Буровой станок

 

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет сократить время вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона (П) ведущей штанги (Ш) в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготовленной к наращиванию Ш, и совмещения подачи Ш барабаном для наращивания и соединения ее как с Ш бурового става (БС), так и с П ведущей Ш. Станок нключает ходовую часть 1, платформу 2, основание 3 с люнетом 4 и направ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК с«1) «1 В 21 В 19/00 19/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbiTVlй

С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЛ

Ф

{21) 404086 7/22-03 (22) 20.03.86

{46) 07.02.88. Бюл. М 5 71) Научно-исследовательский и проектно †конструкторск институт по добыче по.пезных ископаемых открытым способом

{72) Б,Ф,Брюхов, A С.Телешов и Ш.A.Нургалин

{53) 622.245.19(088 8)

{56) Авторское свидетельсгво СC. 01

1141180, кл. В 21 В 19/00, 1980.

Авторско» свидетельство ССС1

«i 209358, кл. Б 21 С 1/10, 1968.

„„SU„„1372032 А 1 (-,) БУРОВОЙ СТАНОК (57) Изобретение относится к области горной пром — ти и позволяет сократить время вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона (Н) ведущей штанги (Ш) в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготовленной к наращиванию Ш, и совмещения подачи Ш барабаном для наращивания и соединения ее как с Ш бурового става

{ВС), так и с П ведущей Ш. Станок включает ходовую часть 1, платформу

2, основание 3 с люнетом 4 и направ1372032

ll 16 н форме незамкнутой окружности, уэел 5 удержания БС, вращатель

9, узел углового позиционирования ведущей Ш 12 и П 13 с боковым вырезом, механизм подачи, кассету в виде барабана 25, электрогидравлическую систему управления. Следящая электромеханическая система выполнена в виде двух двуплечих подпружиненных рычагов в корпусе барабана 25. Одни их плечи соединены гягой, а на другом плече

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к буровым станкам, и может быть использовано при бурении скважин.

Цель из обре те н ия — сокращение 5 времени вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона ведущей штанги в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготовленной к наращиванию штанги, и совмещения подачи штанги барабаном для наращивания с соединением ее как со штангой става, так и с патроном ведущей штанги. !

На Лиг. 1 изображен буровой станок, вид спереди; на фиг. 2 — рабочий орган бурового станка, вид сверху с частичными сечениями; на фиг. 3 часть основания рабочего органа с люнетом и направляющей штанг, вид сверху; на фиг. 4 — следящая электромеханическая система и патрон ведущей штанги, позиционированный в соответствии с длиной L; буровой штанги. на

Лиг. 5 — патрон,вид сбоку(по стрелкеЦ Буровой станок безмачтового типа имеет ходовую часть 1, платформу 2, кабину, электрогидравлическую систему привода и управления (не показаны), З0 основание 3 с люнетом 4, узел 5 удержания бурового става и три жестко закрепленных на основании 3 трубчатые колонны 6-8. На верхних концах колонн установлен вращатель 9, который имеет двигатель 10, редуктор с роторной шестерней 11, проходящую через ее отверстие полую ведущую штангу 12 некруглого сечения, например, шестигранную, и вмонтированный известной становлен конечный выключатель конце бУРения на длину Ш 38 привод узла 5 включается на рабочий ход.

Происходит поднятие БС. Механизм подачи включается и после поднятия траверсы 14 с Ш 12 отключается. Лалее совмещают гнездо очередной Ш 34 с

П 13 и хвостовиком Ш 28 и БС собран.

Его освобождают и бурят на длину очередной Ш 34. Цикл повторяется.

1 э.п. ф-лы, 5 ил. конструкции узел углового позиционирования ведущей штанги (не показан) .

Ведущая штанга 12 на нижнем конце имеет патрон 13 с боковым вырезом под хво стовик или голов ку буровой . штанги и верхним концом закреплена с возможностью вращения в траверсе 14.

Внутри передних трубчатых колонн 6 и 8 расположены гидравлические плунжеры 15 и 16, верхние концы которых соединены траверсой 14. Трубы 17 и 18 неподвижно закреплены относительно вращателя 9 и колонн 6 и 8, в трубах

17 и 18 расположены гидравлические плунжеры 19 и 20 с роликами 21 и 22 канатного удвоителя хода, одни концы канатов 23 и 24 которого закреплены на трубах 17 и 18, другие — на траверсе 14. Совокупность перечисленных плунжеров и других частей образует механизм подачи ведущей штанги 12, причем плунжеры 15 и 16 предназначены для подачи вверх, плунжеры 19 и 20 с канатным удвоителем хода — для подачи вниз.

