Гидропривод буровой установки

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидроприводу буровых установок. Буровая установка обладает повышенной производительностью при снижении утомляемости оператора за счет обеспечения автоматического управления подачей. Гидропривод буровой установки содержит гидроцилиндры подачи /ГЦП/ 4, первый 5, второй 6 и электроуправляемый 7 распределительные механизмы, управляемый обратный клапан 8 и регулятор 11 усилия подачи. Подводы 18 и 24 механизма 5 сообщены соответственно с первой напорной 16 и сливной 23 магистралями. Отводы 28 и 32 механизма 5 сообщены соответственно с подводами 29 и 33 механизма 6. Отвод 32 сообщен с полостью 31 ГЦП 4. Подводы 22 и 25 механизма 7 сообщены соответственно с второй напорной 19 и сливной 23 магистралями, а отводы 34 и 38 - с полостями 31 и 37 ГЦП 4. Подвод, отвод и полость управления 35 клапана 8 сообщены соответственно с отводом 39 механизма 6 и полостями 37 и 31 ГЦП 4. Регулятор 11 связан с второй напорной магистралью 19 и выполнен в виде электроуправляемого переливного клапана. При управлении клапаном регулятора 11 и механизма 7 от микропроцессорной системы можно автоматически изменять как величину усилия развиваемого ГЦП 4, так и его направление. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 Е 21 В 19 00 19 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВ 7ОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4325732/23-03 (22) 11. 11.87 (46) 23.11.89. Бюл. У 43 (71) Всесоюзный научно-исследова-. тельский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (72) В.А.Васильченко, А.В.Лямин, И.Н.Елисеенко, Ю.Г.Белкин, В.М.Климкин и Д.П.Нефедов (53) 622.242.3(088.8) (56) Патент Великобритании

У 1238.109, кл. Е 1 У, опублик.

1969.

Установка разведочного бурения

УРБ-2А-2. Паспорт 2-ОО-ООПС. Свердловский машиностроительный завод им. Воровского, 1982, с.б.

2 (54) ГИДРОПРИВОД БУРОВОЙ УСТАНОВКИ .(57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидроприводу буровых установок. Буровая установка обладает повышенной производительностью при снижении утомляемости оператора за счет обеспечения автоматического управления пода1 чей. Гидропривод буровой установки содержит гидроцилиндры подачи (ГЦП)

4, первый 5, второй 6 и злектроуправляемый 7 распределительные механизмы, управляемый обратный клапан

8 и регулятор 11 усилия подачи. Подводы 18 и 24 механизма 5 сообщены соответственно с первой напорной 16 и сливной 23 магистралями, отводы

1523651

45

55

28 и 32 механизма 5 — соответственно с подводами 29 и 33 механизма 6.

Отвод 32 сообщен с полостью 31 ГЦП

4. Подводы 22 и 25 механизма 7 сообщены соответственно с второй напорной 19 и сливной 23 магистралями, а отводы 34 и 38 — с полостями 31 и

37 ГЦП 4. Подвод, отвод и полость управления 3S клапана 8 сообщены соответственно с отводом 39 механизма

Изобретение относится к горной промьппяенности, а именно к гидронри-; воду буровых установок.

Цель изобретения — повышение про изводительности установки за счет обеспечения автоматического управле1 ния подачей.

Иа чертеже представлена функциональная схема гидропривода.

Гидравлический привод буровой установки содержит насос 1 для выполнения спуско-подъемных операций,насос 2 для обеспечения подачи, бак 3, гидроцилиндр 4 двухстороннего действия для привода механизма подачи, первый и второй распределительные механизмы 5 и 6 с ручным управлением, электроуправляемый распределиI тельный механизм 7 с электромагнитным управлением, управляемый обратный клапан 8, предохранительно-перелианой клапан 9 непрямого действия с канапом 10 дистанционного управления, регулятор усилия подачи, выполненный в виде переливного клапана 11 с.пропорциональным электроуп» равлением, предохранительный клапан

12, регулируемый дроссель 13, обратные клапаны 14 и 15 .

Гидравлический привод содержит также первую напорную магистраль 16, соединяющую насос 1 с подводом 17 предохранительного переливного клапана 9 и через обратный клапан 14 с подводом t8 распределительного механизма 5, вторую нанорную.магистраль 19, соединяющую насос 2 с подводом 20 предохранительного кланана 12, с подводом 21 переливного клапана 11 и через обратный клапан

15 с подводом 22 распределительного механизма 7, сливную магистраль 23, соединяющую подвод 24 распределительного механизма 5 и подвод 25 распре6 и полостями 37 и 31 ГЦП 4. Регулятор 11 связан с второй напорной магистралью 19 и выполнен в виде электроуправляемого переливного клапана. При управлении клапаном регуля. тора 11 и механизма 7 от микропроцессорной системы можно автоматически изменять как величину усилия развиваемого;ГЦП 4, так и его направлеННе ° 1 зепе ф лыу 1 иле делительного механизма 7 с баком 3, и гидролинию 26, соединяющую канал

10 через дроссель 13 с баком 3.

