SU1343010A1 - Буровое устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной пром-ти и позвол ет повысить надежность устройства в работе при повышении вибрации бурового става 26. Устройство включает силовой гидроцилиндр 27, вращатель 1 с гидротормозом (Г), гидравлически сообщенные с дросселем 3. След щий золотник 2 имеет входной 11 И выходные 12 и 13 каналы и сообщен с гидроцилиндром 27 торцовой полостью (П) 10, а подпорной П 14 - с напорной магистралью (М) 24. Каналы /3 12 S сл со 4 СО

Description

12 и 13 параллельно сообщелгы со сливной М 25, а дроссель 3 н Г подсоединены к каналу 11. Г выполнен в виде мотор-насоса 7, сообщенного через один из распределителей А с М 24, а через дроссель 3 с М 25. В результате подачи рабочей жидкости в П 14 и 28 долото 34 прижимаетс  к забою. Возникающие при этом продольные ко«

лебани  става 26 регулируютс  мотор1

Изобретение относитс  к горной .

промыщленности, в частности к устройствам дл  бурени  пород с возможностью регулировани  частоты вращени  става в зависимости от его величины вибрации.

Целью изобретегш   вл етс  повышение надежности работы устройства при повыщении вибрации бурового става .

На чертеже показана гидравлическа  схема бурового устройства.

Буровое устройство включает вращатель 1, след щий золотник 2, дроссель 3 и распределитель 4. Вращатель

1содержит приводной мотор 5, дифференциальный механизм с водилом 6, мотор-насос 7 зубчатые : Jconeca 8 и щпиндель 9, св занный с мотором 5 и мотор-насосом 7 При помощи зубчатых колес 8 и водила 6. След и1ий золотни

2имеет управл ющую торцовую полость 10, входной канал 11, основной 12 и дополнительный 13 выходные каналы, подпорную торцовую полость 14, плунжер 15, поджатый пружиной 16 при помощи регулировочного винта 17. Дроссель 3 имеет вход 18 и выход 19. Дл  энергообеспечени  бурового устройства имеетс  насос 20, распределитель 21, предохранительный клапан 22, регул тор 23, напорные магистрали 24 и сливные магистрали 25.

Регулируема  система бурового устройства включает буровой став 26, неподвижно св занный со шпинделем 9, и силовые гидроцилиндры 27 со штоками 28, поршневыми полост ми 29 и што копыьш полост ми 30. Силовые гидроцилиндры 27 механически св заны с вращателем 1.

насосом 7. По вл юща с  при вибрации динамическа  составл юща  в П 29 способствует перемещению плунжера 15, Т.обр., увеличиваетс  пропускна  способность золотника 2. При резком увеличении вибраций открываетс  канал 13, уменьщаетс  частота вращени  шпиндел  9 и осуществл етс  бурение без вибраций става 26. 1 з.п. ф-лы, I ил.

5

0

5

0

5

0

Управл юща  торцова  полость 10 след щего золот гика 2 гидравлически св зана с поршневой полостью 29 силового гидроцилиндра 27. Вход 18 дроссел  3, входной канал 11 след щего золотника 2, мотор-насос 7 и распределитель 4 соединены между собой об- ще;й магистралью 31. В след щем золот- нИке 2 выходные каналы 12 и 13 св заны со сливной магистралью 25, а подпорна  торцова  полость 14 соединена с напорной магистралью 24. Полости 29 и 30 силовых гидроцилиндров 27 св заны с распределителем 21 гидромагистрал ми 32 и 33.

Устройство работает следующим образом .

Процесс бурени  осуществл етс  ща- рошечным долотом 34, закрепленным на буровом ставе 26 и опира1ощимс  на забой .

С пульта управлени  (не показан) включаетс  вращатель I. Вращательное движение передаетс  от мотора 5 через зубчатые колеса 8 и водило 6 на щпиу- Лель 9, вместе с которым вращаетс  буровой став 26. После этого включаетс  насос 20 и распределитель 21. Рабоча  жидкость под давлением поступает на напорной магистрали 24 в под- г;орную торговую полость 14 след { его золотника 2 и по гидромагистрали 32 Е полости 28 силовых гидроцилиндров 27. Усилие, создаваемое рабочей жидкостью в полост х 28, передаетс  через силовые гидроцилиндры 27 и вращатель I на буровой став 26 как осева  нах рузка. Таким образом, вращаю- П111йс  буровой став 27 прижимает ща- рошечное долото 34 к забою.

В процессе взаимодеГ1стви  шарошечного долота 34 с забоем возникают продольные солебани  бурового става 26, которые передлютс  по шпинделю 9 вращателю 1, штокам 28 силовых гидроцилиндров 27 на рабочую жидкост в полост х 29 и на все механизм бурового устройства.