На задней колонне 7 с возможностью вращения установлен барабан 25 с приводом поворота, подйружиненным фиксатором (не показаны), верхним 26 и нижним 27 сепараторами. Оба сепаратора имеют соосно расположенные отверстия в количестве Zð с направляющими втулками 28-33 и другими, в которых свободно размещены ведущая штанга 12 и буровые, например, шнековые штанги 34 и 35 и другие в количестве Z = Z o — 1. Буровые штанги торцами опираются на основание 3, на котором расположена направляющая

36 для позиционирования штанг в эа1372032 данном угловом положении. Направляющая 36 выполнена по форме незамкнутой окружности, центр которой находится на продольной оси бара- 5 бана 25, а концы размещены над люнетом 4 с противоположных сторон его отверстия. Совокупность перечисленных частей образует кассету для хранения и поэиционированной подачи 10

Буровые штанги имеют беэреэьбовые замки поперечного совмещения извест" ной конструкции, на боковой поверхности верхнего конца каждой штанги имеются выемки для взаимодействия 15 с узлом 5 удержания бурового става, при этом заплечики а выемки базированы относительно торца штанги»а расстоянии 1, а грани выемки в базированы по углу относительно гра- 20 ней хвостовика 37 штанги 38. Расположенные в кассете буровые штанги 34 и 35 и другие отличаются по длине, величина которой изменяется в пределах 1.„„„ 1,. 1.„„„что обусловлено 25 г:п совыми и минусовыми допусками при изготовлении и остаточными деформациями продольного изг иба при эксплуа танин.

Патрон 13, предназначенный для соединения и разъединения ведущей штанги 12 с буровыми штангами, представляет собой корпус 39, имеющий боковой вырез для прохода хвостовика

37 буровой штанги 38, центральный канал 40 для подачи очистного агента (сжатого воздуха), колодки 42 с механизмом привода для фиксации хвостовика 37 буровой штанги 38.

Очистной агент (сжатый воздух) подается по пневматическому каналу

40 ведущей штанги 12, центральному каналу 40 патрона 13 от воздухоприемного стакана 42 в буровую штангу 38 и далее к забою.

Узел 5 удержания бурового става

45 известной конструкции служит также для линейного позиционирования замкового соединения штанг и его разгрузки от натяга, а при необходимости может выполнять функцию доворота става до заданного углового положения.

Узел 5 содержит корпус, привод (не показаны) и зажимной механизм с поворотными рычагами 43, установленный возможностью подъема на определенную высот" п-.носительно корпуса, и закрепл. н поп ос.нованием 3 за люнетом

4, Kopllvc кот.-рого имеет боковые окна для прохопа поворотных рычагов 43.

Следящая электромеханическая система предназначена для автоматической остановки поднимаемой ведущей штанги

12 с патроном 13 в заданном линейном положении, соответствующем длине L очередной буровой штанги 34, находящейся в барабане кассеты и подготовленной к подаче для наращивания бурового става. Механическая часть системы выполнена в виде двуплечих рычагов

44 и 45, например двуплечих Г-образных, подвижно устан; вленных а корпусе 46 на осях 47 и 48 и подпружиненных пружинами 49 и 50. Плечи с и е рычагов связаны тягой 51. В случае использования жесткой тяги 51 необходимость в одной из пружин 49, 50 отпадает. Рычаг 44 расположен с воэможностью взаимодействия плеча d с торцом хвостовика очередной штанги 34, находящейся в позиции перед подачей ее на ось В-С "вращатель став" для наращивания става. На плече f рычага

45 установлен с возможностью ре гули ровки положения конечный выключатель

52 и шарнирно закреплен вспомогательный рычаг 53, предназначенный для контактного взаимодействия с патроном

13 при подъеме ведущей штанги 12 и с конечным выключателем, при этом последний электрически соединен с элементом управления подъемом плунжеров 15 и 16, например электрогидрозолотником (не показан}.

Буровбй станок работает следующим образом.

В результате совершения очередного

1-того цикла наращивания става и по-. ворота барабана кассеты на один шаг, предыдущая штанга подана на ось В-С и соединена с патроном ведущей штанги и со штангой бурового става, а последующая штанга 34 подана в положение, исходноедля последующего цикла наращивания. При этом в конечной фазе годачи верхний конец штанги 34 взаимодействует с плечом d рычага 44 и, например, поднимает его, в результате поворот рычага 4 относительно оси 47 против часовой стрелки через тягу 5 1 в нап" равлении, показанном стрелкой передается рычагу 45, который поворачивается в том же направлении относительно оси 48 и его плечо f c конечным выключателем 52 устанавли— вается в положение, соответствующее длине 1. штанги 34.

3 137 20

/ ко нце б ур ения скважины на длйн у штанги 38 подача плунжеров 19 и 20, траверсы 14 и ведущей штанги 12 прекращается, при этом выемки штанги

38 опущены ниже заданного линейного положения по оси В-С на некоторую определенную величину, а двигатель 10 отключается и вмонтированный во вращатель 9 узел углового позиционирования останавливает ведущую штангу 12 в заданном угловом положении, при котором боковой вырез патрона 13 и находящийся в нем хвостовик 37 штанги 38 ориентированы относительно направляющей 36, а выемки штанги 38 ориентированы относительно узла 5, ll ll находящегося в состоянии Открыто

Привод узла 5 включается на рабочий ход, по мере которого поворотные рычаги 43 зажимного механизма входят в выемки штанги 38, поднимаются на определенную высоту и, упираясь в заплечики а,поднимают буровой став до заданного линейного положения, т.е, одновременно позиционируют замковое соединение, разгружают его от натяга, создаваемого массой штанги

38 и других штанг бурового става, и удерживают став в этом положении.

