RU69135U1 - DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS - Google Patents
DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU69135U1 RU69135U1 RU2007120839/22U RU2007120839U RU69135U1 RU 69135 U1 RU69135 U1 RU 69135U1 RU 2007120839/22 U RU2007120839/22 U RU 2007120839/22U RU 2007120839 U RU2007120839 U RU 2007120839U RU 69135 U1 RU69135 U1 RU 69135U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- drilling
- piston
- pulsator
- pulses
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Полезная модель направлена на снижение уровня шума в горной выработке и вибраций бурового инструмента. Указанный технический результат достигают тем, что ударный узел бурового станка выполнен в виде генератора ударных гидравлических импульсов, который состоит из гидравлически связанных между собой гидропульсатора с приводом, устройства для коррекции формы гидравлических импульсов и силового гидроцилиндра с поршнем, при этом гидропульсатор выполнен в виде гидравлического цилиндра с плунжером, устройство для коррекции формы гидравлических импульсов представляет собой полый упругий элемент с нелинейной характеристикой, заполненный жидкостью и зажатый посредством пружин между двумя инерционными массами, а поршень силового гидроцилиндра оперт о хвостовик колонны буровых штанг.The utility model is aimed at reducing the noise level in the mine working and vibration of the drilling tool. The specified technical result is achieved in that the shock assembly of the drilling rig is made in the form of a shock hydraulic pulse generator, which consists of a hydraulically coupled hydraulic pulsator with a drive, a device for correcting the shape of hydraulic pulses and a power hydraulic cylinder with a piston, while the hydraulic pulsator is made in the form of a hydraulic cylinder with a plunger, a device for correcting the shape of hydraulic pulses is a hollow elastic element with a nonlinear characteristic, filled with dkostyu and clamped by means of springs between the two inertial masses and the piston of the power cylinder are simply supported on the shank of the drill string.
Description
Полезная модель относится к комбинированным ударно-вращательным буровым станкам, а именно к станкам с непрерывным вращением, и может найти применение при проходке горизонтальных и наклонных скважин в подземных горных выработках и карьерах.The utility model relates to combined shock-rotary drilling machines, namely to machines with continuous rotation, and can be used for drilling horizontal and deviated wells in underground mines and quarries.
Известно устройство для формирования силовых импульсов (А.С. №536851, МПК В06В 1/18, Б.И. №44-1976). Устройство содержит корпус, привод гидропульсатора, в качестве которого может быть кривошипно-шатунный, эксцентриковый или другой механизм, обеспечивающий колебания плунжера гидропульсатора, инерционные массы, поджатые пружинами к продольным боковым стенкам полого упругого элемента (гидравлического шланга), имеющего непосредственную связь с силовым гидроцилиндром и его поршнем, примыкающим к исполнительному или рабочему органу. Инерционные подпружиненные массы установлены так, что могут совершать поперечные колебания относительно продольной оси полого упругого элемента. Под импульсным воздействием поршня силового гидроцилиндра на исполнительный орган в последнем возникают силовые импульсы, которые интенсифицируют технологический процесс. Устройство предназначено для использования в горном производстве, строительстве, вибрационной технике и т.д. Основное его преимущество заключается в низком уровне шума, ввиду отсутствия соударяющихся деталей.A device for generating power pulses is known (AS No. 536851, IPC V06V 1/18, B.I. No. 44-1976). The device comprises a housing, a hydro-pulsator drive, which can be a crank, eccentric or other mechanism that provides oscillations of the hydraulic pulser plunger, inertial masses, spring-loaded to the longitudinal side walls of the hollow elastic element (hydraulic hose), which is directly connected to the power hydraulic cylinder and its piston adjacent to the executive or working body. Inertial spring-loaded masses are set so that they can perform transverse vibrations relative to the longitudinal axis of the hollow elastic element. Under the pulsed action of the piston of the power hydraulic cylinder on the actuator, power pulses arise in the latter, which intensify the technological process. The device is intended for use in mining, construction, vibration technology, etc. Its main advantage is the low noise level, due to the absence of colliding parts.
