Бурильная машина

 

БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая шпиндель с режущим инструментом , параллельно подключенные к напорной магистрали гидродвигагели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали которых установлен блок управления в виде регулируемых дросселей, каретку с опорной и приводной звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем вращения, и подающий механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек, установленных на .неподвижных направляющих, при этом приводная звездочка подающего механизма кинематически связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, отличающаяся тем, что. с целью изменения кривизны скважины за счет варьирования линейной скорости относительно угловой скорости режущего инструмента, она снабжена дополнительным блоком управления в виде взаимо- „ ZteftcTByioiUHx профиль.чого кулачка и зо- § лотника, который параллельно подсоединен (/ к сливной магистрали гидродвигателя подачи , а кулачок закреплен на шпинделе, приС чем режущий инструмент выполнен в виде дифференциального резца. J-,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Е 21 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3402991/22-03 (22) 23.02.82 (46) 07.03.84. Бк>л. № 9 (72) Г. М. Водяник, M. Г. Водяник, А. Н. Дровников, А. Г1. Алиферов и А. Г!. Небратен ко (71) Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе и Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (53) 622.233.056 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2908819, кл. Е 21 С 1/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3294870, кл. Е 2! С !/02, !981 (прототипj .. (54) (57) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая шпиндель с режущим инструментом, параллельно подключенные к напорной магистрали гидродвигагели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали ко„„Я0„„1078050 А торых установлен блок управления в виде регулируемых дросселей, каретку с опорной и приводной звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем вращения, и подающий механизм, выполненный в виде приводной. двух натяжных и опорной звездочек, установленных на .неподвижных направляющих, при этом приводная звездочка подающего механизма кинематически связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, отличаюи(аяся тем, что. с целью изменения кривизны скважины за счет варьирования линейной скорости относительно угловой скорости режущего инструмента, она снабжена дополнительным блоком управления в виде взаимодействук.щих профильного кулачка и зо- ф лотника, который параллельно подсоединен к сливной магистрали гидродвигателя подачи, а кулачок закреплен на шпинделе, причем режущий инструмент выполнен в виде дифференциального резца.! 07805>0

Изобретение относится к гор>к>й нромьпцленности, в частности к устройствам для вращательного бурения скважин.

Известна бурильная машина, вклк>ча югцая шпиндель с режу гцим инструментом. гидродвигатели подачи и вращения пшинделя, па раллел ьно нодкл юче нные к на по рной магистрали, каретку с опорной и при. водной звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателеM вращения, и подаюгций механизм, выпол- !р пенный в виде приводных. опорных и натяжных звездочек, из которых одна натяжная и одна приводная звездочки установлены на неподвижных направляющих, при этом при водна я звездочка ки нематически связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом (1J.

Недостатком бурильной машины является то, что вследствие значительной наIðóçêè на тяговые ветви гибкого элемента уменьшается надежность работы механизма подачи, что затрудняет использование машины для производства криволинейных скважин.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущно- 25 сти и достигаемому результату является бурильная машина, включающая шпиндель с режущим инструментом, параллельно подключенные к напорной магистрали гидродвигатели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали которых установлен блок управления в виде регулируемых дросселей, каретку с опорной и приводной звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем вращения и подающий механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек, установленных на неподвижных направляюгцих, прн этом приводная звездочка подающего механизма кинематически, связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким 4< элементом (2J .

Недостатком известной бурильной машины является то, что несмотря на относительно большие развиваемые усилия подачи, вследствие отсутствия согласования направ45 ления подачи с числом оборотов в единицу времени, в бурильной машине невозможны операции по эффективному производству криволинейных скважин.

Целью изобретения является изменение кривизны скважины за счет варьирования линейной скорости относительно угловой скорости режугцего н иструvlE нта.

Эта цель достигается тем, что, бурильная машина, вк.почан>гцая н<пиндель с режущим ин стру мент<>м II > p3ллел ьно подклю 55 ченные к IIaII<>p>I<>!l магистрали гидродвигатели I!0 апачII и праIII< IIIIÿ шпинделя, в сливной ма!ис трали h<>T<>1>I установлен блок управления в виде регулируемых дросселей, каретку с опорной и приводной звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем врапсения, и подакнций механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек, установленных на неподвижных направляюгцих, при этом приводная звездочка подающего механизма кинематически связана с гидродвигателеM подачи, а все звездочки охвачены бесконечнь<ми гибким элементом, снабжена дополнительным блоком управления в виде взаимодействующих профильного кулачка и золотника, который параллельно подсоединен к сливной магистрали гидродвигателя подачи, а кулачок закреплен на шпинделе, причем режущий инструмент выполнен в виде дифференциального резца.

На чертеже показана принципиальная схема бурильной машины.