Величина продольных колебаний бурового става 26 зависит от частоты вращени  шарошечного долс1та 34, поэтому дл  управлени  колебани ми бурового става 26 регулируетс  частота его вращени  при помощи мотор-насоса 7, который воспринимает реактивный момент при передаче крут щего момент от мотора 5 на зубчатые колеса 8, Под действием воспринимаемого реактивного момента насос 7 приводитс  в движение и нагнетает рабочую жидкость под давлением н магистрапь 31, При открытом Дросселе 3 через его вход 18 и выход 19 перетекает рабоча жидкость из магистр;1ли 31 на слив в магистраль 25, В этом случае мотор- насос 7 свободно вра 1 аетс , за счет чего достигаетс  минимальна  частота вращени  водила 6 а, соответстветпю и минимальна  частота вращени  шпиндел  9 с буровым ставом 26. По мере ограничени  (например) пропускной способности дроссел  3 в магистрали 31 повьшшетс  давление, при этом уменьшаетс  частота вращени  насоса 7 и увеличиваетс  частота вращени  водила 6 и, соответственно, увеличиваетс  частота вращени  шпиндел  9, При закрытом дросселе 3 достигаетс  максимальное торможение мотор-насоса 7 ,

Дл  дальнейшего увеличени  частоты вращени  бурового става 26 включаетс  распределитель 4 и раС;(ча  жидкость под давлением поступает из магистрали 24 в магистраль 31 и на мотор-насос 7, который при этом начина-ет работать в режиме мотора и увеличивает частоту вращени  водила 6, а соответственно и бурового става 26. При этом частота вращени  мотор-насоса 7 регулируетс  дросселем 3 за счет пропускани  части рабочей жидкости из магистрали 31 в магистргшь 25.

Так происходит регулирование частоты ращеш1Я бурового става 26, пока не возникают вибрации.

При возникновении вибраций по вл етс  динамическа  составл юща  дав

5

0

лени  рабочей жидкости в полости 29 силового цилиндра 27. Соответственно , динамической составл ющей давлени  в полости 29 возникает разность нагрузок на плунжер 15 со стороны управл ющей торцовой полости IО и со стороны подпорой торцовой полости 14.

Под действием этой разности нагрузок происходит перемещение плунжера 15 и магистраль 31 автоматически соедин етс  через вход 1I и выход 12 след щего золотника 2 со сливной магистралью 25, С увеличением вибрации бурового става 26 увеличиваетс  перемещение плунжера I5 и возрастает пропускна  способность след щего зо- лотника 2 на выходе 12, увеличиваетс  расход рабочей жидкости из магистрали 31 через след щий золотник 2 и, соответственно, уменьшаютс  частота вращени  мотор-насоса 7 и частота вращени  шпиндел  9,

При резком повышении уровн  вибра- 5 ции бурового става 26 за пределы допустимых значений происходит перемещение плунжера I5 в крайнее положение в котором открываетс  выходной канал 13, В этом случае резко надает дав- 0 ление в магистрали 31 и уменьшаетс  частота вращени  шпиндел  9 до минимального значени , при котором гарантировано бурение без вибраций бурового става 26,

Чувствительность след щего золотника 2 устанавливаетс  при помощи пружины 16 и регулировочного винта 17.

Давление в гидросистеме поддерживаетс  автоматически предохранительным клапаном 22, который может управл тьс  вручную дистанционно с использованием регул тора 23,

В процессе бурени , по мере продвижени  бурового става 26, проис.хо- дит вытеснение рабочей жидкости из штоковых полостей 30 силовых гидроцилиндров 27 через магистраль 33 и распределитель 21 в сливную магистраль 25,

5

0

5

50

55

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1, Буровое устройство, включающее силовой гидроцилиндр, вращатель с гидротормозом, гидравлически сообщенным с дросселем, след щий золотник с входным и выходным каналами, сообщенный с силовым гидроцилиндром управл ющей торцовой полостью и подпорнсч

   513430106

   полостью, 11одс)единенной к напорнойл; след шегп золоч-ника , причем дросмагистрали , сливную магистраль, сооб-скпь и гидротормоз подсоединены к

   ценную с выходным каналом след щеговходному каналу след щего золотника, золотника, и гидрораспределители,

   (Отличающеес  тем, что, с , Устройство по п. 1 , о т л и целью повышени  надежности работычающеес  тем, что гидроторустройства при повышении вибрации бу-моз выполнен в виде мотор-насоса,

   рового става, след щий золотник имеетсоо;)щенного через один из распределидополнительный выходной канал, кото- IQтелЕ1Й с HaiiopHofi магистралью, а черый сообщен со сливной магистральюрез дроссель - со сливной магистрапараллельно основному выходному кана-лью„