Устройство для вращательного бурения

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для вращательного бурения. Цель - повышение производительности бурения за счет сокращения времени на подачу инструмента к забою и его извлечения при упрощении конструкции . Устройство состоит из связанного с приводом вращателя 1 с дифференциалом (Д) и механизма 2 подачи в виде кинематически связанных с Д основной и дополнительной пар гайка 12 - винт 13. На водиле 9 вращателя 1 установлены буровой инструмент (БИ) 3 и тормоз (Т) 10, выполненный в виде барабана с огибающей его тормозной лентой. Один конец ленты направлен по касательной к окружности барабана, совпадает с рабочим направлением вращения БИ 3 и непосредственно связан с корпусом 4 вращателя 1, а другой конец связан с корпусом 4 посредством пружины. Гайка 12 механизма подачи кинематически связана с корончатым колесом 8 Д вращателя 1. Винты 13 механизма подачи установлены симметрично относительно продольной оси устройства и связаны между собой траверсами 14 и 15. При касании БИ 3 грунта его скорость замедляется. Гидромотор 6 продолжает вращаться и, преодолевая сопротивление Т 10. начинает вращаться водило 9 с БИ 3. Происходит бурение. Тормозной момент на Т 10 при этом минимален. При подъеме БИ 3 тормозной момент максимальный и зависит от угла обхвата тормозной ленты барабана . При этом пробуксовка Т 10 кратковременна и потери мощности минимальные . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕС К ИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4464508/03 (22) 21.07,88 (46) 23.10,91. Бюл. % 39 (72) А.В. Давискиба, И.Я. Лытнева и Л.И..

Поздняков (53) 622,233.605(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1229327, кл. Е 21 С 1/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N540032,,кл. Е 21 С 1/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО

БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для вращательного бурения. Цель — повышение производительности бурения за счет сокращения времени на подачу инструмента к забою и его извлечения при упрощении конструкции. Устройство состоит из связанного с приводом вращателя 1 с дифференциалом (Д) и механизма 2 подачи в виде кинематически связанных с Д оснОвной и дополнительной пар гайка 12 — винт 13. На водиле 9 вращателя 1 установлены буровой инструЫ 1686150А1 мент (БИ) 3 и тормоз (Т) 10, выполненный в виде барабана с огибающей его тормозной лентой. Один конец ленты направлен по касательной к окружности барабана, совпадает с рабочим направлением вращения БИ 3 и непосредственно связан с корпусом 4 вращателя 1, а другой конец связан с корпусом

4 посредством пружины. Гайка 12 механизма подачи кинематически связана с корончатым колесом 8 Д вращателя 1. Винты 13 механизма подачи установлены симметрично относительно продольной оси устройства и связаны между собой траверсами 14 и

15, При касании БИ 3 грунта его скорость замедляется. Гидромотор 6 продолжает вращаться и, преодолевая сопротивление Т

10, начинает вращаться водило 9 с БИ 3.

Происходит бурение, Тормозной момент на

Т 10 при этом минимален. При подъеме БИ

3 тормозной момент максимальный и зависит от угла обхвата тормозной ленты барабана. При этом пробуксовка Т 10 кратковременна и потери мощности минимальные. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

/ф

1686150

55

Изобретение относится к горной промышленности, в частчости к устройствам для вращательного бурения.

Цель изобретения- повышение производительности бурения эа счет сокращения времени на подачу инструмента к забою и его извлечения при упрощении конструции.

Иа фиг, 1 изображена кинематическая схема устройства для вращательного бурения; на фиг. 2 — ленточный тормоз.

Устройство для вращательного бурения (фиг. 1), содержит вращатель 1, механизм 2 подачи и буровой инструмент 3. Вращатель

1 состоит из корпуса 4 и расположенных в нем солнечного колеса 5, связанного с приводом в виде реверсивного двигателя (гидромотора) 6, сателлитов 7, корончатого колеса 8 и водила 9, снабженного тормозом

10 (ленточным), соединенного с буровым инструментом 3. Корончатое колесо 8 выполнено подвижным, образуя с солнечным колесом 5, сателлитами 7 и ьодилом 9 дифференциал, и снабжено на наружной поверхности зубчатым венцом 11, входящим в зацепление с шестернями 12, являющимися одновременно ходовыми гайками механизма

2 подачи.

