SU1137196A1

SU1137196A1 - Hyraulic drilling head

Info

Publication number: SU1137196A1
Application number: SU833652125A
Authority: SU
Inventors: Сергей Александрович Козырев; Геннадий Лукьянович Коваль; Александр Альбертович Аничкин
Original assignee: Научно-Исследовательский Горнорудный Институт
Priority date: 1983-10-11
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1985-01-30

Abstract

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ ГОЛОВКА, включающа корпус, поршень-у: арник , промежуточный боек, инструмент с хвостовиком, напорную и сливную магистрали, о т л и ч а ющ а с. тем, что, с целью повьшеч. ни экономичности работы за счет оптимизации oceBoriD усили , она снабжена ступенчатым поршнем, который установлен на хвостовике инструмента и торцева часть большей ступени которого контактирует с промежуточным бойком, а меньша ступень размещена со стороны инструмента , при этом ступенчатый поршень образует с корпусом полость, котора посто нно сообщена с напорной магистралью. (Л СHYDRAULIC DRILLING HEAD, including body, piston-in: arnica, intermediate head, tool with shank, pressure and drain lines, about and c. so that, with a view to povshech. Neither does the economy work by optimizing the oceBoriD force, it is equipped with a stepped piston that is installed on the tool shank and the end part of the larger step of which is in contact with the intermediate striker, and the smaller step is placed on the tool side, while the stepped piston forms a cavity with the housing, which is constantly communicated with the pressure line. (Ls

Description

Изобретение относитс к бурильной технике и может быть использовано в горной и строительной промьшшенности дл бурени шпуров и скважин в ropjaix породах.The invention relates to drilling technique and can be used in the mining and construction industry for drilling holes and boreholes in ropjaix rocks.

Известна гидравлическа бурильна головка, включающа корпус, поршень , ударник, инструмент, напорную и сливную магистрали Q .A hydraulic drill head is known, comprising a housing, a piston, a hammer, a tool, a pressure and a drain Q.

Недостаток данного устройства заключаетс в значительном износе инструмента из-за большого осевого усили , возникающего при воздействии на торец поршн давлени жидкости.The disadvantage of this device is considerable wear of the tool due to the high axial force that occurs when the pressure of the fluid is exerted on the end of the piston.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс гидравлическа бурильна головкаJ включающа корпус порпзень-ударник, промежуточный боек, инструмент с хвостовиком, напорную и сливную магистрали 2.The closest in technical essence and effect to be achieved to the invention is a hydraulic drill headJ comprising a corpus-hammer body, intermediate head, tool with shank, discharge and drain lines 2.

Недостаток известного устройства заключаетс в неэкономичности работы за счет осевых усилий, превьшающи оптимальные значени , что приводит к преждевременному износу инструмента.A disadvantage of the known device lies in the inefficiency of work due to axial forces, exceeding the optimal values, which leads to premature wear of the tool.

Цель изобретени - повьшение эко но -шчности работы за счет оптимизации осевого усили .The purpose of the invention is to increase the eco-working rate by optimizing the axial force.

Поставленна цель достигаетс тем что гидравлическа бурильна головка , включающа корпус, поршеньударник , промежуточный боек, инструмент с хвостовиком, напорную и сливную магистрали, снабжена ступенчатым поршнем, который установлен на хвостовике инструмента и торцева часть большей ступени которого контактирует с промежуточным бойком, а меньша ступень размещена со стороны инструмента, при этом ступенчатый поршень образует с корпусом полость, котора посто нно сообщена с напорной магистралью,The goal is achieved by the fact that the hydraulic drill head, including the body, the piston hammer, the intermediate head, the tool with the shank, the pressure and drain lines, is equipped with a stepped piston, which is mounted on the tool shank and the end part of which is in contact with the intermediate head, and the lower stage is located on the tool side, with the stepped piston forming a cavity with the body, which is permanently connected to the pressure line,

На чертеже представлена схема гидравлической бурильной головки.The drawing shows a diagram of a hydraulic drill head.

Гидравлическа бурильна головка содержит корпус I, втулки 2 и 3, поршень-ударник 4) промежуточный боек 5, хвостовик 6, полый ступенчатьй поршень с большей 7 и меньшей 8 ступен ми, щпиндель 9, шестерню 0 и мотор П.The hydraulic drill head includes a housing I, bushings 2 and 3, a piston-hammer 4) intermediate head 5, a shaft 6, a hollow step piston with more 7 and less 8 steps, spindle 9, gear 0 and motor P.

