SU1436890A3

SU1436890A3 - Гидравлическа бурильна машина

Info

Publication number: SU1436890A3
Application number: SU843754754A
Authority: SU
Inventors: Хартиала Эеро; Куусенто Яакко; Паасонен Ханну
Original assignee: Ой Тампелла Аб (Фирма)
Priority date: 1983-06-14
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1988-11-07
Also published as: US4711090A; CA1237422A; SE462439B; AT384074B; DE3421388A1; FI67604B; SE8403151D0; IT8421386A0; AU2933284A; FR2551797A1; ATA190984A; FI67604C; AU569746B2; NO842358L; FI832145A0; IT1174193B; ZA844373B; NO164054B; NO164054C; FR2551797B1

Abstract

Изобретение относитс к горной пром-ти и позвол ет обеспечить защиту двигател от перегрузок за счет увеличени быстродействи системы управлени путем автоматизации ее работы . Машина включает вращатель 2 и податчик, каждый из которых имеет гидравлический реверсивный двигатель 5 и 1, гидравлический насос 9, напорные 10 и 11 и сливные 12,13 магистрали (М) двигателей 5,1,М, соедин ющую М 13 с М 10, и бак. В М 7 установлен клапан-регул тор 14, канал 17

Description

СУ)

4i)i

оо

CD 00 СО

Ы

управлени которого соединен с М 10 или с М-12. В последней, на участке между ее соединением с каналом 17 и баком, установлен дроссель. Параллельно двиг телю 5 размещен дополнительный клапан 22 с возможностью соединени М 10 или М 12 с каналом 17. При подаче рабочей жи,п;кости через двигатель I происходит его вращение и подача вращател 2 со штангой 3 к забою. При этом жидкость поступает в М 10 и 11, Скорость вращени двигател 5 регулируетс изменением проходного сечени дроссел . При попадании штанги 3 в трещину давление в М 13 увеличиваетс , а в М 7 - уменьшаетс , т. обр. уменьшаетс величина крут щего момента. Если сопротивле- :ние вращению штанги 3 возрастет, то клапан-регул тор перекрывает сечение между М 7 и 8 и соедин ет трубопровод 15 с баком. Возможны варианты конструкции машины. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1

Изобретение относитс к горной промыитенности, в частности к гидравлическим бурильнь м машинам, и может быть использовано в буровых установках дл бурени шпуров и скважин,

Цель изобретени - обеспечение защиты двигател от перегрузок за счет увеличени быстродействи сис- темы управлени путем автоматизации ее работы.

На фиг. 1 представлена принципиальна гидравлическа схема бурильной машины с управлением клапаном-регул тором от напорной магистрали гид- равли еского двигател вращател ; на фиг. 2 - то же, с управлением клапаном регул тором от сливной магистрали гидродвигател враа1ател ; на

фиг„ 3 - схема, изображенна на

фиг. 1, с реверсивным гидравлическим двигателем вращател ; на фиг. 4 - то же, BapnaHT; на фиг. 5 - схема, изображенна на фиг. 2, с реверсивным гидравлическим двигателем вращател ; на фиг, 6 - то же, вариант; на |фиг„ 7 - гидравлическа схема 6ypiinb- ной машины с реверсивным гидравлическим двигателем вращател при нейтральном положении распределителей; на фиг. 8 - то же, при бурении поро.ч ды; на фиг. 9 - то же, при регулировании режима бурени .

Гидравлическа бурильна машина содержит реверсивный гидравлический двигатель 1 податчика, обеспечиваю- щий перемещение вращател 2 с буровой штангой 3 по раме 4 податчика к забою и обратно. Вращатель 2 приво

i

0

5

дитс во вращение гидравлическим двигателем 5, который по одному из вариантов выполнени бурильной машины может быть и реверсивным. Дл бурени твердых пород в бурильной машине установлен вибратор (не показан ) с приводом от гидравлического двигател 6, Гидродвигатель 1 податчика напорными магистрал ми 7 и 8 соединен с гидравлическим насосом 9, который напорными магистрал ми 10 и 11 соединен с гидродвигателем 5 вращател . Гидродвигатель 5 вращател сливной магистралью 12 соединен с баком дл сбора масла (не обозначен). Сливна магистраль гидродвигател 1 податчика магистралью 13 (фиг. 1) соединена с напорной магистралью 10 гидродвигател 5 вращател . В напорной магистрали 7 гидродвигател 1 податчика установлен клапан-регул тор 14, который в одном из его крайних положений соедин ет напорную магистраль 7 через магистраль 8 с гидронасосом 9, а в другом положении соедин ет магистраль 7 через трубопровод 15 с баком. Трубопровод 16 соедин ет магистраль 13 с каналом 17 управлени клапана-регул тора 14, который вьшолнен с регул тором 18 дл установки величины управл ющего сигнала.