Включается привод механизма патрона. Механизм подачи включается на ход вверх — плунжеры 15 и 16 выдвигаются из колонн 6 и 8 и поднимают траверсу 14 и ведующую штангу 12, при этом в начальной фазе открытый патрон

13 разъединяется с хвостовиком штанги 38, а движение траверсы 14 посредством соединенных с ней канатов 23 и

24, охватывающих ролики 21 и 22, передается плунжерам 19 и 20, которые вдвигаются в трубы 17 и 18. Механизм подачи отключается с помощью следящей электромеханической системы— ход вверх плунжеров 15 и 16, траверсы

14 и ведущей штанги 12 прекращается

45 в момен т, ко гда патрон 13 поднимает вспомогательный рычаг 53 и он нажимает на конечный выключатель 52, который подает сигнал на отключение злсктрогидрозолотника подачи плунжеров, и патрон 13 останавливается в заданном линейном положении, которое соответствует длине Ь, очередной

1 штанги 34. Выключается привод кассеты и поворачивает ее барабан 25 на один 55 шаг, сепараторы 26 и 27, воздействуя на штанги, перемещают их также на олин шаг, в результате очередная штан32

ra 34 подается на ось B-C, следующая за ней штанга 35 занимает положение, исходное для последующего наращивания. Во время перемещения хвостовик и гнездо очередной штанги 34 совмещаются с ранее поэиционированными в заданных угловом и линейном положениях патроном 13 ведущей штанги 12 и хвостовиком штанги 38 бурового ставабуровой стан нарощен (собран). Одновременно с этим штанга 35, следующая эа очередной штангой 34, торцом хвостовика вступает в контакт с плечом d рычага 44 следящей электромеханической системы и, если ее длина L 2 больше длины L< штанги 34, поворачивает рычаг 44 против часовой стрелки, при этом механическая часть следующей системы срабатывает, как описано. Если длина L2 штанги 35 меньше длины Ь

1птанги 34, то контакта плеча d с торцом штанги 34 не происходит до тех пор, пока патрон 13 со штангой 34 не переместится вниз и не освободит тем самым рычаг 45. Привод узла 5 включается на обратный ход, по мере которого поворотные рычаги 43 зажимного механизма выходят иэ выемок штанги и освобождают буровой став. Включается двигатель 10 вращателя 9 и механизма подачи на ход вниз — гидроплунжеры

19 и 20 выдвигаются из труб 17 и 18, их движение посредством канатов 23 и 24 передается траверсе 14 и ведущей штанге 12 с буровым ставом, начинается процесс бурения скважины на длину очередной штанги. Далее цикл операций повторяется, как описано.

После бурения скважины на заданную глубину подъем и разборка бурового става осуществляются в обратной последовательности, при этом электрическая часть следящей системы отключается и в работе не участвует.

Во время бурения очистной агент (сжатый воздух) для очистки скважины подается в воздухоприемный стакан 42 и, по пневматическому каналу ведущей штанги 12, центральному каналу 40 патрона 13 через буровые штанги 38 направляется к забою.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Буровой станок, включающий ходовую часть, платформу, основание с люнетом и направляющей в форме не-. замкнутой окружности, узел удержания

137 2032 бурового става, вращатель, узел углового позиционирования ведущей штанги, патрон с боковым вырезом, механизм подачи, кассету в виде барабана, электрогидравлическую систему управления, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени вспомогательных операций путем автоматического позиционирования патрона 1 ведущей штанги в заданном линейном положении, соответствующем длине очередной подготовленной к наращиванию штанги, и совмещения подачи штанги барабаном для наращивания с соеди1 некием ее как со штангой става, так и с патроном ведущей штанги, буровой станок снабжен следующей электромеханической системой, выполненной в виде двух двухплечих рычагов, установленных в корпусе барабана и подпружиненных относительно него, одни плечи которых соединены тягой, а дру5 гие — предназначены для взаимодействияя соответственно с торцом очередной штанги и с патроном ведущей штанги при ее подъеме, причем плечо рычага, предназначенное для взаимодействия с патроном ведущей штанги, оснащено конечным выключателем, электрически связанным с электрогидравлической системой управления во время работы механизма подачи.

2. Станокпо и. 1, о тличаюшийся тем, что концы направляющей, выполненной по форме незамкнутой окружности, размещены над люнетом с противоположных сторон его отверстия.

1372032

Фаг. 5

Составитель А. Меньшиков

Техред И.Попович Корректор N. Иароши

Редактор Л. Зайцева

Заказ 1984

Тираж 531

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная 4