Буровое устройство

 

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить надежность устройства в работе при повышении вибрации бурового става 26. Устройство включает силовой гидроцилиндр 27, вращатель 1 с гидротормозом (Г), гидравлически сообщенные с дросселем 3. Следящий золотник 2 имеет входной 11 И выходные 12 и 13 каналы и сообщен с гидроцилиндром 27 торцовой полостью (П) 10, а подпорной П 14 - с напорной магистралью (М) 24. Каналы /3 12 S сл со 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1343010 А 1 (51) 4 Е 21 С 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО

С О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4050284/22-03 (22) 08.04.86 (46) 07.10,87, Бюл. N 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горно-рудного машиностроения (72) M ° В. Равцов, E П. Солоха, Е, А, Шаповалов и В. H. ((ербина (53) 622.233,6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 989060, кл. Е 21 С 5/QQ, 1981, Авторское свидетельство СССР

М 97603) кл. Е 21 С 5/08, 1981. (54) БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить надежность устройства в работе при повышении вибрации бурового става 26. Устройство включает силовой гидроцилиндр

27, вращатель I с гидратормозом (Г), гидравлически сообщенные с дросселем

3. Следящий золотник 2 имеет входной

11 и выходные )2 и 13 каналы и сообщен с гидроцилиндром 27 торцовой полостью (П) 10, а подпорной 11 14 — с напорной магистралью ()f) 24. Каналы

1343010

12 и 13 параллельно сообщены со сливной М 25, а дроссель 3 и Г подсоединены к каналу 11. Г выполнен в виде мотор-насоса 7, сообщенного через один из распределителей 4 с М 24, а через дроссель 3 с М 25. В результате подачи рабочей жидкости в П 14 и

28 долото 34 прижимается к забою.

Возникающие при этом продольные колебания става 26 регулируются моторI

Изобретение относится к горной . промышленности, в частности к устройствам для бурения пород с возможностью регулирования частоты вращения става в зависимости от его величины 5 вибрации .

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства при повышении вибрации бурового ста— ва, 10

На чертеже показана гидравлическая схема бурового устройства.

Буровое устройство включает врашатель 1, следящий золотник 2, дроссель 3 и распределитель 4. Врашатель

1 содержит приводной >мотор 5, дифференциальныи механизм с водилом 6, мотор-насос 7 зубчатые колеса 8 и шпиндель 9, гвяэанный с мотором 5 и мотор-насосом 7 при помощи зубчатых колес 8 и водила 6. Следящий золотник

2 имеет управляющую торцовую полость

10, входной канал 11, основной 12 и дополнительный 13 выходные каналы, 25 подпорную торцовую полость 14, плунжер 15, поджатый пружиной 16 при помощи регулировочного винта 17. Дроссель 3 имеет вход 18 и выход 19. Для энергообеспечения бурового устройства имеется насос 20, распределитель

21, предохранительный клапан 22, регулятор 23, напорные магистрали 24 и сливные магистрали 25.

Регулируемая система бурового устройства включает буровой став 26, не- З5 подвижно связанный со шпинделем 9, и силовые гидроцилиндры 27 со штоками 28, поршневыми полостями 29 и штоковыми полостями 30. Силовые гидроцилиндры 27 механически связаны с вращателем 1. на=осом 7, Появляющаяся при вибрации динамическая составляющая в П 29 способствует перемещению плунжера 15.

Т.обр., увеличивается пропускная способность золотника 2, При резком увеличении вибраций открывается канал

13, уменьшается частота вращения шпинделя 9 и осушествляется бурение без вибраций става 26, 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

Управляющая торцовая полость 10 сл едящего золотника 2 гидравлически связана с поршневой полостью 29 силовс го гидроцилиндра 27, Вход 18 дросселя 3, входной канал 11 следящего золотника 2, мотор-насос 7 и распре— делитель 4 соединены между собой общей магистралью 31. В следящем золотнике 2 выходные каналы 12 и 13 связа— ны со сливной магистралью 25, а под— порная торцовая полость 14 соединена с напорной магистралью 24. Полости 29 и 30 силовых гидроцилиндров 27 связаны с распределителем 21 гидрома1истрэлями 32 и 33, Устройство работает следующим образом.

Процесс бурения осуществляется шарошечным долотом 34, закрепленным на буровом ставе 26 и опирающимся на забой, С пульта управления (не показан) включается вращатель I. Вращательное движение передается от мотора 5 через зубчатые колеса 8 и водило 6 на шпиндель 9, вместе с которым вращается буровой став 26. После этого включается насос 20 и распределитель 21.

Рабочая жидкость под давлением поступает на напорной магистрали 24 в подгорную торфовую полость 14 следящего золотника 2 и по гидромагистрали 32 в полости 28 силовых гидроцилиндров

27. Усилие, создаваемое рабочей жидкостью в полостях 28, передается через силовые гидроцилиндры 27 и вращатель 1 на буровой став 26 как осевая нагрузка, Таким образом, вращаюшийся буровой став 27 прижимает шарошечное долото 34 к забою, В процессе вза««моде««ст«з««я шаро«««ечного долота! 34 с забоем возникают продо«««,««ые колебания бурового става 26, которые п»редаются по шпинделю 9 вращателю 1, штокам 28 силовых гидроцилиндров 27 на рабочую жидкость в полостях 29 и на все ««»харизм«« бурового устройства.