В корпусе 1 расположены камеры 12 - 6, Во втулках 2 и 3 выподHei-ш каналы 17 - 22. Полый ступенчатый поршень образует с корпусом полость 23, герметизированную уплотнени ми 24, Внутри полого ступенчатого поршн помещен хвостовик бурового инструмента 6, верхн часть которого соединена со шпинделем 9 шлицевым соединением 25. Камеры 13 и 16 и полость 23 соединены с напорной магистралью 26, а камера 15 и каналы 19 и 22 - со сливной магистралью 27, На поршне-ударнике 4 выполнены по ски 28 и 29,,которые опираютс на втулки 2 и 3.Chambers 1, 12, 6 are located in housing 1. In sleeves 2 and 3, outflows Hei-sh channels 17, 22. A hollow stepped piston forms a cavity 23 with a housing, sealed by seals 24. Inside the hollow stepped piston there is a shank of a drilling tool 6, the upper part of which is connected with the spindle 9 a spline connection 25. The chambers 13 and 16 and the cavity 23 are connected to the pressure pipe 26, and the chamber 15 and the channels 19 and 22 to the drain pipe 27. On the piston-hammer 4, they are mounted on 28 and 29, which rest on bushings 2 and 3.

Гидравлическа бурильна головка работает следующим образом.The hydraulic drilling head works as follows.

