Станок шарошечного бурения

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.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к станкам шарошечного бурения, и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород.

Известен станок шарошечного бурения, содержащий вращательно-подающий механизм, состоящий из вращателя, гидропатрона и гидроцилиндров подачи [Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1971. с. 55, рис. 23]. К числу недостатков таких механизмов относятся: жесткая связь гидроцилиндр - буровой став - буровой инструмент, а также инерционность и сложная управляемость работы гидроцилиндра. При изменении крепости пород или при необходимости быстро изменить режим работы вращательно-подающего механизма гидроцилиндр не позволяет быстро оперировать рабочими характеристиками из-за большого количества элементов в технологической цепи. Это двигатель, генератор, насос, рабочая жидкость, шток в гидроцилиндре, буровой став и буровой инструмент. В связи с этим процесс изменения подачи бурового става является медленным и недостаточно точным, а также усложняется ремонт и техническое обслуживание механизма и станка в целом. Кроме того, раздельные механизмы вращения и подачи усложняют конструкцию станка. Отмеченные недостатки ограничивают применение указанных вращательно-подающих механизмов при бурении сложноструктурных пород по причине быстрого износа бурового инструмента.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является станок шарошечного бурения [RU №2081286, МПК E21B 3/00, E21B 19/00, опубл. 10.06.1997], включающий 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 и спуско-подъемных операций, датчики осевого усилия и давления воздуха, соединенные соответственно с гидроцилиндром привода подачи и воздушной магистралью, датчики вибрации и силы тока. Станок шарошечного бурения снабжен блоками сравнения с задатчиками максимального и минимального осевых усилий, блоком сравнения силы тока, блоком сравнения вибрации, блоком сравнения осевого усилия и блоком управления.

Основной недостаток прототипа заключается в том, что подача буровой головки с буровым снарядом осуществляется жестко при помощи канатно-полиспастной системы с гидроцилиндром привода подачи, что приводит к возникновению существенных ударных нагрузок на буровую головку, буровой снаряд, канатно-полиспастную систему и гидроцилиндр привода подачи. Также блок управления в совокупности с блоками сравнения с задатчиками максимального и минимального осевых усилий, блоком сравнения силы тока, блоком сравнения вибрации, блоком сравнения осевого усилия длительно обрабатывают сигналы при возникновении ударных нагрузок и не успевают своевременно снизить пиковые нагрузки.

Техническим результатом изобретения является: повышение эффективности работы бурового станка при бурении взрывных и технологических скважин, в том числе при проходке сложноструктурных горных массивов с различными физико-механическими свойствами, а также увеличения срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения.

Технический результат достигается тем, что в станке шарошечного бурения, включающем 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, новым является то, что 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, при том что ротор имеет зубчатое зацепление с корпусом статора.

Устройство поясняет схема станка шарошечного бурения (Фиг. 1), включающего мачту 1, буровую головку 2 с электромагнитной зубчатой муфтой 3 и буровым снарядом 4, канатно-полиспастную систему 5 с гидроцилиндром привода подачи 6, гидрораспределитель 7 гидроцилиндров привода подачи с управляющими камерами подъема и опускания бурового снаряда, связанный воздушной магистралью 8 с буровым снарядом компрессор 9, сообщенную с гидроцилиндром привода подачи 6 канатно-полиспастной системы 5 маслонасосную станцию 10 с секциями подачи бурового става 11, датчики осевого усилия 12 и давления воздуха 13, соединенные соответственно с гидроцилиндром привода подачи 6 и воздушной магистралью 8, датчики вибрации 14 и силы тока 15.

Устройство электромагнитной зубчатой муфты поясняет схема (Фиг. 2). Внешний конус 16 с витками статорной обмотки, уложенных в кольцевые секции магнитопровода 17, огибает конусную поверхность ротора 18 бурового става с витками роторной обмотки 19 так, что оси внешнего конуса и статора совпадают, образуя рабочий воздушный зазор 21, при том что ротор 18 имеет зубчатое зацепление 20 с внешним конусом 16.

Станок шарошечного бурения работает следующим образом.