Величина продольных кол»ба«««ш бурового става 26 зависит от частоты вращения шарошечного до««с та 34, поэтому для управления колебаниями бурового става 26 регулируется частота его вращения при помощи мотор-насоса

7, который воспринимает реактивнь«й момент при передаче крутящего момента от мотора. э на зубчатые колеса 8, Под действием воспри««нмаемого реактивного момента насос 7 приводится в движение и нагнетает рабочую жидкость под давлением в магистраль 31, При открытом дросселе 3 через его вход 18 и выход 19 перетекает рабочая жидкость из магистрали 31 на слив в магистраль 25. В этом случае моторнасос 7 свободно вр;икается, за счет чего достигается м««««и.<аль««ая частота вращения водила 6 а, соответственно и минимальная частота вращения шпинделя 9 с буровым ставом 26. Ilo мере ограничения (например) пропускной способности дросселя 3 в магистрали

31 повышается давление, при этом уменьшается частота враще««ия насоса

7 и увеличивается частота вращ»ния водила 6 и, соответственно, увеличивается частота враще«гня шпинделя 9.

При закрытом дросселе 3 достигастся максимальное торможение мотор-насоса 7, Для дальнейшего ув»личения частоты вращения бурового става 26 в« л«ечается распределитель 4 и рабочая «кн;«кость под давлением поступает из магистрали 24 в магистраль 31 и на мотор-насос 7, который при этом начинает работать в режиме мотора и увеличивает частоту вращения водила 6, а соответственно и бурового става 26, При этом частота вра«цения мотор-насоса 7 регулируется дросселем 3 за счет пропускания части рабочей жидкости из магистрали 31 в магистраль 25, Так происходит регулирование частоты вращения бурового става 26, пока н» в< э««икают вибрации °

При возникновении вибраций появ50

Формула и з о б р е т е н и я ляется динамическая составляющая дав343010 ления рабочей жидкости в по<«ости 29 силового цилиндра 27, Со< тветст«<»F«««о, динамической составляющей давле««ия в полости 29 возникает разность нагру 5 зок на плунжер 15 со стороны управляющей торцовой полости 10 и со стороны подпорой торцовой полости 14, Под действием этой разности ««а груз ок происходит перемещение плунжера 15 и магистраль 31 автоматически соединяется через вход 11 и выход

12 следящего золотника 2 со сливной магистралью 25. С увеличением вибрации йурового става 26 увеличивается перемещение плунжера 15 и возрастает пропускная способность следящего зо- лотника 2 на выходе 12, увеличивается расход рабочей жидкости из магистрали 31 через следящий золотник 2 и, соответственно, уменьшаются частота вращения мотор-насоса 7 и частота вращения шпинделя 9 °

При резком повышении уровня вибра25 ции бурового става 26 за пределы допустимых значений происходит переме> щение плунжера 15 в крайнее положение в котором открывается выходной канал

13, В этом случае резко падает д««взо ление в магистрали 31 и уменьшается частота вращения шпинделя 9 до минимального значения, при котором гарантировано бурение без вибраций бурового става 26, Чувствительность следящего золотника 2 устанавливается при помощи пружины 16 и регулировочного винта !7.

Давление в гидросистеме поддерживается автоматически предохранитель40 ным клапаном 22, который может управляться вручную дистан«в«о««но с использованием регулятора 23.

В процессе бурения, но мере продвижения бурового става 26, ««роисх<4 дит вытеснение рабочей жидкости из штоковых полостей 30 силовых гидроцилиндров 27 через магистраль 33 и распределитель 21 в сливную ма< истраль 25.

1, Буровое устройство, включающее силовой гидроцилиндр, вращатель с

55 гидротормозом, гидравлически сообщенным с дросселем, следящий золотник с входным H выход««ым каналами, »oc)gi««IU««вЂ” ный с силовым гидроцилиндром управляющей торцовой полостью и под««орной

1 34 3010 л > спедящег > з»:к т>п>ка, приче"1 дроc сель и гидротормоз подсоединены к входному каналу следящего золотника, Составитель В, Зах;>рс в

Редактор Г. Волкова Техред g,яндык Еорректор .I. Патай

Заказ 4613/29

Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х(-35, Рауыская наб,, д, 4/5

11роизводственно-полиграфическое предприя,.ие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4

I>(> >о ть>, и >дсоединенной к напорной магистрали, спивную магистраль, сообщенную с выходным каналом следящего золотника, и гидрораспределители, 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при повышении вибрации бурового става, следящий золотник имеет дополнительный выходной канал, который сообщен со сливной магистралью параллельно основному выходному канаУстройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что гидротормоз выполнен н виде мотор-насоса, соо. щенного через один из распределителей с напорной магистралью, а через дроссель — со сливной магистралью,