Гидравлическая буровая машина

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 19Л077 (21) 2546913/22-03 с присоединением заявки ¹

Е 21 С 3/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250280, Б оллетень № 7

Дата опубликования описания 250280 (53) УДИ 622. 233. . 65 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.?. Кузнецов (71) Заявитель

Институт горного дела Министерства черной металлургии СССР (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРОВАЯ МАМИНА

Изобретение относится к гидравли,ческим буровым машинам и может быть использовано при бурении шпуров и скважин на открытых и подземных горных работах.

В настоящее время известно много конструкций гидравлических буровых машин, содержащих корпус, ударник, гидрораспределитель, аккумулятор и инструмент (1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является гидравлическая буровая машина, содержащая боек, размещенный в цилиндре 5 и делящий его полость на полости взвода и слива, золотниковый распределитель, подпружиненный плунжер, выполненный с проточкой и образующий с корпусом центральную кольце- 20 вую камеру и рабочую полость, газогидравлический аккумулятор,,враща» тель с. гидродвигателем и трубопроводы подачи и слива рабочей жидкости (2). - . 25

Плунжер в- этой конструкции явля ется дросселем, чувствительным к— давлению подачи рабочей с1 еды и при падении этого давления ниже задан ного уровня частично перекрывает ЗО трубопровод и уменьшает реверсирующую разность давления на золотник, вследствие чего золотник перемещается медленно и уменьшается частота ударов поршнями бойка, В реальных условиях бурения необходимо увеличивать или уменьшать не только частоту ударов, но и их энергию, а прн заклинивании бурового инструмента переходить на большую частоту с уменьшенной энергией удара.

Указанная конструкция не отвечает этим. требованиям.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения.

Поставленная цель достигается тем, что в цилиндре выполнен ряд последовательных отверстий для сообщения полости цилиндра с центральной кольцевой камерой плунжера, при этом рабочая полость плунжера постоянно сообщена с напорным трубопроводом гидродвигателя вращателя.

Кроме этого, на плунжере выполнена дополнительная кольцевая проточка, которая постоянно сообщена с его центральной кольцевой камерой.

Введенные конструктивные отличительные признаки позволяют автомати чески изменять режим бурения и выла рабочего хода представлено на фиг.2, В этом положении рабочая жидкость из напорного трубопровода 18 Через полость рабочего цилиндра между поршнями 3, крайнее левое откры« тое отверстие 21, центральную кольцевую камеру 10, крайнее правое отверстие 21 поступает в левую торцо вую полость золотникового распределителя 7. Золотник перемещается в крайнее правое положение и сообщает полости нэнода и слива между собой через переливные каналы 20.

f5 За счет усилия, развиваемого газогидранлическим аккумулятором 12, боек 1. ускоренно перемещается в левое положение и наносит удар по рабочему инструменту 13. В момент

gg соударения левая торцовая полость эолотникового распределителя 7 сообщается r. полостью слива и под действием усилия с правой торцовой полости эолотниконого распределителя, постоянно находящейся под давлением рабочей жидкости, золотник ðàñпределителя занимает крайнее левое положение, соответствующее взводу.

Далее цикл повторяется. Для сглаживания пульсации давления в напорном и сливном трубопроводах должны быть устанонлены сетевые аккумуляTQPbl, Если в процессе бурения изменяются условия .на забое например прослоек

35 более крепкой породы) повышается давление в напорном трубопроводе 16 гидродвигателя 15, а следовательно, и в рабочей полости 11, плунжер 8 перемещается вправо и перекрывает своим пояском крайнее левое отверстие 21, В этом положении боек 1 перемещается до открытия следующего отверстия

21, что соответствует увеличению энергии удара бойка.