В другом варианте конструкции (фиг. 2) гидравлической бурильной машины в сливной магистрали 12 гидродвигател 5 вращател установлен дроссель 19, который расположен на участке между ее соединением посредством трубопровода 20 с каналом 17 управлени клапана-регул тора 14 и баком.

При выполнении гидравлической схемы бурильной машины с реверсивным гидравлическим двигателем 5 вращател ре«ерс последнего осуществл етс перемещением руко тки гидрораспределител 21, установленного параллельно реверсивному гидродвигателю 5 (фиг. 7). В этом случае параллельно гидравлическому двигателю 5 установлен дополнительный клапан 22, который установлен с возможностью соединени напорной магистрали гидродвигател 5 вращател с каналом 17 управлени клапана-регул тора 14 посредством магистрали 1.3 и трубопровода 16 (фиг, 3).

При выполнении гидравлической схемы бурильной машины с управлением от сливной магистрали реверсивного гидродвигател 5 вращател (фиг. 5) параллельно гидродвигателю 5 вращател; установлен дополнительный клапан 23, который размещен с возможностью соединени сливной магистрали гидродви- гатёл 5 с каналом 17 управлени клапаном-регул тором 14 посредством трубопровода 20, а соединение магистрали 13 с напорной магистралью гидродвигател 5 обеспечивает дополнительный клапан 22, установленный параллельно гидродвигателю 5.

В гидравлическую схему бурильной машины включены регулирующие клапаны 24, которые установлены в напорной 11 и сливной 12 магистрал х реверсивного гидродвигател 5 вращател (фиг. 7), Дл ограничени величины максимального давлени в гидросистеме на выходе гидронасоса 9 установлен предохранительный клапан 25. Оптимальное давление рабочей жидкости в напорной магистрали гидродвигател 1 податчика устанавливаетс с помощью клапана 26, размещенного в напорной магистрали 8. С помощью гидрораспределителей 27 и 28 осуществл етс управление соответственно гидродвигателем 1 податчика и гидродвигателем 6 вибратора. Дл обеспечени возможности извлечени буровой штанги 3 с использованием ручного управлени магистраль 13 соединена через обратный клапан 29, -установленньш в магистрали 30, и гидрораспределитель 27 с гидронасосом 9, При этом при

36890

извлечении буровой штанги 3 по напор- ньм магистрал м 7 и 8 осуществл етс слив рабочей жидкости в бак, дл чего параллельно клапану-регул тору 14 установлен обратный клапан 31, размещенный в трубопроводе 32, в параллельно клапану 26 установлен обратный клапан 33, размещенный в трубопро10 воде 34.

В качестве .одного из вариантов дл реверсировани гидродвигател 5 вращател в гидросхему может быть включен гидрораспределитель 35, ус15 тановленный параллельно гидродвигателю 5 (фиг. 4 и 6).

Гидравлическа бурильна работает следующим образом.

В режиме бурени породы (фиг, 8)

20 гидронасос 9 подает рабочую среду под давлением в гидродвигатель 1 податчика через гидрораспределитель 27 и клапан 26, по магистра.аи 8, через клапан-регул тор 14 и по магист25 рали 7. Прохождение рабочей жидкости через 1 идродвигатель 1 обеспечивает его вращение и, следовательно, подачу вращател 2 с буровой штангой 3 по раме 4 податчика в направлении к