Жидкость под давлением подают в напорную магистраль 26, Если поршень-ударник 4 находитс в таком положении, как показано на чертеже, жидкость из камеры 13 по каналам 18 и 17 поступает в камеру 14, запблн ет ее и давление в камере 14 повышаетс . Воздейству на поршеньударник 4, сжата жидкость застав л ет его двигатьс назад (вниз по чертежу). Жидкость из камеры 12 по каналу 22 вытесн етс в сливную магистраль 27, Торец большей ступени 7 полого ступенчатого поршн при этом погрзжает промежзточиый боек 5 в камеру 4 до упора в корпус 1. Поршень-ударник 4, двига сь назад, перекрывает своими по сками 28 и 29 каналы 18 и 22, после чего продолжает двигатьс за счет перепада давлет НИИ в камерах 14 и 12. Жидкость в камере 14 расшир етс , давление в . ней снижаетс , жидкость в камере 12 сжимаетс , давление в ней возрастает Продолжа движение, поршень-ударник 4 по сками 28 и 29 открывает каналы 19 и 20. Из камеры 13 жар,кость под давлением по каналам 20 и 21 поступает в камеру 12, из камеры 14 по каналу 19 жидкость поступает в камеру 15 и далее в сливную магистраль 27. Давление в камере 12 возрастает, в камере 14 снижаетс . Поршень-ударник 4 затормаживаетс , останавливаетс и начинает двигатьс вперед (по чертежу). По сками 28 и 29 поршень-ударник 4 перекрывает каналы 18 и 22 и продолжает двигатьс за счет перепада давлений в камерах 2 и 14. При этом жидкость в камере 12 расшир етс и давление в ней падает, а в камере 14 жидкость сжимаетс и давление в ней повьш аетс . Продолжа движение, поршенЬ-ударник 4 по сками 28 и 29 открывает кат 3 налы 18 и 22. После этого поршеньударник 4 наносит удар по промежуточ ному бойку 5, Удар от промежуточного бойка передаетс хвостовику бурового инструмента 6. Погружа сь в разрушаемый материал, хвостовик буро вого инструмента 6 продвигаетс вперед , при этом больша c TvneHb 7 поло го ступенчатого поршн погружаетс в полость 23,вытесн ет из нее жидкость в напорную магистраль 26. Жидкость из напорной магистрали 26 поступает в.камеру 13 и по каналам 18 и 17 - в камеру 14, из камеры 12 по каналу 22 через камеру 15 жидкость поступает в сливную магист--, раль 27, поршень-ударник 4 занимает исходное положение, и цикл повтор етс снова. При этом площадь промежуточного бойка 5 равна разности площадей большей 7 и меньшей 8 ступе ней полого ступенчаторого поршн , в этом случае промежуточный боек 5 ока зываетс разгруженным от осевого усили давлени жидкости на его торец. Камеры 15 и 13 служат дл снижени пульсации давлени в сливной 27 и напорной 26 магистрал ж. Мотор 11 приводит во вращение через шестер964 ню 10 и шпиндель 9 хвостовик бурового инструмента 6, что способствует непрерывному процессу бурени всей площа ди забо скважины (на чертеже не по-казана ). .Когда давление в камере 14 снизитс по сравнению с давлением в напорной магистрали 26 за счёт разности давлений в камерах 16 и 14, торец большей ступени 7 полого ступенчатогопоршн перемещает промежуточный боен в исходное положение, вниз до упора в корпус I,. Благодар размещению меньшей ступени поршн со стороны бурового инструмента, а торца большей ступени с возможностью непосредственного взаимодействи с промежуточным бойком становитс возможным компенсировать осевое усилие давлени жидкости на промежуточный боек. Применение изобретени позволит разгрузить промежуточньй боёк и исключить при бурении дополнительное поджатие инструмента к породе, что дает возможность эксплуатировать бурильную головку с оптимальным усилием подачи и снизить износ iracTpyмента .The pressurized fluid is supplied to the pressure line 26. If the piston-hammer 4 is in such a position as shown in the drawing, the fluid from chamber 13 through channels 18 and 17 enters chamber 14, zaplbln it and the pressure in chamber 14 rises. I act on the piston 4, the compressed fluid causes it to move backwards (down the drawing). The fluid from the chamber 12 through the channel 22 is displaced into the drain line 27, the butt end of the larger step 7 of the hollow stepped piston while the intermediate firing pin 5 is pushed into the chamber 4 until it stops in the housing 1. The piston-hammer 4, moving back, blocks its 28 and 29 channels 18 and 22, after which it continues to move due to the differential pressure of the scientific research institutes in chambers 14 and 12. The liquid in chamber 14 expands, the pressure c. it decreases, the fluid in chamber 12 is compressed, the pressure in it increases. Continuing movement, the piston-hammer 4 and 28 and 29 opens channels 19 and 20. From chamber 13 heat, bone under pressure through channels 20 and 21 enters chamber 12, from chambers 14 through channel 19, the liquid enters chamber 15 and further to drain line 27. Pressure in chamber 12 increases, in chamber 14 decreases. The piston-hammer 4 slows down, stops and starts moving forward (according to the drawing). By 28 and 29, the piston-hammer 4 closes the channels 18 and 22 and continues to move due to the pressure differential in chambers 2 and 14. At the same time, the liquid in chamber 12 expands and the pressure in it decreases, and in chamber 14 the liquid contracts and the pressure in it rises. Continuing the movement, the piston-hammer 4 and 28 and 29 opens the cat 3 with piles 18 and 22. After this, the piston 4 strikes the intermediate striker 5, the blow from the intermediate striker is transferred to the shank of the drilling tool 6. Immersed in the material to be destroyed, The first tool 6 is moving forward, with the large cw step-piston with TvneHb 7 plunging into the cavity 23, displacing the liquid from it into the pressure line 26. The liquid from the pressure line 26 enters the chamber 13 and through channels 18 and 17 into the chamber 14, from the chamber 12 on the can lu 22 through the chamber 15, fluid flows into the drain magist--, ral 27, the hammer piston 4 takes the initial position and the cycle is repeated again. At the same time, the area of the intermediate striker 5 is equal to the difference of the areas greater than 7 and less than 8 steps of the hollow step-like piston, in this case the intermediate head 5 turns out to be unloaded from the axial force of fluid pressure on its end. Chambers 15 and 13 serve to reduce pressure pulsations in the drain 27 and pressure line 26. Motor 11 causes rotation through gear 964 nu 10 and spindle 9 of the shank of the drilling tool 6, which contributes to the continuous process of drilling the entire area of the bottom hole (not shown). . When the pressure in chamber 14 decreases as compared to the pressure in pressure line 26 due to the pressure difference in chambers 16 and 14, the end of a larger step 7 of a hollow stepped piston moves the intermediate slab to its original position, down to the rest of the body I ,. Due to the placement of a smaller piston stage on the side of the drilling tool, and the end of a larger stage with the possibility of direct interaction with the intermediate head, it becomes possible to compensate for the axial force of the fluid pressure on the intermediate head. The application of the invention will allow to unload the intermediate head and exclude the additional preloading of the tool to the rock while drilling, which makes it possible to operate the drill head with an optimal feeding force and reduce iracTpy wear.

Claims

HYDRAULIC DRILLING HEAD, which includes a body, a piston-archer, an intermediate hammer, _Λ tool with a shank, pressure and drain lines, characterized in that, in order to increase the efficiency of work due to the optimization of the axial force, it is equipped with a step piston which is mounted on the tool shank and the end part of the larger stage is in contact with the intermediate striker, and the smaller stage is located on the side of the tool, while the step piston forms a cavity with the body, which is constantly schena with the pressure line.

tacoL

00 m ζ ©