с управляющей полостью клапана давления и полостью выключения гидроцилиндра управления муфтой, полость включения которого сообщена со сливом через другой из выходов дополнительного распределителя, при этом вход дополнительного клапана давления сообщай с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а выход - параллельно с камерой гидроуправления дополнительного pacпpeдej лителя и дросселем слива, причем з другой дроссель установлен параллельно обратному клапану. 00 оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

И-=СПИ5ЛИН

GQ (И) А

MME 21 С 5/08 Е 21 В 3 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,:

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3504755/22-03 (22) 27.10.82 (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (72) N.A. Плотко, В.Н. Балакло и М.П. Рачев (53) 622.233.62.82(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 740930, кл. Е 21 В 3/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3416019,кл. E 21 С 3/08, 31.03.82 (прототип). (54)(57) ГИДРОПРф3ОД БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ, включающий насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штоковой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцнлиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели, один из которых подсоединен к сливу, и обратный клапан, выход которого подсоединен к штоковой полости гидроцилиндра подачи, а вход — к распределителю режима работ, о т— л и ч а .ю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь вспомогательного времени при бурении и увеличения степени автоматизации его работы, гидроцилиндр управления йуфтой вращателя снабжен дополнительными клапаном давления с управляющей полостью и распределителем с камерой гидроуправления, причем вход дополнительного распределителя сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а один кз выходов — параллельно с управляющей полостью клапана давления и полостью выключения гидроцилнндра управления муфтой, полость включения которого сообщена со сливом через другой из выходов дополнительного распределителя, при этом вход дополнительного клапана давления сообщен с магистралью порш- /Я, невой полости гидроцилиндра подачи, %УФ а выход — параллельно с камерой гид- С роуправления дополнительного распреде лителя и дросселем слива, причем другой дроссель установлен параллель. но обратному клапану.

1062388

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гид роприводам бурильных машин для вращательного бурения скважин.

Известен гидропривод бурильной машины, включающий гидроцилиндр по- 5 дачи рабочего инструмента, полости которого связаны через распределитель режима работ с маслобаком, гидроцилиндр переключения муфты вращателя и клапаны давления, сообщающие полосы гидроцилиндра подачи с дросселем слива и замедлительным клапаном Г1 3.

Недостатком гидропривода является то, что скорость подвода инструмента к забою лишь незначительно выше скорости бурения. Наиболее близким.к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидропривод бурильной машины, включающий насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штоковой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцилиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели, один из которых подсоединен к сливу, и обратный клапан, выход которого подсоеди- нен к штоковой полости гидроцилиндра подачи, а вход — к распределителю режима работ.

Гидропривод обеспечивает дифференциальное .соединение полостей гидроцилиндра подачи и ускоренный подвод бурового инструмента к скважине при вспомогательной операции — опускании (21.

Недостатком известного гидропривода бурильной машины является то, 40 что момент переключения распределителя режима работ с ускоренного движения рабочего инструмента на режим бу-, рения выбирается оператором визуально, что в итоге приводит к потерям 45 вспомогательного времени, преждевременному выходу иэ строя гидропривода.

Ограничены также функциональные воэможности гидропривода.

Целью изобретения является уменьше- 50 ние потерь вспомогательного времени при бурении и увеличение степени автоматизации его работы.

Цель достигается тем, что в гидРоприводе бУРильной машины, включающем насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штоковой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцилиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели,один иэ которых подсоединен к сливу, и обРатный .клапан, выход которого подсоединен к штоковой полости гидроцилинд- ра подачи, а вход — к распределителю 65 режима работ, гидроцилиндр управления муфтой вращателя снабжен дополнительными клапаном давления с управляющей полостью и распределителем с камерой гидроуправления, причем вход дополнительного распределителя сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а один из выходов — параллельно с управляющей полостью клапана давления и полостью выключения гндроцилиндра управления муфтой, полость включения которого сообщена со сливом череЗ другой из выходов дополнительного распределителя, при этом вход дополнительного клапана давления сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а выход — параллельно с камерой гндроуправления дополнительного распределителя и дросселем слива, причем другой дроссель установлен параллельно обратному клапану.

На чертеже показана.принципиальная гидравлическая схема бурильной машины.

Гидропривод бурильной машины содержит насос 1, распределитель режима работ в виде распределителей 2-4, гидроцилиндр 5 подачи со штоковой б и поршневой 7 полостями, клапаны

8 и 9 давления, распределитель

10 с гидроуправлением и позициями

11 и 12 включения, вращатель 13, дроссель 14, дроссель 15 с обратным клапаном, гидроцилиндр 16 с полостями включения 17 и выключения 18, ма-. гистрали 19 - 26 и пружину 27.

Гидроцилиндр 5 предназначен для управления буровым оборудованием.