Кроме того,гидропривод содержит гидролинию 27, соединяющую рабочий отвод 28 распределительного механизма 5 с подводом 29 распределительно го механизма 6, гидролинию 30, соединяющую поршневую полость 31 гидроцилиндра 4 с рабочим отводом 32 распределительного механизма 5, с подводом 33 распределительного механизма 6, с рабочим отводом 34 .распределительного механизма 7 и камерой 35 управления управляемого обратного клапана 8, гидролинию 36, соединяющую штоковую полость 37 гидроцилиндра 4 с рабочим отводом

38 распределительного механизма 7 и через управляемый обратный клапан

8 с рабочим отводом 39 распределительного механизма 6. Подвод и отвод обратного клапана 8 сообщены соответственно с отводом 39 и полостью 37. Распределительный механиз S выполнен таким образом, что

;в среднем положении соединяет подводы 18, 24 и рабочие отводы 28, 32 между собой.

Гидропривод работает, следующим образом.

В исходном положении, когда насосы не работают, все элементы гидро привода занимают положение, изображенное на чертеже, причем электромагнит переливного клапана 11 обесточен.

При включении насосов рабочая жидкость нагнетается насосом 1 через обратный клапан 14 и распределитель» ный механизм 5, а рабочая жидкость, нагнетаемая насосом 2, через .переливной клапан 11 поступает в бак.При

5 523651 6 этом в напорных магистралях 16 и 19 устанавливается минимальное давление.

При бурении, а также при медлен» ном подъеме и опускании распределительные механизмы 5 и 6 устанавлива5 ются в левую позицию, а дроссель 13 открывается полностью. В напорной гидролинии 17 при этом устанавливается дайление, определяемое настройкой основной пружины предохранительного клапана 9. Это давление несколько превышает минимальное давление полной разгрузки насоса 1 (средняя позиция распредепительного механизма 5).

При бурении с нагрузкой, необходимом в том случае, когда вес .колонны бурильных труб меньше требуемого осевого усилия на инструмент,а так- 2р же при медленном опускании рабочего инструмента распределительный механизм 7 устанавливается в левую позицию. При этом штоковая полость 37 гидроцилиндра 4 через гидролинию 36 и распределительный механизм 7 соединяется с.напорной магистралью 19 насоса 2, а поршневая полость 31 через гидролинию 30, распределительный механизм 7 и сливную магистраль

23 — с баком 3. При бурении на элек- тромагнит переливного клапана 11 подается электрический сигнал, в соответствии с которым устанавливается давление в напорной магистрали 19, а следовательно, и в штоковой полости 37 гидроцилиндра 4. Усилие на штоке гидроцилиндра 4, создаваемое этим давлением, суммируясь с весом колонны бурильных труб, создает требуемое осевое усилие на инструмент.

При бурении, когда вес колонны равен требуемому осевому усилию на инструмент, а также при медленном опускании электромагнит переливного клапана 1 1 обесточивается,. в напорной магистрали 19 и штоковой полости 37 гидроцилиндра 4 устанавливается минимальное давление. Колонна бурильных труб с рабочим инструментом движется вниз под собственным . весом. Насос 2 лишь подпитывает штоковую полость 37.

При бурении с разгрузкой, необходимом в том случае, когда вес колонны бурильных труб больше требуемого осевого усилия на инструменте, а также при медленном подъеме распределительный механизм 7 переключается в правую позицию. При этом поршневая полость 3 1 гидроцилиндра

4 через гидролинию 30 и распределительный механизм 7 соединяется с напорной магистралью 19 насоса 2, а штоковая полость 37 через гидролинию 36, распределительный механизм 7 и сливную магистраль 23 — с баком 3. При бурении на электромагнит перелнвного клапана 11 подается электрический сигнал, в соответствии с которым устанавливается давление в напорной магистрали 19 насоса 2 и поршневой полости 31 гидроцилиндра 4. Усилие на штоке гидроцилиндра 4, создаваемое этим давлением, вычитаясь из веса колонны бурильных труб, создает требуемое осевое усилие на инструменте.