Бурильная машина содержит гидродвигатели вращения 1 и подачи 2 шпинделя постоянной производительности, которые подключены к напорной гидролинии 3 насоса маслостанции (не показан) параллельно, в сливной линии которых включен блок управления в виде регулируемых дросселей

4 и 5, установленных на расчетные расходы и зависимости от заданного режима работы машины, а также дополнитсльный блок 6 управления, выполненный в виде параллельно подключенного к дросселю 5 золотника

7 и профильного кулачка 8, непосредственно связанных между собой, при этом кулачок установлен на шпинделе 9, а в качестве режущего инструмента применен дифференци ал ьн ы и резец 10.

Выходной вал гидродвигателя I врагцения шпинделя посредством зубчатой передачи (шестерни 11 и 12) связан со цшинделем 9 и с режугцим инструментом 10 и одновремеHHo через коническую пару (н<естерни 13 и 14) и приводную звездочку !5— с бесконечным гибким элементом !6 подаюгцего механизма 17. . Пода югций механизм 17 представляет собой дифференциально-полиспастную передачуу, выполнен ную в виде приводных, опорных и натяжных звездочек, из которых две натяжные (звездочки 18 и 19) и опорная 20 с приводной 2! звездо IKoH установлены на неподвижны х напра вл я к»ци х 22, жестко связанных с корпусом или манипулятором машины, а приводная !5 и опорная 23 звездочки -- на каре>ке 24, имеюгцей возможность продол «<>I o перемешения относительно неподвижнь<х направляющих 22.

Выходной вал гидродвигателя 2 подачи шпинделя через зуб <а гун> перс дачу (пг< стерни 25 и 26) и звесд<>чкi 21 данине!<> механизма 17.

1078050

Бурильная машина работает следующим образом.

При включении бурильной машины рабочая жидкость одновременно подается к гидродвигателям вращения l и подачи 2 шпинделя из напорной гидролинии 3 насоса маслостанции (не показан) и далее идет на слив через соответствующие дроссели 4 и 5 и золотник 7. Если кулачок 8 находится в таком положении, что золотник

7 открыт, то выходные валы гидродвига- 10 телей вращения и подачи шпинделя начинают вращаться. Выходной вал гидродвигателя 1 вращения шпинделя 9 с режущим дифференциальным резцом 10 передает крутягций момент через шестерни 11 и !2 шпинделю с режушим инструментом и одновременно через коническую пару (шестерни 13 и 14) и звездочку 15 — бесконечному гибкому элементу 16 подающего ме ханизма 17. Бесконечный гибкий элемент

16

6, вращаясь, приводит во врашение звездочки 15, 18 — 21 и 23, причем звездочки 18—

21 установлены на подвижных направляющих 22, а последняя 23, как и первая !5— на подвижной каретке 24 подающего механизма 17. .С выходного вала гидродвигателя 2 подачи шпинделя передача крутящего момента бесконечному гибкому элементу 16 подающего механизма 17 осуществляется через зубчатую пару (шестерни 25 и 26) и звездочку 21, причем последняя вращается в противоположную сторону вращения звездочки 15 вращателя с меньшей скоростью, в результате чего каретка 24 подакнцего механизма 17 подается вперед на забой.

В процессе работы бурильной машины кулачок 8, вращаясь с такой же частотой, что и шпиндель 9, воздействует на золот35 ник 7, который в свою очередь, воздействуя на гидродвигатель 2 подачи шпинделя, осуществляет колебание скорости подачи с частотой, равной частоте вращения дифференциального резца 10. Но так как особен-" ностью работы дифферен циальнбго резца является свойство смещения его геометрической оси относительно оси скважины при изменении удельной подачи, то за счет измен ени я удельной подачи в зада н ных пределах возможно варьирование траектории движения резца.

Регулируемый дроссель 4 предназначен для отвода режущего инструмента от обуриваемого забоя, поэтому при выполнении операции направленного бурения он полностью открыт.

Регулируемый дроссель 5 является задатчиком режима бурения, поэтому исходя из физико-механических свойств горных пород и необходимой кривизны скважины, его используют как при предварительной настройки, так и для ручной коррекции в процессе работы машины. Так, например, при закрывании дросселя 5 или золотника

7 в сливной гидролинии гидродвигателя 2 подачи шпинделя возрастает давление, в результате чего обороты его падают. Падают они и у звездочки 21, одновременно с этим обороты гидродвигателя 1 вращения шпинделя несколько возрастают, так как гидродвигатели вращения 1 и подачи 2 шпинделя подсоединены параллельно, возрастают обороты и у звездочки 15. Поскольку скорость линейного перемещения подвижной каретки 24 подаюшего механизма 17 определяется разностью линейных скоростей приводных звездочек 15 и 21, то в этом случае скорость подачи шпинделя на оборот (или удельная подача) увеличивается.

Г1ри использовании предлагаемого изобретения наряду:. ьн .;;;ожпостью производства криволинейных скважин за счет взаимосвязи частоты вращении с подачей режущего инструмента и рык ходит процесс

Оптимиза ци и р,,жима бу1)опия, уменьшается его энергоемкость.

Редактор В. Данко

Заказ 890/24

Составитель В. Захаров

Техред И. Верее Корректор И Ч л Гираж об4 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и îiкрытий! 13035, Москва, Ж вЂ” Зо,, a) ь ан лао., д. !,б

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул Проектная, 4