Подвижный вращатель бурового станка

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения. Цель - повышение производительности бурения. Для этого вращатель снабжен вибромеханизмом, выполненным в виде планетарного дифференциала с коническими колесами (К). Ведущее 9 и ведомое 10 центральные К дифференциала имеют зубчатые венцы с нарезкой, выполненной на волнистых начальных поверхностях, и жестко связаны соответственно с ведомой шестерней 8 коробки скоростей и со шпинделем (Ш) 4. Вал 12 сателлита 11 связан посредством ползунов 13 с водилом 15 и Ш 4 и установлен с возможностью перемещения вдоль последних. Водило 15 подпружинено относительно Ш 4 и установлено с возможностью вращения и фиксации относительно последнего. В результате взаимодействия К 9, 10 и сателлита 11 Ш 4 вместе с колонной бурильных труб получает циклическое винтовое движение относительно корпуса 1 вращателя. В сумме с переносным движением осевой подачи, вызванным работой гидроцилиндров 18, винтовое движение обеспечивает процесс бурения. Амплитуду осевого колебания Ш 4 можно регулировать прямо по ходу. В результате регулировки гребни и впадины волнистых поверхностей К 9 и 10 смещаются по фазе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1)5 F. 21 В 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 44321 бб/23-03 (22) 30.05.88 (46) 23,07,90. Бюл, 11: 27 (71) Московский институт приборостроения (72) В.П.Прохоров, Н,И.Прохоров и В.Н.Мальков (53) 622,24.054 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

К- 667664; кл. F. 21 В 3/02,,19?8.

Кирсанов А.H. и др. Буровые машины и механизмы, — N. Недра, 1981, с. 278, рис. 142, (54) ПОДВИЖ!ЬЙ ВРАЩАТВЛЬ БУРОВОГО

СТАНКА (57) Изобретение относится к горной промьппленности и предназначено. для бурения. Цель — повьппение производительности бурения. Для этого враща,тель снабжен вибромеханизмом, выполненным в виде планетарного дифференциала с коническими колесами (К) °

Ведущее 9 и ведомое 10 центральные

К дифференциала имеют зубчатые венцы

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к подвижным вращателям бурового станка, Цель изобретения — повьппение производительности бурения.

На чертеже изображен подвижный вращатель бурового станка, продольный разрез.

Вращатель состоит из корпуса 1 ° в котором размещены ведущий вал 2, прс1межуточ11ы11 вал 3 и полый шпиндель

4. с нижним ко1гцом шпинделя 4 сое„„SU„„1579966 А 1 с нарезкой, выполненной на волнистых начальных поверхностях, и жестко связаны соответственно с ведомой шестерней 8 коробки скоростей и со шпинделем (Ш) 4, Вал !? сателлита

11 связан посредством лолзунов 13 с водилом 15 и K 4 и установлен с воэможностью перемещения вдоль последних. Водило 15 подпружинено относительно Ш 4 и установлено с возможностью вращения и фиксации относительно последнего, В результате взаимодействия К 9, 10 и сателлита 11

1!! 4 вместе с колонной бурильных труб получает циклическое винтовое движение относительно корпуса 1 враща— теля, В сумме с переносным движением осевой подачи, вызванным работой гидроцилиндров 18, винтовое движение обеспечивает процесс бурения, Амплитуду осевого колебания il! 4 можно регулировать прямо по ходу, В ре— зультате регулировки гребни и впадины волнистых поверхностей К 9 и 10 смещаются по фазе, ил ° диняется колонна бурил1.ных труб (не показана) ° На валу 2, получаю1пем вращение от двигателя, установлен подвижный блок шестерен 51 с 11озможностью взаимодействия с 11ес тернями 6, жестко установленными на 11алу 3, Зубчатое колесо 7, жестко установленное на валу 3, постоя11н(. 1а цепляется с шестерней 8.

