Гидроприводной станок для бурения скважин

Изобретение относится к буровой технике, а именно к станкам с принудительной подачей шнекового инструмента для проходки скважин различного назначения в угольных пластах и мягкой породе. Станок содержит установленные на раме в подшипниках ходовые винты подачи инструмента, буровую головку с расположенным в ней на подшипниках шпинделем-вращателем инструмента, охватывающие винты ходовые гайки, соединенные с корпусом головки, шнековый буровой став и зажимное устройство подхвата става. Ходовые винты выполняют функцию цилиндрических направляющих с износостойкой наружной поверхностью, выполненной с необходимой чистотой и точностью диаметрального размера, с расположенными на них втулками-подшипниками скольжения, соединенными с корпусом буровой головки, а на шпинделе закреплено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с ведущей шестерней, посаженной на вал гидромотора. Привод ходовых винтов осуществляется гидромоторами напрямую. Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы станка, что позволяет использовать его также как навесное оборудование на проходческий комбайн для бурения разгрузочных скважин на выбросоопасных угольных пластах. 1 ил

 

Предлагаемое изобретение относится к области буровой техники, а именно к станкам с принудительной подачей бурильного инструмента для проходки скважин различного назначения в угольных пластах и мягкой породе.

Известна бурильная машина установки БУ-1, получившая широкое применение в отечественной горной промышленности (см. Маркович Н.М., Маршев B.C., Званский Г.Е. Вращательно-ударные установки для бурения шпуров. - М.: Недра, 1964 г, с.20-22, рис.14). Машина оснащена многозвенными механизмами вращения и подачи бурильного инструмента. Механизм подачи содержит станину с направляющими для перемещения буровой головки, ходовой винт, установленный в подшипниках на станине, охватывающий винт ходовую гайку, закрепленную в корпусе головки, несколько ступенчатых передач и приводной пневмодвигатель винта. Машина используется для вращательно-ударного бурения шпуров. Для бурения скважин машина не применима.

Известен буровой станок установки БВУ для бурения скважин (см. Сафокин М.С., Богомолов И.Д. и др. Машины и инструмент для бурения скважин на угольных шахтах. - М.: Недра, 1985 г., с.29-31, рис.2,15). Станок включает в себя вращатель и податчик бурового става. Привод их осуществляется от пневмодвигателей через зубчатые редукторы. Перемещение каретки вращателя по направляющим рамы производится винтовой парой, состоящей из ходового винта и гайки. Последняя соединена с кареткой вращателя.

Винтовые податчики получили широкое применение в буровых станках благодаря простой конструкции, надежности в работе и возможности регулирования скорости и усилия подачи за счет мягкой характеристики приводного двигателя (см. Михайлов Ю.И., Кантович Л.И. Горные машины и комплексы. - М.: Недра, 1975 г. с.83).

Вместе с этим известное исполнение винтового механизма перемещения бурильного инструмента имеет конструктивный недостаток, выражающийся в том, что осевое усилие подачи ходовой гайки и реакция забоя образуют пару сил. Плечом этой пары является расстояние между осями винтового податчика и бурового става. Момент пары сил увеличивает силы трения в направляющих буровой головки, износ сопряженных поверхностей винтовой пары и увод скважины в сторону от заданного направления из-за искривления ее осевой линии.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому объекту является буровой станок БШ-2м (см. Сафокин М.С., Коршунов А.Н. и др. - М.: Недра, 1972 г., с.392-400, рис.VI), выбранный в качестве прототипа. Этот станок состоит из вращателя, механизмов подачи, устройства подхвата, распорных домкратов, пульта управления и бурильного инструмента. Вращатель содержит пневмодвигатель, соединительную муфту, зубчатый планетарный редуктор и патрон, соединенный с буровым ставом. Механизмы подачи инструмента имеют в своем составе реверсивный пневмодвигатель, трехступенчатый зубчатый редуктор, в котором две последние ступени повторяются дважды, два винтовых податчика с ходовыми гайками, закрепленными на корпусе редуктора вращателя. Ходовые винты податчиков расположены в трубах, выполняющих функции также цилиндрических направляющих для перемещения вращателя в процессе бурения. Устройство для подхвата смонтировано на верхней траверсе станка и служит для поддержания бурового става, находящегося в скважине, при наращивании очередной штанги. Устройство оборудовано двумя пневмоцилиндрами, которые своими штоками приводят в движение два сектора, охватывающих буровой став. Раскрепление станка в выработке осуществляется двумя винтовыми распорными домкратами с ручным приводом.

Оси ходовых винтов двух податчиков и расположенная между ними ось бурового става лежат в одной плоскости, поэтому реакция бурового става забоя и суммарное усилие подачи от двух винтов действуют по одной прямой линии и не образуют пару сил с опрокидывающим моментом. Недостатком данного бурового станка является сложность конструкции, большие габариты и масса станка.