Буровой снаряд 4 (фиг. 1) с секциями подачи бурового става 11, буровая головка 2 с электромагнитной зубчатой муфтой 3 в мачте 1, посредством канатно-полиспастной системы 5, при помощи гидроцилиндра привода подачи 6, маслонасосной станции 10, гидрораспределителя 7 гидроцилиндров привода подачи с управляющими камерами опускается в буровую скважину для осуществления шарошечного бурения. В процессе бурения компрессор 9 через воздушную магистраль 8 осуществляет подачу сжатого воздуха для удаления буровой мелочи. При этом датчики усилия 12, давления воздуха 13, датчики вибрации 14 и силы тока 15 позволяют в автоматическом режиме регулировать усилие подачи, частоту вращения бурового снаряда 4 с секциями подачи бурового става 11, давление воздуха от компрессора 9. В процессе шарошечного бурения, при прохождении буровым снарядом 4 трещин, несплошностей, слоев горной породы с разными физико-механическими характеристиками возникают удары и изменение скорости подачи бурового снаряда 4 с секциями подачи бурового става 11. При этом электрический ток, протекающий в витках статорной обмотки, уложенных в кольцевые секции магнитопровода 17 (фиг. 2) во внешнем конусе 16 электромагнитной зубчатой муфты 3, индуктирует магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем, индуктируемым электрическим током, протекающим в витках роторной обмотки 19 ротора 18. В результате возникает сила, отталкивающая внешний конус 16 электромагнитной зубчатой муфты 3 от ротора вдоль их оси. В результате отталкивания внешнего конуса 16 с витками статорной обмотки, уложенными в кольцевые секции магнитопровода 17, электромагнитной зубчатой муфты 3 от ротора 18 с роторной обмоткой 19 вдоль их оси между ними возникает воздушный зазор 21. В процессе шарошечного бурения, при прохождении буровым снарядом 4 трещин, несплошностей, слоев горной породы с разными физико-механическими характеристиками, изменение скорости подачи бурового снаряда 4 с секциями подачи бурового става 11 сопровождается ударами, в результате чего изменяется воздушный зазор 21. При уменьшении воздушного зазора 21 увеличивается взаимодействие магнитных полей, возрастает величина тока в обмотках 17 и 19, что приводит к увеличению силы, отталкивающей внешний конус 16 электромагнитной зубчатой муфты 3 от ротора вдоль их оси. В результате увеличения данной силы воздушный зазор 21 увеличивается и возвращает исходный размер. Уменьшение воздушного зазора при возникновении ударов снижает нагрузку на буровой снаряд 4 (фиг. 1) с секциями подачи бурового става 11. Вращающий момент передается буровому снаряду 4 с секциями подачи бурового става 11 посредством зубчатого зацепления 20.

В случае возникновения ударной нагрузки при прохождении буровым снарядом 4 трещин, несплошностей, слоев горной породы с разными физико-механическими характеристиками и изменении скорости подачи бурового снаряда 4 с секциями подачи бурового става 11 уменьшается воздушный зазор 21 в электромагнитной зубчатой муфте, снижая нагрузку на буровой снаряд 4 с секциями подачи бурового става 11.

Станок шарошечного бурения, включающий 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, отличающийся тем, что 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, при том что ротор имеет зубчатое зацепление с корпусом статора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству буровых установок для кустового строительства нефтяных и газовых скважин, оснащенных механизмами выравнивания и перемещения (МВП), в состав которых входят направляющие, размещаемые на насыпных площадках.

Изобретение относится к производству буровых установок для кустового строительства нефтяных и газовых скважин, оснащенных механизмами выравнивания и перемещения.

Изобретение относится к устройству для разработки скважины в грунте. Техническим результатом является повышение эффективности разработки скважины.

Изобретение относится к устройствам для бурения, преимущественно взрывных скважин на карьерах, а именно к станкам, имеющим систему пылеподавления. Станок включает раму, шарнирно закрепленную на раме мачту и размещенные на раме станка связанные между собой трубопроводами устройство пылеочистки и пылеосадительную камеру, которая выполнена в виде корпуса со шторкой и устройства перемещения корпуса, содержащего цилиндры, скрепленную с мачтой станка рамку и тягу, соединенную одним из своих концов с корпусом камеры.

