Виброгрейфер для станка ударно-канатного бурения
О П И С A Н И E 60490З
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.11.75 (21) 2192067/22-03 с присоединением заявки М (51) М. Кл з Е 02D 9/02
Е 21В 1/00
ГосУдаРственный квинтет (23) Приоритет
Совета РЯнннстров СССР по делам изобретений н OTKp! ITHH (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень Ме 16 (45) Дата опубликования описания 27.04.78 (53) УДК 621.86.063 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. В. Верстов и M. 3. Певзнер (71) Заявитель
Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (54) ВИБРОГРЕЙФЕР ДЛЯ СТАНКА УДАРНО-КАНАТНОГО
БУРЕНИЯ
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при бурении скважин различного назначения с помощью ударно-канатных станков.
Известны вибраторы, включающие дебалансы и зубчатую передачу, которые позволяют интенсифицировать процесс разрушения крепких пород (1).
Недостаток таких вибраторов в том, что они не могут быть использованы для разработки грунта в скважинах.
Известны также виброгрейферы, включающие вибратор с дебалансами, зубчатую передачу и трубчатый корпус, которые могут быть эффективно применены при проходке скважин незначительной глубины (до 10 — 15 м) (2).
Недостаток таких виброгрейферов состоит в том, что при ударно-канатном бурении скважин глубиной до 150 м их использование практически исключается из-за необходимости спуска в ствол скважины в процессе ее проходки гидропровода или электрического кабеля для привода механизма виброгрейфера, что усложняет конструкцию.
Цель изобретения — упрощение конструкции виброгрейфсра.
Эта цель достигается тем, что виброгрейфер снабжен кривошипно-шатунным механизмом с маховиком и односторонней муфтой обгона, установленными в корпусе, причем кривошипно-шатунный механизм соединен с канатом станка, а муфта обгона через маховик — с зубчатой передачей.
На фиг. 1 показан виброгрейфер, подвешенный на канате станка, в разрезе; на фиг. 2— привод виброгрейфера в момент, когда его трубчатый корпус стоит на забое, в разрезе; на фиг. 3 — узел преобразования качаний кривошипа во вращательное движение махо1р вика, разрез А — Л на фиг. 1.
Виброгрейфер выполнен в виде трубчатого корпуса 1, нижняя часть которого представляет собой полую грунтозаборную трубу 2, В верхней герметичной части корпуса смон15 тированы вибратор 3 с дебалансами и система его привода.
Спускается в и брогрейфер в скважину на канате 4, сматываемом с лебедки ударного механизма бурового станка.
Во время колебаний вибратор 3 скользит направляющими роликами 5 по внутренней поверхности корпуса 1 и периодически ударяет бойком 6 по наковальне 7 корпуса 1.
Система привода вибратора 3 включает шток 8, ползун 9, кривошипно-шатунный механизм 10, повышающую зубчатую передачу
11, связанную посредством подвижного шлицевого соединения 12 с приводной шестерней
13 вибратора. Шток 8 снабжен двумя упорами
30 14 и 15 и проушиной, с помощью которой он
604903
55 б0
05 подвешивается на канате 4. Шток может совершать возвратно-поступательные движения относительно корпуса 1. Эти движения ограничиваются перегородками 16 и 17 корпуса, взаимодействующими с упорами 14 и 15 штока. Между штоком 8 и жестко связанным с ним ползуном 9 предусмотрена пружина 18 для обеспечения ускоренного движения штока вниз до соприкосновения упора 15 с перегородкой 17.
Ползун 9 через кривошипно-шатунный механизм 10 и одностороннюю муфту обгона 19 приводит во вращение маховик 20.
Муфта обгона дает возможность кривошипу вращать маховик по часовой стрелке при перемещении штока вверх и обеспечивает в следующем цикле работы обратное движение ползуна и кривошипа вниз при прежнем направлении вращения маховика.
Пружина 21, установленная между верхним торцом вибратора 3 и перегородкой 22 корпуса 1, предназначена для поддержания наиболее эффективного и устойчивого ииброударного режима колебаний вибратора.
При работе виброгрейфер, закрепленный на канате 4 станка, сбрасывается в скважину.