Техническая задача предлагаемого изобретения - упрощение конструкции бурового станка, уменьшение его габаритов и массы.

Этот технический результат достигается тем, что ходовые винты выполнены как цилиндрические направляющие с износостойкой наружной поверхностью с необходимой чистотой и точностью диаметрального размера, с расположенными на них втулками-подшипниками скольжения, соединенными с корпусом буровой головки. На шпинделе закреплено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с ведущей шестерней, посаженной на вал гидромотора. Привод ходовых винтов осуществляется гидромоторами напрямую.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид гидроприводного станка для бурения скважин.

Станок содержит несущую раму 1, установленные на раме в подшипниках ходовые винты подачи инструмента 2, буровую головку вращателя 3, перемещающуюся по винтам как по цилиндрическим направляющим при помощи втулок-подшипников скольжения 4. Наружная цилиндрическая поверхность винтового выступа резьбы винтов 2 выполнена с необходимой чистотой и точностью диаметрального размера и подвергнута термообработке, что создает требуемый характер сопряжения с втулками-подшипниками скольжения 4 и придает ей свойство износостойкости при эксплуатации. Охватывающие винты ходовые гайки 5 соединены с корпусом головки 3. Станок включает в себя также шнековый буровой став 6, зажимное устройство 7 подхвата находящегося в скважине става, гидросистему и пульт дистанционного управления бурением. Подшипниковые узлы ходовых винтов 2 выполнены с двумя подшипниками качения: радиальным и упорным. Привод винтов осуществляется напрямую от реверсивных гидромоторов 8 через соединительные муфты 9. Шнековый буровой став 6 одним концом соединен с бурильной коронкой 10, взаимодействущей с забоем, другим - со шпинделем 11 - вращателем инструмента. Шпиндель установлен в буровой головке 3 на радиальных и упорном двустороннего действия подшипниках качения. На шпинделе 11 закреплено цилиндрическое колесо 12 с внутренними зубьями, находящееся в зацеплении с ведущей шестерней 13. Последняя посажена на вал гидромотора 14.

Работает станок следующим образом. По окончании бурения скважины на полную глубину хода буровой головки 3 по ходовым винтам 2 буровой инструмент останавливается и включается зажимное устройство 7. Шпиндель 11 отсоединяется от бурового става 6 и головка 3 перемещается в направлении отхода в исходное положение. Устанавливается очередная шнековая штанга, которая соединяется одним концом с буровым ставом 6, другим - со шпинделем 11, отключается зажимное устройство 7 и бурение скважины возобновляется.

Кинематические цепи привода рабочих органов гидроприводного станка упрощены до предела, что существенно уменьшает габариты и массу заявляемой конструкции. Это позволяет использовать предлагаемый станок как навесное оборудование (постоянное или съемное) на проходческий комбайн для бурения разгрузочных скважин на выбросоопасных угольных пластах. При этом привод станка может осуществляться от гидросистемы комбайна.

Другим вариантом использования заявляемой конструкции является бурение скважин со стрелы манипулятора буровой тележки, на которой располагается также собственная насосная маслостанция для гидропривода станка. При этом буровой став может быть как шнековым, так и нешнековым, состоящим из обычных гладких штанг. В последнем случае очистка скважины от буровой мелочи производится водой, воздухом или воздушно-водяной смесью.

Гидроприводной станок для бурения скважин, содержащий установленные на раме в подшипниках ходовые винты подачи инструмента, буровую головку с расположенным в ней на подшипниках шпинделем-вращателем инструмента, охватывающие винты ходовые гайки, соединенные с корпусом головки, шнековый буровой став и зажимное устройство подхвата става, отличающийся тем, что ходовые винты выполняют функцию цилиндрических направляющих и изготовлены с износостойкой наружной поверхностью, выполненной с необходимой чистотой и точностью диаметрального размера, с расположенными на них втулками-подшипниками скольжения, соединенными с корпусом буровой головки, а на шпинделе закреплено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с ведущей шестерней, посаженной на вал гидромотора, причем привод ходовых винтов осуществляется гидромоторами напрямую.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пневматическим и гидравлическим машинам вращательного и ударно-вращательного действия для бурения горных пород и в строительстве. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровой технике, и может найти применение в станках для бурения анкерных скважин в твердых породах. .

Изобретение относится к приводам исполнительных органов машин механического разрушения естественного камня и строительных материалов, перемешивания, например, бетонных смесей и растворов и других устройств, использующих крутильные колебания.

Изобретение относится к приводам машин с вращающимся рабочим органом для разрушения, транспортировки, перемешивания и т.п. .

Изобретение относится к области горного дела и строительства, а именно к строительной машине. .

Изобретение относится к бурильно-крановым машинам, предназначенным преимущественно для бурения скважин и установки в них опор линий электропередач и связи. .