Вибромеханиэм вып< лц1.ll 1 виде планетарного дифференци11,.1;l с к 1111чсскими колесами, приче1. п . !л1ч 8

1579966 жестко снязана с центральной ведущей шестерней 9 вибромеханизма, и они зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении, а центральное ведомое колесо 10 жеско связано со шпинделем 4, Зубчатые венцы колес 9 и 10 нарезаны на волнистых начальных поверхностях. Колеса 9 и 10 взаимодействуют друг с другом через промежуточный сателлит 11, вал 12 которого размещен в ползуне 13, установленном на прямолинейной направляющей 14 водила 15 с воэможностью поступательного перемещения вдоль оси шпинделя ° Водило 15 с помощью закрепленного на нем червячного сектора 16, входящего в зацепление с червяком 17, может поворачинаться вокруг оси шпинделя 4 и быть зафиксированным в нужном положении вследствие того, что червячная передача выполнена самотормозящейся. При этом, если форма волнистой начальной поверхности колеса 9 обеспечинает перемещение зубчатого колеса 11 вдоль оси шпинделя 4, например, по следующему закону:

S« = A> fI=- cos(KgM9t + > 9)), а форма волнистой начальной поверхности колеса I 0 обеспечивает его ос евое перемещение относительно колеса

11 по этому же закону:

81о = " 1о U — соз(К1о (в о 1 о).> и то суммарное перемещение колеса 10 и, следовательно, шпинделя 4 относительно корпуса 1 происходит по зависимости

S1о = S 1 + " (o = A9 (1 cos (K9(d9t+

)3 + "1о 1> 1 -"(K»о, > о ->> (о )1 в (1) где A - амплитуда циклического осе9 ваго перемещения колеса 11 относительно колеса 9;

Л, — амплитуда циклического осевого перемещения колеса

10 относительно колеса 11; (dg> M — угловые скорости-колес 9 и 10;

К9, К-; — число нолн на начальных поверхностях колес 9 и 10; время; начальное угловое положение з колеса 9 относительно корпуса 1; начальное угловое положение

>о колеса 10 относительно колеса 9, причем в начальном положении гребни и впадины волн колес 9 и 10 сови адают.

В частном случае, при А = A

5 9 to

=АК=К=Кю=ювсоотнетствии с выражением (1) осевые колебания шпинделя 4 отсутствуют при

>,о= 74 и происходят с м аксимальной амплитудой 2А при > = О.

1о

Таким образом, диапазон изменения угла поворота водила 15 при регулировании амплитуды осенorо перемещения шпинделя 0 — 180

Число промежуточных колес Il должно быть общим делителем чисел К и

К и в общем случае может быть боль1о

me единицы.

С корпусом l вращателя связаны гидроцилиндры 18 осевой подачи. Для свободного осевого поступательного перемещения вращателя и восприятия е реактивного крутящего момента при бурении или свинчивании — разнинчивании бурильных труб корпус 1 вращателя снабжен роликами 19, охватывающими направляющие элементы мачты.

Для силоного замыкания колес 9, 10 и 11 между нодилом и колесом 10 установлена винтовая пружина 20 сжа30

Подвижный вращатель для буровых установок нращательно-ударного способа бурения работает следующим образом.

35 От гидромотора через блок шестерен 5, одно из зубчатых колес 6, зубчатую передачу 7 и 8 нращение передается ведущему колесу 9 нибратора, 40 В результате взаимодействия зубчатых колес 9, 11, 10 шпиндель 4 вместе с колонной бурильных труб получает циклическое винтовое движение относительно корпуса 1 вращателя, которое

45 в сумме с пеРеносным движением осевой подачи, вызванным работой гидроцилиндров 18, обеспечивает процесс бурения.

Амплитуду осевого колебания шпинделя 4 можно регулировать прямо на ходу. Для этого следует рукояткой привести во вращение червяк 17 и повернуть червячный сектор 16 и связанное с ним водило 15 на требуемый угол, 55

В результате регулировки гребни и впадины BOJIHHcTblx начальных поверхностей колес 9 и 10 смещаются по фазе на требуемый угол и, что обес>1а печинает в соответствии с формулой

5 157 (1) изменение амплитуды циклического осевого перемещения колеса 10, а значит, и шпинделя 4 с колонной бурильных труб.

99б6 формула изобретения

Составитель М.Неснова

Редактор П.l óíüêo Техред M,Õoäàíè÷ Корректор М.Пожо

Заказ 1993 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подвижный вращатель бурового станка, включающий привод, связанный с коробкой скоростей и шпиндель, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности бурения, он снабжен вибромеханизмом, выполненным в виде планетарного дифференциала с коническими колесами, ведущее и ведомое центральные колеса которого имеют зубчатые венцы с на резкой, выполненной на волнистых начальных поверхностях, и жестко связаны соответственно с ведомой шес" терней коробки скоростей и со шпинделем, а вал сателлита связан посредством ползунов с водилом и шпинделем и установлен с возможностью перемещения вдоль последних, при этом водило подпружинено относительно шпинделя и установлено с возможностью вращения и фиксации относительно пос15 леднего,