30 забот. Рабоча жидкость, проход через гидродвигатель , отдает часть

5

0

5

0

5

магистрали 13 оказываетс ниже давлени рабочей жидкости в магистрали 7. Рабоча жидкость по магистрали 13 поступает в напорную магистраль 10 гидродвигател 5 вращател . Поскольку дл работы гидродвигател 5 требуетс значительно большее количество энергиИ; чем поступает от гидродвигател 1, то дополнительное количество рабочей жидкости поступает по магистрали 1I через регул ирующий клапан 24 и гидрораспределитель 21 от гидронасоса 9. При этом разность величины давлени рабочей жидкости в магистрал х 7 и 13 соответствует заданному осевому усилию на буровую щтангу 3 в оптимальном режиме.бурени , а расход рабочей жидкости, поступающей в гидродвигатель 5, соответствует оптимальной скорости вращени буровой штанги 3 и равен сумме расходов рабочей жидкости, поступающей по магистрал м 11 и 13. При этом скорость вращени гидродвигател 5 регулируетс изменением проходного сечени дроссел клапана 24. Одновременно с вращением гидродвигател 5 посредством включени ги,ц- :рораспределител 28 может быть при- :)зеден в действие гидродвигатель 6 ;вибратора. При этом площадь канала 17 управлени клапаном-регул - ором 1А, воздействующа на шток клапана- регул тора 14, и усилие пружины регул тора 8, Боздействующее на его шток, выбираютс таким образом, чтобы в процессе нормального режима бурени давление рабочей жидкости в магистрали 7 бьто равным или несколько ниже, чем давление рабочей жидкости в магистрали 8, т.е. проходное

сечение клапана-регул тора 4 макси- I.о

мально,

Если в процессе бурени долото буровой штанги 3 попадает в трещину или в зону рыхлой породы, то сопротивление вращению буровой штанги 3 )зозрастает, а при увеличении сопро- |тивлени вращению гидродвигател 5 ;давление рабочей жидкости в напорной магистрали 10 и 11, магистрали 13 и ; трубопроводе 16 немедленно возраста- I ВТ (фиг. 9). При этом давление в ма- ;гистрали 13 увеличиваетс - ПО сравне- ншо с величиной давлени в этой маги- jстрады при нормальном режиме бурени iУвеличение давлени в трубопроводе |16, соединенном с каналом 17 управ- ;лени клапана-регул тора 14, вызьша- ;ет перемещение штока последнего в сторону уменьшени проходного сечени клапана-регул тора 14, в результате чего давление рабочей жидкости в магистрали 7 уменьшаетс . Таким образом, вследствие увеличени величины давлени рабочей жидкости в магистрали 13 и уменьшени давлени рабочей жидкости обеспечиваетс необходимое -уменьшение величины крут щего момента, создаваемого гидродвигателем 1„ т.е„ снижение осевой нагрузки на буровую штангу 3, что, в свою очередь , предотвращает заклинивание буровой штанги 3. Если, несмотр на описанное уменьшение осевой нагрузки на буровую штангу 3, сопротивление вращению буровой штанги 3 возрастает то клапан-регул тор 14 полностью пер крьгоает проходное сечение между магистрал ми 7 и 8 и соедин ет магистраль через трубопровод 15 с баком. При этом давление рабочей жидкости в магистрали 13 становитс выше давлен в магистрали 7, котора в этом случа становитс сливной, в результате чег

направление вращени реверсивного гид- гидродвигател 1 податчика и мен ет- с на противоположное, что ообеспечи- вает перемещение вращател 2 с буровой штангой 3 из зоны оседающей рыхлой породы.

В другом варианте конструкции гид- ,. равлической бурильной машины (фиг. 2)

во врем работы гидродвигател 5 вращател рабоча жидкость, проход ща по сливной магистрали 12, создает на дросселе 19 перепад давлени . В случае небольшого сопротивлени враще5 нию буровой штанги 3 поток рабочей жидкости в сливной магистрали достаточно интенсивен, что позвол ет поддерживать величину давлени в канале 17 управлени клапана-регул тора 14, достаточную дл удержани штока клапа 1а-регул тора 14 в положении, обеспечивающем максимальное проходное сечение, соедин ющее магистрали 7 и 8, В случае увеличени сопротивлени вращению гидродвигател 5 вра- щател уменьшаетс величина перепада давлени на дросселе 19. Снижение величины давлени рабочей жидкости в трубопроводе 20 вызывает перемещение штока клапана-регул тора 14 под действием пружины регул тора 18, что обеспечивает при достаточной величине сопротивлени вращению гидродвигател 5 вращател изменение направлени вращени гидродвигател 1 по0

5

0

5

датчика на противоположное, как и

в ранее рассмотренном варианте в,ы- йолнени конструкции бурильной машины .