Известны бурильные машины ударно-вращательного действия с гидравлическим, пневматическим и электрическим приводом для проходки скважин в подземных горных выработках (Н.С.Родионов и др. Горное и буровое оборудование. М.: Недра, 1983, С.53-54. Прототип). Эти бурильные машины состоят из следующих трех основных технологических узлов или механизмов: вращательного узла шпиндельного или роторного типа, механизма подачи бурового инструмента на забой с гидравлическим, пневматическим или механическим приводом и ударного механизма. При этом ударный механизм состоит из цилиндра, поршня (ударника, бойка) и системы распределения жидкой или газообразной среды, посредством которой поршень получает возвратно-поступательное движение. В процессе своих перемещений поршень наносит удары по хвостовику колонны буровых штанг, вследствие чего эффективность проходки скважины значительно возрастает.Known rotary hammers with hydraulic, pneumatic and electric drives for driving holes in underground mines (N. S. Rodionov and others. Mining and drilling equipment. M .: Nedra, 1983, S. 53-54. Prototype) . These drilling machines consist of the following three main technological units or mechanisms: a spindle or rotor-type rotational unit, a feed tool for a drilling tool to a face with a hydraulic, pneumatic or mechanical drive and a percussion mechanism. In this case, the percussion mechanism consists of a cylinder, a piston (striker, hammer) and a distribution system for a liquid or gaseous medium, through which the piston receives a reciprocating motion. In the process of its movements, the piston strikes the shank of the drill string, as a result of which the efficiency of well penetration increases significantly.
Недостатки вышеназванных бурильных машин состоят в следующем:The disadvantages of the above drilling machines are as follows:
- при ударах поршня по хвостовику колонны буровых штанг в горной выработке образуется сильный шум, что негативно сказывается на условиях труда рабочих;- when the piston hits the shank of the drill string in the mine, a strong noise is generated, which negatively affects the working conditions of the workers;
- под воздействием ударов в колонне буровых штанг возникают сильные вибрации, отрицательно влияющие на работу узлов бурильной машины и резьбовых соединений буровых штанг.- under the influence of shocks in the string of drill rods, strong vibrations occur that adversely affect the operation of the nodes of the drilling machine and threaded joints of the drill rods.
Поставлена задача снизить уровень шума в горной выработке и интенсивность вибраций буровых штанг.The task is to reduce the noise level in the mine and the vibration intensity of the drill rods.
Эта задача решена следующим образом. В соответствие с прототипом буровой станок для проходки скважин в подземных условиях включает вращательный узел и механизм подачи бурового инструмента на забой. Согласно полезной модели станок снабжен устройством для формирования силовых импульсов. Это устройство состоит из гидравлически связанных между собой гидропульсатора с приводом, устройства гидравлических импульсов и силового гидроцилиндра с поршнем. При этом гидропульсатор выполнен в виде гидроцилиндра с плунжером, устройство для коррекции формы гидравлических импульсов представляет собой полый упругий элемент с нелинейной характеристикой, заполненный жидкостью и зажатый посредством пружин двумя инерционными массами, а поршень силового гидроцилиндра оперт о хвостовик колонны буровых штанг.This problem is solved as follows. In accordance with the prototype, a drilling rig for underground drilling includes a rotary assembly and a tool for feeding the drilling tool to the bottom hole. According to a utility model, the machine is equipped with a device for generating power pulses. This device consists of a hydropulsator with a drive hydraulically interconnected, a hydraulic pulse device and a power hydraulic cylinder with a piston. In this case, the hydro-pulsator is made in the form of a hydraulic cylinder with a plunger, the device for correcting the shape of hydraulic pulses is a hollow elastic element with a nonlinear characteristic, filled with liquid and clamped by springs with two inertial masses, and the piston of the power hydraulic cylinder is supported on the shank of the drill rod string.
Далее сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:Further, the essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:
- на фиг.1 - расположение основных технологических узлов станка и схема проходки скважины;- figure 1 - the location of the main technological nodes of the machine and the scheme of penetration of the well;
- на фиг.2 - конструкция генератора ударных гидравлических импульсов;- figure 2 - design of the generator of shock hydraulic pulses;
- на фиг.3 - форма гидравлического импульса до прохождения через корректирующее устройство;- figure 3 - the shape of the hydraulic pulse before passing through the corrective device;
- на фиг.4 - положение инерционных масс при прохождении гидравлического импульса (в поперечном сечении);- figure 4 - the position of the inertial mass during the passage of the hydraulic pulse (in cross section);
- на фиг.5 - положение инерционных масс после прохождения гидравлического импульса (в поперечном сечении);- figure 5 - the position of the inertial masses after the passage of the hydraulic pulse (in cross section);
- на фиг.6 - форма гидравлического импульса после прохождения через корректирующее устройство.- figure 6 - the shape of the hydraulic pulse after passing through the corrective device.
Буровой станок для проходки скважин в подземных условиях включает следующие основные технологические узлы и механизмы (фиг.1):A drilling rig for underground drilling includes the following main technological units and mechanisms (Fig. 1):
- вращательный узел 1 шпиндельного или роторного типа. Он предназначен для придания вращения колонне буровых штанг 2 с буровым долотом 3;- rotational unit 1 of the spindle or rotor type. It is designed to impart rotation to the drill string 2 with drill bit 3;
- механизм подачи 4 с гидравлическим или механическим приводом для подачи бурового инструмента в составе колонны буровых штанг 2 и бурового долота 3 на забой буровой скважины 5;- a feed mechanism 4 with a hydraulic or mechanical drive for feeding the drilling tool as part of the drill string 2 and drill bit 3 to the bottom of the borehole 5;
- генератор ударных гидравлических импульсов 6.- generator of shock hydraulic pulses 6.
