RU1788230C - Гидропривод бурильной установки - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : гидропривод содержит насос, гидроцилиндр подачи, гидромотор вращени  бурового инструмента, гидрораспределитель, регулируемый дроссель дл  варьировани  скорости вращени  гидромотора, по меньшей мере три обратных клапана и односторонний гидрозамок. Полость управлени  гидрозамка гидравлически соединена со штоковой полостью гидроцилиндра подачи. Подклапанна  полость гидрозамка гидравлически соединена со сливной гидромагистралью. Надклапанна  полость гидрозамка гидравлически соединена с выходом гидромотора вращени  бурового инструмента. 3 ил.

Description

СО

С

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к гидроприводам бурильных установок, используемых дл  вращательного бурени  шпуров и скважин .

Известный гидропривод бурового станка , включает гидронасос посто нной производительности , гидромотор вращени  и гидроцилиндр подачи буровой штанги. Параллельно подсоединены к напорной магистрали насоса одна из рабочих полостей гидроцилиндра подачи и одна из рабочих полостей гидромотора вращени , многопозиционный гидрораспределитель с гидролини ми , подсоединенными к рабочим полост м гидромотора вращени  и гидроцилиндра подачи, регул тор потока с входом, подсоединенным к гидролинии между распределителем и одной из рабочих полостей гидромотора вращени , регулируемые

дроссели и сливные гидролинии. С целью повышени  надёжности работы гидропривода за счет снижени  вё ро тн остй заКл й: нивани  бурового инструмента при бурении, параллельное сообщение напорной магистрали насоса с одной из рабочих полостей гидроцилиндра подачи и с одной из рабочих полостей гидромотора вращени  выполнено в одной из позиций гидрораспределител . К гидролинии, сообщающей гидрораспределитель и другую из рабочих полостей гидроцилиндра подачи, подключена сливна  гидролини , в которой расположен один из регулируемых дросселей, а другой из регулируемых дросселей установлен в гидролинми, св зывающей гидрораспределитель и одну из рабочих полостей гидроцилиндра подачи, при этом выход регул тора потока подсоединен к сливном гидролинии .

vj 00 00

N) СО

О

Известный гидропривод бурильный установки , выбранный в качестве прототипа, включает в себ  насос, гидроцилиндр подачи и гидромотор вращени  бурового инструмента , напорную гидромагистраль, подсоединенную через гидрораспределитель к входу гидромотора с поршневой полостью гидроцилиндра , и регулируемый дроссель дл  варьировани  скор ости вращени  гидромотора , расположенный в гидролинии, сообщающей напорную гидр оматйстраль гидромотора со сливной магистралью.

Дл  повышени  надежности работы гидропривода за счет увеличени  степени синхронности между усилением подачи и нагрузкой на гидромоторе как в режиме нормального бурени , так и в режимах заклинивани  инструмента и прохождени  им пустот при одновременном сохранении неизменного направлени  вращени  инструмента , гидропривод имеет по крайней мере три обратных клапана, один из которых установлен своим входом в направлении гидромотора в гидромагистрали, сообщающий выход гидромотора с поршневой полостью гидроцилиндра, другой обратный клапан расположен в напорной магистрали гидромотора между его входом и гидрораспределителем , причем вход этого обратного клапана направлен в сторону гидрораспределител , а третий обратный клапан расположен в дополнительной гидромагистрали, соедин ющей вход гидромотора с поршневой полостью гидроцилиндра, при этом вход третьего обратного клапана направлен в сторону поршневой полости гидроцилин- дра.

Известный гидропривод бурильной установки работает следующим образом.

При включении буровой установки рабоча  жидкость от насоса поступает к трехпозиционному гидрораспределителю. В нейтральном положении данного гидрораспределител  рабоча  жидкость направл етс  в гидробак.. При включении гидрораспределител  бурильной установки на бурение рабоча  жидкость через обратный клапан подаетс  к гидромотору вращени  бурового инструмента, Начинаетс  вращение бурового инструмента и одновременно подача (слив) рабочей жидкости от гидромотора через обратный клапан в поршневую .полость гидроцилиндра.

Шток гидроцилиндра, выдвига сь, посредством стального каната и роликов подает податчик, а следовательно, и буровой инструмент на забой. Так как гидромотор вращени  бурового инструмента и гидроцилиндр подачи бурового инструмента соединены последовательно, то каждое

изменение частоты вращени  гидромотора вызывает соответствующее изменение скорости подачи податчика. При равномерном вращении гидромотора обеспечиваетс 

равномерна  подача; обеспечиваетс  также остановка в случае заклинивани  бурового инструмента, податчика. Усилие подачи гидроцилиндра регулируетс  предохранительным клапаном, крут щий мо0 мент гидромотора - предохранительным клапаном, а скорость вращени  гидромотора - дросселем.