Изобретение относится к области шахтной буровой техники и может быть использовано для проходки скважин различного назначения в подземных горных выработках. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровой технике, и может найти применение в станках для бурения анкерных скважин в твердых породах. .

Изобретение относится к устройствам, а именно к бурильно-крановым машинам, используемым для бурения скважин под столбы и опоры, а также может быть использовано при строительстве жилых и промышленных объектов, в горном деле и в сельском хозяйстве для дренажных систем.

Изобретение относится к буровой машине и способу подачи бурового элемента в грунте с помощью привода, который установлен на буровой мачте для подачи бурового элемента, а также с помощью вращательно-зажимного устройства, снабженного зажимным патроном, который может приводиться во вращение с помощью по меньшей мере одного исполнительного цилиндра.

Изобретение относится к соединительному устройству для подвода текучей среды к вращающемуся инструменту, содержащему вращательный ввод с ротором и статором, причем ротор поддерживается с возможностью вращения относительно статора

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в приводах металлообрабатывающих, горных, строительных и т.п

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в приводах машин с условно постоянным моментом сопротивления на рабочем органе

Изобретение относится к приводам рабочих органов машин механического разрушения материалов повышенной прочности

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к способу и устройству для бурения скважин и перемещения труб

Изобретение относится к области бурения, а именно к буровым станкам с подвижным вращателем

Изобретение относится к шахтной буровой техники, а именно к станкам с гидросвободной подачей инструмента для проходки скважин и шпуров различного назначения в угольных пластах и мягкой породе

Изобретение относится к области горного дела, а именно к узлам станков, предназначенным для подачи и вращения бурового инструмента во время бурения или при выдаче его из скважины. Система подвода воздуха вращателя бурового станка содержит полый выходной вал и муфту подвода воздуха. Полый выходной вал с одного конца имеет специальные прорези с возможностью его разведения конической пробкой. Муфта подвода воздуха установлена на боковом отверстии полого выходного вала. Позволяет подавать воздух в рабочую зону через боковое отверстие полого выходного вала, что приводит к упрощению конструкции вращателя станка, уменьшает материалоемкость и повышает технологичность его изготовления. А также уменьшает габаритные размеры и массу вращателя станка без уменьшения его производительности, что упрощает его монтаж и демонтаж в тесных горных выработках. 3 ил.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к буровым установкам. Буровая установка, согласно одному из вариантов выполнения, содержит буровое долото; первичный привод; систему насосов, функционально связанную с первичным приводом; компрессор; гидравлическую муфту, связанную с первичным приводом и компрессором, причем в конструкции компрессора присутствует техническая возможность неограниченной и ограниченной подачи воздуха в ответ на соответствующее положение муфты во включенном и разъединенном положениях. Гидравлическая муфта связана с первичным приводом посредством соединения «муфта - первичный привод» и содержит концевой корпус компрессора, связанный с муфтой посредством втулки муфты, отделяющей компрессор от первичного привода. При этом гидравлическая муфта выполнена с возможностью менять свое положение с включенного на разъединенное в процессе работы первичного привода. Гидравлическая система теплообмена, содержащая отстойник и теплообменник, выполнена с возможностью подачи тепла из гидравлической муфты. Теплообменник расположен в непосредственной близости к радиатору буровой установки, служащему для охлаждения теплообменника конвекцией воздуха, поступающего из радиатора. Подача гидравлической текучей среды в гидравлической системе теплообмена осуществляется из гидравлической муфты в отстойник, затем в теплообменник для понижения температуры гидравлической текучей среды и далее обратно в гидравлическую муфту, при этом отстойник расположен в непосредственной близости к системе насосов. Обеспечивается снижение объема потребления энергии первичным приводом. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 53 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к станкам шарошечного бурения. Станок включает мачту, буровую головку с буровым снарядом, канатно-полиспастную систему с гидроцилиндром привода подачи, гидрораспределитель гидроцилиндров привода подачи с управляющими камерами подъема и опускания бурового снаряда, связанный воздушной магистралью с буровым снарядом компрессор, сообщенную с гидроцилиндром привода подачи канатно-полиспастной системы маслонасосную станцию с секциями подачи бурового става, датчики осевого усилия и давления воздуха, соединенные соответственно с гидроцилиндром привода подачи и воздушной магистралью, датчики вибрации и силы тока. Буровая головка снабжена электромагнитной зубчатой муфтой, содержащей кольцевые секции магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки, которые огибают конусную поверхность ротора бурового става так, что их оси совпадают, образуя рабочий воздушный зазор, обеспечивающий электромагнитное отталкивание роторной и статорной обмоток, исключающее механический контакт между поверхностями внешнего конуса и ротора, имеющего зубчатое зацепление с корпусом статора. Обеспечивается повышение эффективности работы бурового станка. 2 ил.
Наверх