При медленном подъеме колонны бурильных труб с рабочим инструментом на электромагнит переливного клапана 11 подается электрический сигнал, в соответствии с которым в поршневой полости 31 гидроцилиндра 4 устанавливается давление, позволяющее создать на штоке усилие, превышающее вес колонны. Изменяя ток в обмотке пропорционального электромагнита переливного клапана 11, можно регулировать скорость подъема.

При управлении переливным клапаном 11 и распределительным механизмом 7 от бортовой микропроцессорной системы в процессе бурения можно автоматически менять как осевое усилие на инструменте, так и режим бурения (с нагрузкой либо разгруз-кой) . При нормальном и быстромподьФ еме, а также при нормальном и быст-. ром опускании рабочего инструмента распределительный механизм 7 устанавливается в среднюю позицию, элек45 тромагнит переливиого клапана 11 обесточивается, и в напорной гидролинии 19.насоса 2 устанавливается минимальное давление. !

При нормальном и быстром подъеме рабочего инструмента дроссель 13 прикрывается, l

При нормальном подъеме распределительные механизмь 5 и 6 устанавли55 ваются В левую позицию, ПОршневая полость 31 гидроцилиндра 4 и камера

35 управления управляемого обратного клапана 8 через гидролинию 30 и распределительный механизм 5. соеди»

1523651 зицию и в напорной магистрали 16 устанавливается минимальное давление.

Распределительный механизм 6 устанавливается в правую позицию. Поршневая полость 3 1 гидроцилиндра 4 через гидролинию 30, распределительный механизм 5 и гидролинию 6 соединяется со сливом, а через гидролинию 30, распределительный механизм

6, гидролинию 39, управляемый обратный клапан 8 и гидролинию 36 — со штоковой полостью 37. Таким образом осуществляется дифференциальное подключение гидроцилиндра 4. Рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости 31, поступает как в бак 3, так и в штоковую полость 37.

Составитель Е.Столб

Техред М.Дидык цов

Корректор М.Шароши

Редактор Н.Гунько

Заказ 7013/30 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.yæãîpîä, ул. Гагарина,101 няются с напорной магистралью .16 насоса 1, а штоковая полость 37 через гидролинию 36, управляемый обратный клапан 8, гидролинию 39, распределительный механизм 6, гидролинию 27,. распределительный механизм 5, сливную магистраль 23 — с баком 3. Скорость подъема рабочего оборудования регулируется дросселем 13.

При быстром подъеме распределительный механизм 5 устанавливается в левую позицию, а распределительный механизм 6 - в правую. Поршневая полость 31 гидроцилиндра 4 через гидролинию 30 и распределительный механизм 5 соединяется с напорной маги» стралью 16, а через распределительный механизм 6 гидролинию 39, управляемый обратный клапан 8 и гидропинию 36 — со штоковой полостью 37.

Таким образом осуществляется дифференциальное подключение гидроцилиндра 4. В поршневую полость 3 1 поступает как рабочая жидкость, нагнетаемая насосом, так и рабочая жидкость, вытесняемая из штоковой полости

37.Скороеть подъема рабочего оборудования также регулируется дросселем j3.

При нормальном опускании бурильной колонны распределительный механизм 5 устанавливается в правую позицию, распределительный механизм 6в левую, дроссель 13 открывается полностью. Напорная магистраль 16, в которой устанавливается низкое давление, через распределительный механизм 5, гидролинию 27, распределительный механизм 6, гидролинию 39, управляемый обратный клапан 8, гидролинию 36 соединяется со штоковой

40 полостью 37 гидроцилиндра 4, а йоршневая полость через гидролинию 30, распределительный механизм 5, маги« страль 23 соединяется с баком 3. Колонна бурильных труб опускается под собственным весом. Насос 1 подпитывает поршневую полость 37.

При быстром опускании рабочего инструмента распределительный механизм 5 устанавливается в среднюю поФормула изобретения

1. Гидропривод буровой установки, включающий гидроцилиндр подачи со штоковой полостью и поршневой полостью, сообщенной с одним из отводов первого распределительного механизма, подводы. которого сообщены соответственно с первой напорной и сливной магистралями,а отводы — с под водами имеющего отвод второго распределительного механизма, и вторую напорную магистраль с регулятором усилия подачи, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности установки за счет обеспечения автоматического управления подачей, гидропривод снабжен управляемым обратным клапаном и электроуправляемым распределительным механизмом, подводы которого сообщены соответственно с второй напорной и сливной магистралями, а отводы - e полостями гидроцилиндра, причем подвод, отвод и полость управления управляемого обратного клапана сообщены соответственно с отводом второго распределительного механизма, штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра.

2. Гидропривод по п.1, о т л и— ,ч а ю шийся тем, что регулятор усилия подачи выполнен в виде электроуправляемого переливного клапана.