Генератор ударных гидравлических импульсов 6 (фиг.2) состоит из гидравлически связанных между собой гидропульсатора 7, устройства для коррекции формы гидравлических импульсов 8 и силового гидроцилиндра 9. Гидропульсатор 7 представляет собой гидравлический цилиндр 10 с плунжером 11, приводимым в действие кривошипно-шатунным, эксцентриковым или иным механизмом 12. Полость цилиндра 10 сообщена с полым упругим элементом 13, который заполнен жидкостью и имеет нелинейную характеристику. Полый упругий элемент 13 посредством пружин 14 зажат между двумя инерционными массами 15, вследствие чего в поперечном сечении он приобретает эллипсовидную форму. При этом все вышеназванные детали устройства для коррекции формы гидравлических импульсов 8 заключены в жесткий корпус 16. Полый упругий элемент 13 гидравлически связан с полостью силового гидроцилиндра 9, поршень 17 которого оперт о хвостовик 18 колонны буровых штанг 2.The generator of hydraulic shock pulses 6 (Fig. 2) consists of a hydraulically connected hydro-pulsator 7, a device for correcting the shape of hydraulic pulses 8 and a power hydraulic cylinder 9. The hydro-pulsator 7 is a hydraulic cylinder 10 with a plunger 11 driven by a crank, eccentric or other mechanism 12. The cavity of the cylinder 10 is in communication with the hollow elastic element 13, which is filled with liquid and has a non-linear characteristic. The hollow elastic element 13 by means of springs 14 is sandwiched between two inertial masses 15, as a result of which it acquires an elliptical shape in cross section. In this case, all of the above parts of the device for correcting the shape of hydraulic pulses 8 are enclosed in a rigid housing 16. The hollow elastic element 13 is hydraulically connected to the cavity of the power hydraulic cylinder 9, the piston 17 of which is supported on the shank 18 of the drill string 2.
Буровой станок для проходки скважин из подземных горных выработок работает следующим образом (фиг.1). Приводят в действие вращательный узел 1, в результате чего буровой инструмент в составе колонны буровых штанг 2 и бурового долота 3 получает вращение. После этого включают в работу механизм подачи 4, который обеспечивает продвижение бурового инструмента к забою скважины 5 и плотный контакт бурового долота 3 с горной породой забоя. Затем приводят в действие генератор ударных гидравлических импульсов 6.A drilling machine for sinking wells from underground mining works as follows (figure 1). The rotary assembly 1 is driven, as a result of which the drilling tool as a part of the drill string 2 and the drill bit 3 receives rotation. After that, the feed mechanism 4 is turned on, which ensures the advancement of the drilling tool to the bottom of the well 5 and the tight contact of the drill bit 3 with the rock of the face. Then drive the generator of shock hydraulic pulses 6.
При включении привода 12 гидропульсатора 7 плунжер 11 совершает в гидравлическом цилиндре 10 возвратно-поступательные движения (фиг.2). Они вызывают образование гидравлических импульсов с формой, приведенной на фиг.3, характеризуемой плавным нарастанием фронтальной части импульсов. Эти гидравлические импульсы, в свою очередь, вызывают вынужденные колебания жидкости в полом упругом элементе 13, зажатом посредством пружин 14 двумя инерционными массами 15. Так как гидравлический импульс в процессе перемещения по полому упругому элементу 13 преодолевает сопротивление жидкой среды, то в момент его прохождения последний расширяется (фиг.4), что сопровождается перемещением инерционных масс в радиальном направлении относительно полого упругого элемента 13. После прохождения гидравлического импульса инерционные массы 15 под воздействием пружин 14 возвращаются в исходное положение (фиг.5). Таким образом, инерционные When you turn on the actuator 12 of the hydro-pulsator 7, the plunger 11 performs reciprocating movements in the hydraulic cylinder 10 (figure 2). They cause the formation of hydraulic pulses with the shape shown in figure 3, characterized by a smooth increase in the front of the pulses. These hydraulic impulses, in turn, cause forced oscillations of the fluid in the hollow elastic element 13, clamped by the springs 14 by two inertial masses 15. Since the hydraulic pulse in the process of moving along the hollow elastic element 13 overcomes the resistance of the liquid medium, then at the moment of its passage expands (figure 4), which is accompanied by the movement of inertial masses in the radial direction relative to the hollow elastic element 13. After the passage of the hydraulic pulse, the inertial mass 15 under zdeystviem springs 14 back to its initial position (Figure 5). Thus inertial