При выполнении гидродвигател 5 вращател реверсивным (фиг. 3) работа бурильной машины происходит аналогичньм образом дополнительный клапан 22 типа ИЛИ обеспечивает соединение магистрали 10 или магистрали 12, т.е. той из них, котора в данный момент вл етс напорной магистралью гидродвигател 5 вращател с каналом 17 управлени клапана- регул тора 14.

Аналогично происходит работа бурильной машины с реверсивным гидравлическим двигателем 5 вращател и регулированием от его сливной маги- 5 страли (фиг. 5). При этом с помощью дополнительного клапана 23 канал 17 управлени клапаном-регул тором 14 автоматически соедин етс с одной из магистралей 10 или 12, т.е. той.

0

1

котора при данном направлении вращени гидродвигател 5 вл етс слив ной магистралью, а клапан 22 соедин ет магистраль 13 с другой магистралью 12 или 10, котора при указанном направлении вращени гидродвигател 5 вл етс напорной. При этом подпор рабочей жидкости в сливной магистрали обеспечиваетс дроссел ми 19, ус- тановленными в магистрал х II и 12, а дл беспреп тственного прохода рабочей жидкости в напорной магистрали параллельно дроссел м 19 установлены обратные клапа.ны.

При использовании дл реверсировани гидродвигател 5 вращател гидрораспределител 35 (фиг. 4 и 6) работа гидравлической бурильной машины не отличаетс от описанной ранее.

В качестве гидродвигател 1 привода податчика может быть использован гидравлический цилиндр или какое либо другое устройство вытеснитель

ного типа.

Claims

Формула изобретени

. Гидравлическа бурильна машина , включающа врап1атель с гидравлическим двигателем, податчик с реверсивным гидравлическим двигателем, гидравлический насос, напорные и сливные магистрали гидравлических двигателей вращател и податчика, ма- д истраль, соедин ющую сливную магистраль гидравлического двигател податчика с напорной магистралью гидравлического двигател вращател ,.и бак, отличающа с тем, что, с целью обеспечени защиты двигател от перегрузок за счет увеличени быстродействи системы управлени путем автоматизации ее работы, она снабжена клапаном-регул тором с каналом управлени , который соединен с одной из магистралей

6.

i t

гидравлического двигател вращател , при этом клапан-регул тор установлен в напорной магистрали гидравлического двигател податчика дл ее соединени с гидравлическим насосом или с баком.
2. Машина по п. 1, отличающа с тем, что канал управлени клапана-регул тора соединен с напорной магистралью гидравлического вращател .
3.Машина по п. 1, отличающа с тем, что канал управлени клапана-регул тора соединен со сливной магистралью гидравлического двигател вращател .
4.Машина ion. 3, отличающа с тем, что в сливной ма- гистали гидравлического двигател вращател , на участке между ее соединением с каналом управлени клапана-регул тора и баком установлен

дроссель.
5.Машина поп. 1, отличающа с тем, что пщравлический двигатель врап;ател выполнен реверсивным , а машина имеет дополнительный клапан, установленный параллельно гидравлическому двигателю вращател , ,при этом дополнительный клапан разме- щен с возможностью соединени напорной магистрали гидравлического двигател вращател с каналом управлени клапана-регул тора.
6.Машина по п. 1, отличающа с тем, что она имеет дополнительный KjjanaH, установленный параллельно гидравлическому двигателю вращател , при этом дополнительный клапан размещен с возможностью соединени сливной магистрали гидравлического двигател вращател с каналом управлени клапана-регул тора .

гО

t

i t

9u,2.2

f

9UZ.5

6

rOi

I

fO

19

/J

9u

25

X

/J

« I

ifoh

.5

9tiz.6

и,2.в

Редактор С. Патрушева

Составитель А. Холстов

Техред м.Дидык Корректор Н. Король

Заказ 5663/59

Тираж 459

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Подписное