Шток его закреплен неподвижно. В нем имеются два канала для прохода рабочей жидкости. Бур установлен на торце гильзы, которая имеет по наружному периметру квадратное сечение и пропущена через шестерню вращателя 13 для йередачи крутящего момента.

Гидроцилиндр 16 управления кинематически связан с муфтой вращателя.

Клапан 8 давления настроен на давление, превышающее давление холостого хода гильзы гидроцилиндра 5 (510 кгс/см 2). Распределитель 4 в нейтральной позиции соединяет полость 17 со .сливом,. а в рабочей позиции — c выходным отверстием распределителя

3, A Б, В, Г, Д вЂ” рабочие позиции распределителей 2.-4.

Дроссель 15 с обратным клапаном имеет настройку на давление, превышающее регулировку 9 давления при полном насосном расходе, что гарантирует его открытие.

При бурении из штоковой полости вытесняется на слив небольшой объем рабочей жидкости, соответствующий подаче бура. Этот расход свободйо, почти беэ потерь, проходит через дроссель 15, не создавая перепада

1062388 давления. Клапан 9 давления закрывается.

Гидроцилиндр 16 управляет муфтой.

При подаче рабочей жидкости в полость 17 происходит включение муфты, в полость 18 — отключение муфты. 5

Распределитель 10 в нейтральном положении занимает позицию 12 °

Распределители 2 и 3 соединены параллельно напорными и сливными магистралями. Разгрузка насоса про- )Q исходит через перепускной клапан предохранительного устройства.

Клапан 9 имеет управляющую полость 28, вход 29 и выход 30, связанный с камерой 31 гидроуправления распределителя 10, который имеет входы 32 и 33 и выходы 34 и 35.

Работа гидропривода бурильной машины осуществляется следующим образом.

1. Режим подачи к забою и буре-: ние.

Распределитель 2 устанавливается в позицию Б ° Рабочая жидкость поступает по магистралям 19 и 23 в полости 7 и 8 ° Происходит подвод бура к .забою. Рабочая жидкость иэ полости

6 вытесняется по магистрали 20. Перед дросселем 15 с обратным клапаном создается сопротивление, которое открывает клапан 9 давления и пропус-Зо ,кает рабочую жидкосТь в полость 7. роисходит дифференциальное соединеие полостей 7 и 6 и ускоренное дви, жение гильзы.

При контакте бура грунтом возрас- 3S

;тает давление в магистрали 19. Происходит открытие клапана 8 давления и проход рабочей жидкости по

Iìàãèñòðàëè 22 к распределителю 10 и дросселю 14. Для перевода распреде- gg лителя 10 в позицию 11 требуется малое давление, которое обеспечивается дросселем 14.

С началом бурения распределитель ,10 в позиции 11 пропускает поток ра- 45 .бочей жидкости из магистрали 23 в полость 17 и включает вращатель.Полость 18 также соединяется со сливом, в результате чего прекращается.ускоренная подача и осуществляется про- 5О цесс бурения. Скорость поцачи регулируется дросселем 14. Дроссель 15 с обратным клапаном создает подпор на сливе штоковой полости.

2. Режим подъема бура с грунтом.

Распределитель 2 устанавливается в позицию А, Рабочая жидкость поступает через обратный клапан дросселя

15 и магистраль 20 в полость 6, из полости 7 по магистрали 19 — на слив.

Распределитель 10 переводится в позицию 12. По магистрали 23 рабочая жидкость поступает в полость 18. Происходит подъем бура и выключение муфты вращателя 13.

В магистралях 19 и 23 устанавливается сливное давление, величина которого мала и клапан 9 давления закрыт, На штоке гидроцилиндра 16 имеется пружина, которая втягивает шток,выключая вращатель 13.

3. Режим разброса грунта.

Распределитель 4 переводится в позицию Д, а распределитель 3 — в позицию Г. Поток рабочей жидкости посту-. пает по магистрали 25 в полость 17.

Происходит включение муфты редуктора

13 и центробежный разброс вынутого из ямы грунта.

При переводе распределителя 3 в позицию В муфта отключается и вращение прекращается. При использовании муфты, не имеющей фиксированных элементов в рабочей жидкости, в которой отключение происходит от действия пружины 27, осуществляющей втягивание штока, гидропривод бурильной машины может быть упрощен: распределители 3 и 4 и магистрали 25 и 26 могут не устанавливаться. Полость 18 в этом случае должна быть соединена с атмосферой.

Включение муфты осуществляется распределителем 2 в позиции Б при полностью закрытом дросселе 15 с обратным клапаном. Магистраль 24 соединена с баком.

При использовании изобретения, кроме дополнительных функций гидропривода в качестве следящего элемента при бурении мягких и .глинистых пород повышается надежность работы гидропривода, улучшаются условия работы оператора бурильной машины.

1062388

Составитель В. Захаров

Редактор В. Иванова Техред И.Метелева Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 10178/34 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4