массы 15 совершают поперечные колебания, причем частота этих колебаний близка к частоте вынужденных колебаний жидкой среды. Это означает, что плунжер 11 гидропульсатора 7 и инерционные массы 15 работают на частотах, близких к резонансным. Указанные два фактора - перепады давления жидкости в месте расположения инерционных масс и резонансные явления при работе гидропульсатора 7 и инерционных масс 15 сопровождаются изменением формы гидравлического импульса. Как видно из рисунка фиг.6 фронт гидравлического импульса приобретает более крутую форму, а следовательно ударная сила импульса значительно возрастает. Сформированный ударный гидравлический импульс поступает в силовой гидравлический цилиндр 9, воздействует на поршень 17 и через хвостовик 18 по колонне буровых штанг 2 достигает бурового долота 3. Под его воздействием буровое долото 3 внедряется в горную породу забоя скважины 5 и тем самым обеспечивает повышение эффективности процесса бурения.mass 15 make transverse vibrations, and the frequency of these vibrations is close to the frequency of the forced vibrations of the liquid medium. This means that the plunger 11 of the pulsator 7 and the inertial mass 15 operate at frequencies close to resonant. These two factors - the pressure drop of the fluid at the location of the inertial masses and the resonance phenomena during operation of the hydro-pulsator 7 and inertial masses 15 are accompanied by a change in the shape of the hydraulic pulse. As can be seen from the figure of FIG. 6, the front of the hydraulic pulse acquires a steeper shape, and therefore the impact force of the pulse increases significantly. The generated hydraulic shock impulse enters the hydraulic power cylinder 9, acts on the piston 17 and reaches the drill bit 3 through the shank 18 along the string of drill rods 2. Under its influence, the drill bit 3 is introduced into the rock bottom of the well 5 and thereby improves the efficiency of the drilling process .
Технический результат полезной модели: снижение уровня шума в горной выработке и уменьшение вибраций бурового инструмента.The technical result of the utility model: reducing noise in the mine and reducing vibration of the drilling tool.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120839/22U RU69135U1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120839/22U RU69135U1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU69135U1 true RU69135U1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38904329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007120839/22U RU69135U1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU69135U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112461669A (en) * | 2020-11-10 | 2021-03-09 | 中国矿业大学 | Experimental method and device for dynamic disaster of rock burst in roadway excavation |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120839/22U patent/RU69135U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112461669A (en) * | 2020-11-10 | 2021-03-09 | 中国矿业大学 | Experimental method and device for dynamic disaster of rock burst in roadway excavation |
CN112461669B (en) * | 2020-11-10 | 2021-09-07 | 中国矿业大学 | Experimental method and device for dynamic disaster of rock burst in roadway excavation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2681408B1 (en) | Mechanical force generator for a downhole excitation apparatus | |
EP2464807B1 (en) | Resonance enhanced rotary drilling | |
WO2012155305A1 (en) | Rotary impact type rock drilling machine and double-layer drilling rod mechanism | |
CA3011247A1 (en) | Force stacking assembly for use with a subterranean excavating system | |
CN102191915A (en) | Resonant pulse vibrating drilling device | |
CN102536114B (en) | Mechanical underground vibration-absorption punching drilling tool | |
WO2020214062A1 (en) | Device for generating an axial load in a drill string assembly | |
SE0602436L (en) | Rock drilling method and rock drilling machine | |
CN108798521A (en) | A kind of reciprocating axial impact pressue device | |
RU69135U1 (en) | DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS | |
CN213391973U (en) | Drilling rig for geotechnical engineering investigation | |
CN103541655A (en) | Drill rod buffer positioning device of hydraulic rock drill | |
RU71369U1 (en) | MACHINE FOR DRILLING WELLS UNDERGROUND CONDITIONS | |
RU2209913C1 (en) | Process crushing rocks by impact momenta and gear for its realization | |
Yungmeister et al. | Analysis of the options of modernization of roller-bit drilling machines with a submersible steamer | |
RU2720041C1 (en) | Device for destruction of rocks by impact pulses | |
SU927947A1 (en) | Percussive earth-drilling tool | |
RU124298U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING PULSE HYDROPULSE MECHANISM OF DRILLING MACHINE ENERGY | |
RU159850U1 (en) | SHOCK ASSEMBLY FOR SHOCK AND ROTARY DRILLING | |
SU825825A1 (en) | Borehole-drilling apparatus | |
RU2778910C2 (en) | Device for creation of axial load in drill string arrangement | |
SU127212A1 (en) | Bottomhole vibrating hammer | |
CN217028767U (en) | Flying wing hydraulic impactor | |
RU2701764C1 (en) | Vibroactive actuator | |
SU947377A1 (en) | Apparatus for rotary-percussive drilling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080605 |