После удара грунтозаборной трубы 2 по забою шток 8 перемещается в нижнее положение. Затем в работу включается ударный механизм бурового станка, который с частотой
50 раз в минуту поднимает шток на величину его рабочего хода, ограниченную упорами 14 и 15. При каждом подъеме штока 8 ползун 9 посредством шатуна разворачивает кривошип на определенный угол и приводит таким образом во вращение маховик 20, который, в свою очередь, передает вращение через повышающую зубчатую передачу 11 приводной шестерне 13 вибратора.
После каждого подъема штока 8 его движение вниз осуществляется под действием собственного веса и силы, аккумулированной в пружине 18 при ходе штока вверх. При этом односторонняя муфта обгона 19 обеспечивает обратный поворот кривошипа без торможения вращения маховика 20, который обеспечивает относительно равномерное вращение приводной шестерни 13 вибратора.
Передаточное отношение шестерен зубчатой передачи 11 выбирается таким образом, чтобы повысить число оборотов приводной шестерни 13 вибратора и добиться таким образом частоты ударов бойка 6 по наковальне 7 в пределах 400 †6 ударов в минуту.
В зависимости от соотношения величины рабочего хода штока 8 и высоты подъема каната 4 ударным механизмом бурового станка возможны два режима работы виброгрейфера.
В том случае, если величина рабочего штока 8 соответствует установленной высоте подъема каната 4, виброгрейфер при каждом подъеме каната не будет отрываться от забоя. При таком режиме работы грунтозаборная труба погружается лишь за счет виброударного воздействия бойка 6 вибратора 3 па
45 наковальню 7. Этот режим работы наиболее эффективен при проходке относительно слабых пород.
В случае, если величина рабочего хода штока 8 меньше установленной высоты подъема каната 4, виброгрейфер при каждом рывке каната будет отрываться от забоя и подниматься над ним на величину разности между высотой подъема каната 4 и ходом штока 8.
При таком режиме работы порода набирается грунтозаборпой трубой 2 как за счет ударов всей массы виброгрейфера о забой, так и за счет виброударного воздействия бойка 6 на наковальню 7, осуществляемого в момент контакта грунтозаборной трубы с забоем.
Описанный режим работы является наиболее рациональным при проходке крепких пород.
Следует отметить, что и при первом и при втором режимах работы виброгрейфера высокочастотное ударное воздействие позволяет не только интенсифицировать процесс разработки породы, но и дает возможность избежать прихвата грунтозаборной трубы, что также весьма важно.
Кроме основного назначения виброгрейфер может применяться для предварительного рыхлсния забоя. В этом случае вместо грунтозаборной трубы к корпусу 1 присоединяется долото, а виброгрейфер настраивается па второй режим работы.
Виброгрейфер может применяться также и для ликвидации аварий в скважинах, связанных с прихватом инструмента. В этом случае вместо грунтозаборной трубы к корпусу 1 присоединяется захватное приспособление, а виброгрейфер настраивается па первый рсжпм работы.
Из описания видно, что виброгрейфер обеспечивает в процессе проходки скважины комбинированное воздействие на породу (традиционные лля .дарно-канатного бурения низко. гастотные удары и высокочастотное ударное воздействие дополнительной массы) без привлечения каки:,-либо несвойственных буровому станку внешних энергопроводов.
Формула изобретения
Виброгрейфер для станка ударно-канатного бурения, включающий вибратор с дебалансами, зубчагую передачу и трубчатый корпус, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен кривошипношатунным механизмом с маховиком и односторонней муфтой обгона, установленными в корпусе, причем кривошипно-шатунный мехапизм соединен с канатом станка, а муфта обгона через маховик — с зубчатой передачей.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лвторское свидетельство СССР № 487205, кл. Е 02D 7/18, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР № 403812, кл. Е 020 9/02, 1972, 604903
А - А псеarrg Фиг. / Редактор В. Борисова Заказ 590,, 9 Изд Лв 410 Тираж 820 НПО Государствспногс . очитста Совета Мп:.нстров СССР по делаги изобретений и открытий 113035, Москва, К-35, Раушская над., д. 4, 5 Подппс гос Типография, пр. Сапуноня. 2 Со тавптсль А. Пазловский Техред И. Михайлова Корректоры: О. Тюрина и Л. Брахнина