При максимальном увеличении давления в напорном трубопроводе 16 и рабочей камеры 11, соответствующем заклиниванию бурового инструмента, плунжер 8 автомата режима работы перемещается вправо до отказа и допол50 нительная кольцевая проточка 22 плунжера 8 становится напротив крайнего левого отверстия 21.. При этом жидкость под давлением поступает от напорного трубопровода 18 через это

-у отверстие в дополнительную кольцевую проточку ll, центральную кольцевую полость 10 в крайнее правое отвер стие 21 в левую торцоную полость золотникового распределителя, Это положение соответствует максимальной

-6О частоте ударов и минимальной энергии удара. Именно этот режим бурения является оптимальным с точки зрения ликвидации заклинивания бурового инструмента. После ликвидации заклини65 вания данление в рабочей камере проводу 18 через золотниковый распределитель 7, переливной канал 20 посту

Хвостовик 2 входит н жидкостную по ходные параметры буровой машины с изменением условий на забое шпура или скважины через изменение давления н гидродвигателе вращателя, Так, например, с увеличением крепости породы увеличивается момент сопротивления вращению бура, а следовательно, и давление в найорнам трубопроводе гидроднигателя, При этом плунжер .автомата режима работы перемещается, сжимая пружину, и пе реключение золотниконого распределителя происходит при большем ходе бойка с поршнями и хвостоником,что соответствует увеличению энергйи удара.

На фиг. 1 и 2 показана машина н различные периоды рабочего цикла.

Машина содержит боек 1 а хностовиком 2 и поршнями 3-, которые образуют с рабочим цилиндром 4 полости ввода 5 и слива 6, золотниковый распределитель 7, автомат режима работы, включающий подпружиненный плуижер 8 с рабочими поясками, образующими с корпусом 9 автомата центральную кольцевую камеру 10 и рабочую полость 11, газогидранлический аккумулятор 12, рабочий инструмент, 13, вращатель 14, гидроднигатель 15.

Питание гидроднигателя 15 осуществляется по напорному 16 и слинному 17 трубопроводам, а бойка — по напорному 18 и сливному 19 трубопроводам. Полости взвода 5 и слива 6 через эолотниковый распределитель 7 снабжены.переливными каналами 20, а центральная кольцевая камера 10 плунжера 8 автомата режима работы с полостью рабочего цилиндра последонательным рядом отверстий ?.1, На плунжере 8 со стороны рабочей полости 11 выполнена дополнительная кольцевая проточка 22, сообщенная с центральной кольцевой камерой 10 плунжера 8. Рабочая камера 11 постоян но сообщена с напорным трубопронОдом 16 гидродвигателя 15.

В исходном положении детали машины занимают положение, соответствую-. щее фиг,l. При этом эолотниковый распределитель 7, выполненйый н виде дифференциального золотника, находится и крайнем левом положении и разобщает полости взвода 5 и слива 6.

При включении гидропривода бойка рабочая жидкость по напорному трубопает в полость 5 взвода. При этом боек 1 перемещается в правое положение, вытесняя поршнем 3 со ст ороны хвостовика 2 жидкость иэ полости 6 слива в сливной трубопровод 19. лость газогидравлического аккумулятора 12 и дополнительно сжимает газ в нем, Взвод осуществляется до момен та выхода крайнего левого открытого плунжером отверстия 21 из-под. поршня З,Положение деталей устройства на момент окончания взвода и нача717313

Ю 17

Д» 1

zz А è У уменьшается, плунжер 8 смещается влево,и машина вновь работает в оптимальном режиме.

Формула изобретения 5

1. Гидравлическая буровая машина, содержащая боек, размещенный в цилнндре и делящий его .полость на полости взвода и слива, золотниковый распределитель, подпружиненный плунжер, выполненный с проточкой и образующий с корпусом центральную кольцевую камеру и рабочую полость, газогидравлический аккумулятор, вращатель с гидродвигателем и трубопроводы подачи и слива рабочей жидкости, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения, в

ЦЯИИПИ Заказ 9790/43

Тираж 626 Подписное

Филиал ППП . Патент, r. Ужгород. ул. Проектная,4 цилиндре выполнен ряд последовательных отверстий для сообщения полости цилиндра с центральной кольцевой камерой плунжера, при .этом рабочая полость плунжера постоянно сообщена с напорным трубопроводом гиВродвигателя вращателя.

2. Машина по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что на плунжере выполнена дополнительная кольцевая проточка, которая постоянно сообщена с его центральной кольцевой камерой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 447506, кл. Е 21 С 3/20, 1971.

2. Патент CltlA 9 3774502, кл. 91-246, опублик. 1973.

yg gg Ю 21 Р