При включении гидрораспределител  на отвод бурового инструмента рабоча 

5 жидкость поступает в штоковую полость гидроцилиндра, при этом шток гидроцилиндра вт гиваетс  и посредством стального каната, а также роликов возвращает буровой инструмент в исходное положение, а

0 рабоча  жидкость из поршневой полости гидроцилиндра через обратный клапан подаетс  к гидромотору, сохран   его вращение в ту же сторону, что и при движении на забой, и предотвраща  таким образом свин5 чивание и заштыбовку бурового инструмента . Слив жидкости в этом случае от гидромотора осуществл етс  в гидробак через предохранительный клапан, при давлении его настройки.

0Недостатком известного гидропривода бурильной установки  вл етс  наличие повышенного давлени  рабочего агента в сливной магистрали гидромотора в момент возвращени  бурового инструмента в ис5 ходное положение.

Цель изобретени  - повышение надежности работы гидропривода за счет снижени  возможности заклинивани  бурового инструмента при отводе его в исходное по0 ложение.

На фиг.1 показана принципиальна  схема гидропривода; на фиг.2 и 3 - бурильна  установка, вид сверху и слева с гидроприводом .

5Гидропривод бурильной установки размещен на направл ющей р мы 1, на которой установлен податчик 2 с гидромотором 3 вращени . Буровой инструмент 4 навинчен с помощью резьбы (не показана) на

0 шпиндель податчика 2. К гидроцилиндру 5 подачи бурового инструмента 4 прикреплен стальной канат 6, один его конец огибает ролики 7 и 8, а другой конец прикреплен к корпусу податчика 2. Стальной канат 9 од5 ним концом закреплен к раме 1, огибает ролики 10 и 11, а другой его конец прикреплен к корпусу податчика 2. Насос 12 соединен напорной гидромагистралью 13 с подвод щим каналом гидрораспределител  14, один отвод щий канал которого соединен гидромагистралью 15 с вторым обратным клапаном 16 и гидромагистралью 17 с входом 18 гидромотора 3, а другой канал гидромагистралью 19 - с рабочей штоковой полостью 20 отвода от забо  бурового инс- трумента 4. Выход 21 гидромотора 3 соединен гидромагистралью 22 через первый обратный клапан 23, гидромагистрали 24 и 25 с рабочей поршневой полостью 26 гидроцилиндра 5 подачи бурового инструмента 4 на забой. Вход 27 первого обратного клапана 23 направлен в сторону гидромотора 3, и рабоча  жидкость может поступать по гидромагистрал м 22 и 24 только в направлении поршневой полости 26 гидроцилиндра 5. Полость 26 гидроцилиндра 5, в свою очередь , соединена гидромагистралью 25 через третий обратный клапан 28 и гидромагистраль 29 с напорной гидромагистралью 17. Вход 30 обратного клапана 28 направлен в сторону поршневой полости 26 гидроцилиндра 5. Второй обратный клапан 16 установлен между местом соединени  гидромагистралей 29 и 17 и гидрораспределителем 14 с возможностью пропуска- ни  рабочей жидкости к гидромотору 3, т.е. вход 31 обратного клапана 16 направлен в сторону гидрораспределител  14. Отвод ща  гидромагистраль 22 и сливна  гидромагистраль 32 соединены с помощью гидромагистралей 33 и 34, между которыми установлен предохранительный клапан 35. К напорной магистрали 13 через гидромагистрали 36 и 37 подсоединены предохранительный клапан 38 и дроссель 39 с регул тором 40, сливной канал 41 которого соединен со сливной гидромагистралью 32 и гидробаком 42.

Односторонний гидрозамок 43, своей полостью управлени  44 и гидромагистра- л ми 45 и 19 соединен со штоковой полостью 20 гидроцилиндра 5; своей подклапанной полостью 46 и сливной гидромагистралью 47 соединен с гидробаком 42, а надклапанной полостью 48 и гидрома- гистрал ми 49, 33, 22 соединен с выходом 21 гидромотора 3.

Гидропривод бурильной установки работает следующим образом.