Изобретение относится к области бурения, а именно к буровой установке с мачтой. Устройство опорной направляющей буровой установки содержит раму буровой установки; направляющую, соединенную с рамой буровой установки шарнирной осью, при этом направляющая повернута под заранее заданным углом; основные цилиндры, расположенные на раме буровой установки и на направляющей, для поворота направляющей относительно рамы; рабочую часть, расположенную, с возможностью подъема по направляющей, для осуществления процесса бурения; поворотный направляющий корпус, соединенный с рамой буровой установки шарнирной осью; направляющую штангу, выполненную шарнирно соединенной, с возможностью поворота, с направляющей, при этом направляющая штанга является скользящей по направляющему корпусу; и блок фиксации положения направляющей, включающий в себя узел захвата, расположенный на направляющем корпусе, для прикрепления направляющей штанги к направляющему корпусу.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к бурению шпуров в шахтах. Камнебурильная установка имеет электрический привод и содержит тележку, снабженную колесами для ее перемещения; буровой манипулятор, выполненный с возможностью перемещения с помощью исполнительного механизма манипулятора относительно тележки; буровой агрегат, содержащий ходовую балку, камнебурильную машину, которая содержит ударный механизм, поворотное устройство и подающий механизм для перемещения камнебурильной машины по ходовой балке; гидравлическую систему для бурения, содержащую гидравлический насос, энергия давления которого приводит в действие один из бурильных исполнительных механизмов; приводное оборудование, включающее в себя приводной электродвигатель и механическое средство трансмиссии для передачи движущей силы от приводного электродвигателя к колесам.

Изобретение относится к области бурения. Буровая установка содержит транспортную базу с платформой, телескопическую мачту с приводом и гидроцилиндром подъема, съемные подпорки, каретку с гидроцилиндром.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к самоходным буровым станкам, применяемым для бурения взрывных скважин на карьерах. Звено гусеничного хода бурового станка включает литую опорную плиту с внутренними и внешними проушинами.

Группа изобретений относится области бурения. Буровая установка, используемая для бурения на площадках бурения и перемещаемая между площадками бурения, содержит подвижное транспортное средство, оборудование привода без двигателя внутреннего сгорания для выполнения перемещения буровой установки, содержащее по меньшей мере один электродвигатель и по меньшей мере одно электрическое устройство управления для приведения в действие транспортного механизма, по меньшей мере один аккумулятор энергии, сохраняющий по меньшей мере электроэнергию, требуемую для транспортного механизма буровой установки, по меньшей мере один манипулятор, подвижный относительно транспортного средства, по меньшей мере одну бурильную машину, установленную на по меньшей мере одном манипуляторе, и по меньшей мере один блок управления, по меньшей мере одну систему жидкостного охлаждения, соединенную с по меньшей мере одним электрическим компонентом, влияющим на перемещение буровой установки, блок управления способен регулировать охлаждение электрического компонента, соединенного с системой жидкостного охлаждения, которая предварительно охлаждается перед следующим перемещением транспортного механизма.

Группа изобретений относится к установке для бурения по коренным породам, способу ее транспортировки, а также к регулятору скорости транспортировки электрической установки для бурения по коренным породам.

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.

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.

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 бурения, а именно к буровым станкам с подвижным вращателем. .

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

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

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

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

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 буровой технике, а именно к станкам с принудительной подачей шнекового инструмента для проходки скважин различного назначения в угольных пластах и мягкой породе.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин с вращающимся рабочим органом по разрушению материалов, транспортировке, перемешиванию, мойке и других устройствах. Способ создания крутильных колебаний предусматривает разделение потоков мощности на вращение и крутильные колебания. Независимое относительное движение динамической составляющей части рабочего органа позволяет создавать технологически необходимые амплитудно-частотные характеристики крутильных колебаний и предусматривать специализированное конструктивное исполнение рабочего органа для динамического и равномерного вращений. Устройство содержит вал привода, редуктор равномерного вращения, возбудитель крутильных колебаний, вал равномерного вращения, вал крутильных колебаний, рабочий орган динамического вращения, рабочий орган равномерного вращения. Достигается повышение использования подведенной энергии и выхода продукции на единицу мощности; эксплуатационной надежности и долговечности; снижение нагрузок в кинематических парах. 1 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