Механизм 2 подачи состоит из двух основной и дополнительной пар винт 13-гайка (шестерни) 12, винты которых соединены по концам один с другим при помощи траверс 14 и 15. Корпус 4 вращателя снаб. жен верхними 16 и нижними 17 упорами, Тормоз 10 состоит из барабана 18 и тормозной ленты 19. один конец которой прикреплен к корпусу 4 неподвижно, а другой— посредством пружины 20.

Устройство для вращательного бурения работает следующим образом.

В исходном положении вращатель 1 находится в крайнем верхнем положении, упоры 16 при этом опираются на траверсу . 14, а буровой инструмент 3 удален or грунта, Для подвода бурового инструмента 3 к грунту и его бурения включают вращение гидромотора 6 в рабочем направлении. При этом водило 9 удерживается от вращения тормозом 10, а корончатое колесо 8 вращается и передает вращение гайкам (шестерням) 12, которые, являясь ходовыми гайками, перемещаются по винтам 13 механизма подачи вниз вместе с вращателем 1 и буровым инструментом 3. При касании буровогоинструментаЗ грунта скорость его перемещения замедляется, а поскольку гидромотор 6 продолжает вращаться, то, преодолевая сопротивление тормоза 10, начинает вращаться водило 9 с буровым инструментом 3. Происходит бурение грунта, 5

40 продолжающееся.до тех пор, пока вращатель 1 не переместится в крайнее нижнее положение и упоры 17 соприксснутся с траве рсой 15.

Для подъема бурильного инструмента иэ пробуренной скважины включают вращение гидромотора 6 в направлении, противоположном рабочему. При этом тормоз 10 удерживает водило 9 от вращения и вращатель поднимается в исходное положение при невращающемся бурильном инструменте. В крайнем верхнем положении вращателя упоры 16 опираются на траверсу 14, перемещение вверх вращателя прекращается и, преодолевая сопротивление тормоза, начинает вращаться бурильный инструмент. Гидромотор 6 при этом останавливают, Тормозной момент, создаваемый тормозом 10 при рабочем вращении инструмента, т.е. при перемещении вращателя вниз и бурении грунта, минимальный, так как пружина 20 растягивается и натяжение тормозной ленты 19 уменьшается, а величину указанного тормозного момента принимают из условия преодоления сил трения при перемещении вращателя вниз и создания необходимой осевой силы на бурильном инструменте, При этом величина тормозного момента зависит от усилия растяжения пружины 20.

Тормозной момент, создаваемый тормозом 10 при вращении инструмента в направлении, противоположном рабочему, т.е. при подъеме вращателя вверх, максимальный, так как тормозной момент по направлению совпадает с силой действия пружины 20 и происходит самозатягивание тормоза. Величину указанного тормозного момента принимают из условия преодоления сил трения при перемещении вращателя вверх, сил веса вращателя и бурового инструмента и сил трения бурового инструмента о стенки скважины, При этом величина тормозного момента зависит от угла обхвата тормозной лентой 19 тормозного барабана 18.

Тормозной момент на тормозе 10 действует и при бурении скважин, и при подъеме бурильного инструмента, однако, учитывая, что при рабочем вращении инструмента указанный момент минимальный, а при подьеме инструмента пробуксовка тормоза коатковременна, потери мощности при этом минимальные.

Формула изобретения

1. Устройство для вращательного бурения, включающее привод, связанный с приводом вращатель с дифференциалом, на водиле которого установлен буровой инст1686150

Рабочее налра3леиие

6ращ ения

Составитель М. Неснова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Редактор И.Шулла

Заказ 3584 Тираж . .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 румент. механизм подачи в виде кинематически связанной с дифференциалом пары гайка — винтитормсз, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности бурения за счет сокращения времени на подачу инструмента к забою и его извлечения из скважины при упрощении конструкции, тормоз установлен на водиле и выполнен в виде барабана с огибающей его тормозной лентой, один из концов которой направлен по касательной к окружности барабана и совпадает с рабочим направлением врашения инструмента — непосредственно связан с корпусом, а другой конец связан с корпусом посредством пружины. при этом гайка подающего механизма кинематиче5 ски связана с корончатым колесом дифференциала вращателя.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что механизм подачи имеет дополнительную пару винт-гайка, причем винты

10 механизма подачи установлены симметрич- но относительно продольной оси устройства и связаны между собой траверсами.