При включении бурильной установки рабоча  жидкость от насоса 12 по магистрали 13 поступает к трехпозиционному гидро- распределителю 14. В нейтральном положении данного гидрораспределител  рабоча  жидкость по гидромагистрали 32 направл етс  в гидробак 42. При включении гидрораспределителем 14 бурильной установки на бурение рабоча  жидкость по гидромагистрали 15 через обратный клапан 16 и гидромагистраль 17 подаетс  к гидромотору 3 вращени  бурового инструмента 4. Начинаетс  вращение бурового инструмента 4 и одновременно подача (слив) рабочей жидкости от гидромотора 3 по гидромагистрали 22 через обратный клапан 23, затем по гидромагистрал м 24 и 25 в полость 26 гидроцилиндра 5. Шток 50 гидроцилиндра 5, выдвига сь, посредством стального каната 6 и роликов 7 и 8 подает податчик 2, а следовательно , и буровой инструмент 4 на забой . Так как гидромотор 3 вращени  бурового инструмента 4 и гидроцилиндр 5 подачи бурового инструмента 4 соединены последовательно, то каждое изменение частоты вращени  гидромотора 3 вызывает соответствующее изменение скорости подачи податчика 2. При равномерном вращении гидромотора 3 обеспечиваетс  равномерна  подача; обеспечиваетс  также остановка в случае заклинивани  бурового инструмента 4 податчика 2. Усилие подачи гидроцилиндра 5 регулируетс  предохранительным клапаном 35, крут щий момент гидромотора 3 - предохранительным клапаном 38, а скорость вращени  гидромотора 3 - дросселем 39.

При включении гидрораспределител  14 на отвод бурового инструмента 4 рабоча  жидкость по гидромагистрали 19 поступает в штоковую полость 20 гидроцилиндра 5. при этом шток 50 гидроцилиндра 5 вт гиваетс  и посредством стального каната 9, а также роликов 7 и 11 возвращает буровой инструмент4 в исходное положение, а рабоча  жидкость из поршневой полости 26 гидроцилиндра 5 по гидромагистрали 25 через обратный клапан 28, затем по гидромагистрал м 29 и 17 подаетс  к гидромотору 3, сохран   его вращение, в ту же сторону, что и при движении на забой, и предотвраща  таким образом свинчивание и заштыбовку бурового инструмента 4. Слив жидкости в этом случае от гидромотора 3 осуществл етс  в гидробак 42 по гидромагистрал м 22, 33 и 49 через односторонний гидрозамок 43 и по сливной гидромагистрали 47. Запорный элемент гидрозамка 43 открываетс  при наличии давлени  в полости управлени  44. соединенной гидромагистрал ми 45 и 19 со штоковой полостью 20 гидроцилиндра 5 и через гидрораспределйтель14 и гидромагистраль 13 с насосом 12.

Использование изобретени  повышает надежность работы гидропривода за счет снижени  возможности заклинивани  бурового инструмента при отводе его в исходное положение, также снижаетс  давление рабочего агента в сливной магистрали гидромотора вращател , увеличиваетс  крут щий момент на гидромоторе, улучшаетс  тепловой режим гидропривода и уменьшаетс  расход электроэнергии.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Гидропривод бурильной установки, включающий насос, гидроцилиндр подачи, гидромотор вращени  бурового инструмента , напорную гидрбмагистраль, подсоединенную через гидрораспределитель к входу гидромотора, с выходом, сообщенным с поршневой полостью гидроцилиндра, регулируемый дроссель дл  варьировани  скорости вращени  гидромотора, расположенный в гидролинии, сообщающей напорную гидромагистраль гидромотора со сливной гидромагистралью, установленный своим входом в направлении гидромотора в гидромагистрали, сообщающей выход гидромотора с поршневой полостью гидроцилиндра , первый обратный клапан, расположенный в напорной гидромагистра- ли гидромотора между его входом и гидрораспределителем второй обратный клапан, выход которого направлен в сторону гидрораспределител , и расположенный в дополнительной гидромагистрали, соедин ющей вход гидромотора с поршневой полостью гидроцилиндра, третий обратный клапан, вход которого направлен в сторону поршневой полости гидроцилиндра, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности его в работе за счет снижени  возможности заклинивани  бурового инструмента при отводе его в исходное положение, он снабжен односторонним гидрозамком, полость управлени  которого гидравлически соединена со штоковой полостью гидроцилиндра подачи, при этом подклапанна  полость гидрозамка гидравлически соединена со сливной гидромагистралью , а надклапанна  полость гидрозамка гидравлически соединена с выходом гидромотора вращени  бурового инструмента.

ф& 4

Фиг. 2

Фиг.З